Датчик для исследования горизонтально-слоистых сред

 

Сокзз Советских

Социалистических

Республик (11) 489055

v (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07. 07. 72 (21) 1806024/26-2 5 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано25.10.75 Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 16.01.76 (51) M. Кл С- 01аЭ/02

Гоеударственный квинтет

Свветв Мнннстров СССР ае делам изобретений н открытнй (53) УДК (550.837 (088.8) (72) Автор изобретения

С. Г. Шахник (71) Заявитель Институт биологии Карельского филиала АН СССР (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГОРИЗОНТАЛЬНО-СЛОИСТЫХ СРЕД

Изобретение относится к приборам для исследования горизонтально-слоистых про,водящих сред в агрофиэике, в частности (почвогрунтов при пропускании через среду электрического тока, и может быть исполь зовано в геофизике, Известные датчики. для определения элек,тросопротивления горизонтально-слоистых

1 сред методом экранированного заземления, в которых плоскопараллельное электрическое поле образуется около одного измери.тельного электрода и измерение произво;дится путем перемещения датчиков в иссле.дуемой среде, не обеспечивают плоскопараллельности поля как по всей4длине датчика, .так и в диапазоне глубинности, и в силу их конструкции не позволяют исследовать ,электрические свойства сколь угодно тонких слоев среды.

В предложенном датчике, с целью измерения электрических свойств сколь угодно тонких слоев среды, строго плоскопараллельное электрическое поле концентрируется в определенном объеме исследуемого почвогрунта путем выполнения датчика в

2 виде одного электрода, состоящего из труб чатого диэлектрика, по всей длине которого на диаметрально противоположных образующих строго параллельно расположены токопроводящие элементы, контактирующие с исследуемой средой и присоединенные к противоположным полюсам источника тока.

На чертеже представлена конструкция

:предлагаемого датчика, Основой датчика служит непроводящее основание — трубчатый диэлектрик 1,-на котором по диаметрально противоположным образующим расположены отверстия, в ко(торые вставлены токопроводящие элемен15 ты 2. Токопроводящие элементы соединяются проводами, собранными в пучок проводов 3 со штепсельным разъемом 4. Свер- ху на трубчатый диэлектрик надет металлический оконцеватель 5, эакоепленный стопором 6. Оконцеватель имеет отверстие для пучка проводов с навинченной металлической крышкой 7 с рукоятками.

Внизу в трубчатый диэлектрик вставлен, металлический наконечник 8, закрепленный л стопором 9,, = „. "- " :.8 i СЛ«»«««) «««!!1и«1.1 Qop«B «О

: -:з!.«",Qóкте бурОм имемхщим диаметр

«! i; « " i8«Iünl8 д«1я«!! 8ТрВ датч?1ка. бу-.

Г ":; .- . П1:5, к«еообх о дк« -1ой гл! Оинь1 «»у ПЯ таэля ется QBTч»ик ч81,1 Обеспе ;!и=.

3" Я 3 1«. и П«СС1 0«1НСТВО ДЯБЛЭНИЯ ТОКОПРОВО,,«I-=

" ;: ««,э -«8! «Энта HB !Грунт, Ц1т«епсельныи Ряз?ьс?:1 - =. Осуп118ствля«ет соединение с кяоелем! ид, II«?«ня I, Ок измерений который ооэспе.-

:::i! Ябт и >к измерениях подачу ?1я11ряжения

:«; —.« ««11«» ОД ?!ОВР 1, .— --1К !. "„ .« - к ПООЧЭРЯДКОЭ В1 Л "ОЧЕ?1!18 «!

« 1 ,- О Hpl!!OQI a;, )л«ля СНИЖЕН"Ixxl Э.! @Э««-

;;:-а. ;.!:5 BII:„:H ИСПО!!ЬЗтЕТСЯ Ток ПРОМЫШ«

) и«

= -Ончания кз!«!Fpекий дат !Нк ?1жп -"

1 1д ! ,3? O Pg ««1

«

70ПК?1Я От Qoeli PC ТОЧКИ . В с ей велш Я то фо 1-IB поли ",:.". бой !«!!Qc Ос ти !!8Q7 э!«»Ци«« Г«. .;«; —,, =:.Д «; С «Ц«,1. Т, 8, ПОЛ8 II«IQCIQQHBPBЛЛЭЛЬ=: (° .-;-..—. -.«!«!» и «аеВЬ1МИ г ;438КTЯ« fк КЕ PBfС«» сл « -;,«8".«1«д!. двумя заояженкы1,1И ОСН1, и

-«?поло!«Кенкь1мн 5 среде с диэлектр?1ческой!

