Контактный электрод датчика электрического поля

 

Изобретение относится к геофизике и может применяться при исследовании и измерении электрической составляющей электромагнитного поля в проводящих средах, например, в качестве чувствительных элементов контактных датчиков в морской геологоразведке. Сущность изобретения: контактный электрод датчика электрического поля содержит кожух из изолирующего материала, выполненный с отверстиями, в котором расположены корпус из проводящего материала с концентрично намотанными на него парами лент фольги, составляющими рабочую поверхность датчика. Ленты закреплены на корпусе, электрически соединены с ним, причем в каждой паре лент одна из них выполнена гладкой, вторая - гофрированной. 2 ил.

Изобретение относится к геофизике и может применяться при исследовании и измерении электрической составляющей электромагнитного поля в проводящих средах.

Изобретение может быть использовано в качестве чувствительных элементов контактных датчиков в области морской геологоразведки.

Известны контактные электродные датчики электромагнитного поля, в которых рабочая поверхность создается различными способами, например, напылением пористого слоя металла 1. Этот способ позволяет получить большую смоченную поверхность датчика, что улучшает его характеристики, но при этом требуется применение дорогостоящих технологий. Вторым его недостатком является неудобство в эксплуатации, так как малейшее загрязнение поверхности приводит к закупориванию пор на его поверхности, а следовательно, и к уменьшению смоченной поверхности, что ведет к уменьшению импеданса. Это, в свою очередь, приводит к невозможности построения высокостабильного измерительного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, является датчик электрического поля, описанный в 2.

Контактный электрод этого датчика состоит из изоляционного корпуса, на который перпендикулярно его рабочей поверхности намотана пара лент фольги, гофрированных с разным шагом. Ленты фольги прикреплены к контактному стержню, который проходит через герметизирующий сальник внутрь корпуса и там соединяется с жилой сигнального кабеля.

Недостатком указанного электрода является сложность его конструкции, связанная с наличием узла гермоввода контакта, наличие гофрированных лент с разным шагом гофрирования полностью не исключают прилипания лент друг к другу. Это приводит к уменьшению смоченной поверхности, и, следовательно, к изменению электрических параметров электрода, что, в конечном итоге, не позволяет построить высокостабильное измерительное устройство. Кроме того, намотка гофрированной ленты перпендикулярно рабочей поверхности с последующим ее закреплением вызывает технические трудности.

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в повышении технологичности конструкции и повышения надежности в эксплуатации.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном электроде датчика электрического поля, содержащем кожух с отверстиями и расположенный в нем корпус, рабочую поверхность, состоящую по крайней мере из одной пары лент гофрированной фольги, согласно изобретению, ленты намотаны концентрично на рабочую поверхность корпуса и электрически соединены с корпусом, причем одна из лент каждой пары выполнена гладкой, а корпус выполнен из материала, идентичного материалу фольги.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства в сборе. На фиг. 2 детали предлагаемого устройства.

Предлагаемый электрод (фиг. 1-2) состоит из цилиндрического металлического корпуса 1, на который намотаны ленты фольги 2,3, сложенные попарно и закрытые диэлектрическим кожухом 4.

Для уменьшения общего сопротивления целесообразно применение нескольких пар фольги, соединенных с корпусом равномерно по окружности.

На фиг. 2 показано крепление четырех пар лент фольги к корпусу. Крепление может производиться точечной сваркой, клепкой, при помощи винтов с накладками, выполненными из материала, идентичного материалам корпуса и фольги, или любым другим способом. Для крепления кожуха необходимо использовать винты из изоляционного материала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При расположении электродов в проводящей среде, например, в морской воде, непосредственный контакт со средой будет иметь фольга, электрически соединенная с корпусом. Поверхность фольги будет воспринимать потенциал исследуемого поля и сгущать на себя ток проводимости. Полезный сигнал передается на корпус, к которому по внутренней полости, например, при помощи винтового соединения, подсоединена жила сигнального кабеля (не показан).

Также как и в прототипе использование изобретения позволяет повысить реальную чувствительность и точность измерений напряженности электрического поля за счет снижения импеданса двойного электрического слоя и дрейфа собственной ЭДС электродов. Но в отличие от прототипа использование гладкой и гофрированной лент фольги практически полностью исключает во время эксплуатации их слипание. Это приводит к большей стабильности импеданса двойного электрического слоя и собственной ЭДС поляризации, позволяющего строить прецизионные измерительные устройства. Кроме того, в предлагаемом изобретении концентрический способ намотки лент фольги, а также их крепление к корпусу являются более технологичными по сравнению с прототипом. Отсутствие контактного стержня с герметизирующим сальником еще больше повышает эксплуатационную надежность электрода в целом, снижает его стоимость и упрощает технологию изготовления датчика. Вышесказанное в целом существенно улучшает эксплуатационные характеристики электрода, повышает надежность и достоверность проводимых исследований.

Формула изобретения

Контактный электрод датчика электрического поля, содержащий кожух с отверстиями и расположенный в нем корпус, рабочую поверхность, состоящую по крайней мере из одной пары лент гофрированной фольги, отличающийся тем, что ленты намотаны концентрично на рабочую поверхность корпуса и электрически соединены с ним, причем одна из каждой пары лент выполнена гладкой, а корпус выполнен из материала, идентичного материалу лент фольги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2