?г «?типае .;ОСТЬ?О У ПОМЕСТИТЬ ДИЭЛЕКТРИК :-;,ï;HlIHpH!«I8c1lQé фор«.1ы так„чтобь1 за:-,яо;-,. к.—. :-.!8 оск были диаметрально противоп!Олоя- кы.:1и Образующим цилиндрического диэлек- трика! то можно показать, что картина па:ЛЯ К8 М8НЯЕТСЯ! Я МЭНЯBТСЯ ТОЛЬКО ЗНЯЧ8

?!; Э ПОТ -.т!«!!ЯЛЯ !! !"!ДНОй H РОй Ч.-е т««!!кэ Р»!

11«.! „

1„181?АИДУ 1!1«ОВ ОДЯМ««?1 „Г«О „.,:,«» «--: с удельной проводимость1о д

1 ше.?нь?ми в среду,

PBBHB

Я

ГО

«! « где 1,-; - радиус проводов, «. * -". ««С "« В- ?! ."т1?хЬ! Bi, как дкямет р тру бчатОГО диэлектРИ=:.,а. лксго меньше его длины, то при по==

«!ЭПР„ «"«.*:,ЭКИН QT ОДНО1 О IIQHIQCB !HCТО!«Ки !««

- -" «.-"-.-!,?181:Р"ЭЬ«ЕКНО HB BC8 ЭЛЭМЕКТЫ ОДКОй CTC -. рокь..-, == от другого пол1сса; на все элемен:ты д«р;гой стороны диэлектрика создается ппосколар»лпельное электрическое поле логичное пслю двух заряженных Осей )$

Ток, проходящий через каждую пару электродов, пропорпионален проводимости имен пo данного слоя почвогрунта.

Потек?1иал, любой точки ;поля двух

« д11инных заряженных осей с линейным за 30 рядом + Г и — 6, расположенных на расстоя и:тк 2я одна от другой в среде с диэлек--М

TpIi! Эс;!ой! проницаемостью 4! равен

Если между двумя проводами внести диэлектрик диаметром 2а цилиндрической Формы! IIB дияметрапьнО прОтивОПОПОжных Обра3 j Ю1ПИХ КОТОРОГО НЯХОДЯТСЯ ЭТИ ПРОВОДЯ! ТО пров"димость уменьшится в два раза: ,.P!I =! М Д ЛЭКГРИК ИСК1ПОЧаэт ЗОНУ С Наибо1п«!1?ими плотностями тока, что при одной к то?I же величине тока позволяет увеличить зону действия датчика.

Заменяя в реальном датчике двухпровод iIQ линию системой дискретных элементов, для реальнОГО датчика с диаметром .!«, мно«го больу1им ширины токопроводяшего элемента (-„:3 3 сопротивление заземления элеМЭКТЯ где 6 - удельное сопротивление 6 -слоя

s среды

Ь вЂ” высота токопроводящего элемента;

ВАЯЯ- ширина токопроводящего элемента, Тогда измеряемое элементом удельное сопротивление среды для сколь угодно тон кого слоя среды с,мошностьюК .

Учитывая,- что точность реальных изме

;-.-.Пий1 ограничивается 2-34! расстояние меж=-: д то,.опроводж1?ими злементямн в ряду дОЛл ..НО находиться в этих пределах, чтобы не ,нарушить условные плоскопаряллельности е!Сля;

Предмет изобретения датчик для исследования горизонтальнс=слоистых сред,. изготовленный ввиде цилиндрического кепроводящего основания, На . ;:.Отсром смонтированы гокопроводящие эле- менть,, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью измерения электрических свойств слоев среды в плоскопараллельном поле, на двух диаметрально противоположных обра-ауюших расположены в ряд друг за другом ,в количестве не менее трех токопроводяшие элементы, причем ширина одного элемента много меньше диаметра датчика, а расстояние между соседними элементами в ряду не превышает 2 — 3% от высоты каждого элемекта.