Неполяризующийся электрод

 

Союз Советскик

Социалистических

Рес ублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЗЬСТВУ

< 1742849 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270378(21) 2596359/18-25 (51)М. Кл.

С. 01 V 3/04 I!

G 01 N 27/30 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по дмам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250680. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 250680 (53) УДК 550.837 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Комаров, д.Д.Ефимов. К.Г.Шубникова, B.A.Попов и В.В.Сушкевич (71) Заявитель

Научно-производственное объединение "Геофизика" (54) НЕПОЛЯРИЗУЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД

Изобретение относится к техничес-кой физике и может применяться в геоэлектроразведке при измерениях разности потенциалов естественных и искус.5 ственно создаваемых медленно меняющихся или постоянных электрических полей, а также при исследовании материалов с помощью электрохимических средств. 10

Известно устройство для измерения постоянных и медленно изменяющихся полей, содержащее пористый сосуд, заполненный электролитом, в который погружен металлический электрод Е11 .

Недостатком этого устройства является то, что он имеет низкую стабильность потенциала из-за изменения концентрации электролита через пористый сосуд в почву. Опыт показывает, что при изменении концентраций электролита на 10% потенциал электрода изменяется примерно на 1 мВ.

Указанный недостаток устраняется в другом известном устройстве. 25

Это устройство содержит корпус из изоляционного материала, заполненный электролитом, нижняя концевая часть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней концевой часги размещен металлический электрод, контактирующий с электролитом. Два таких электрода, размещенных в почве на расстоянии 20-30 м и более, позволяют проводить измерения постоянных и медленно изменяющихся электрических полей f21

Недостатком известного устройства является то, что в нем невозможно учесть собственную разность потенциалов электродов, которая не сохраняется постоянной во времени из-эа различных дестабилизирующих факторов, невозможно с высокой точностью обеспечить постоянство концентрации электролита в полевых условиях, а также постоянство температуры электролита, что приводит к снижению точности измерений постоянных и медленно меняющихся внешних электрических полей.

Цель изобретения — устранение этого недостатка и повышение точности измерений постоянных и медленно меняющихся внешних электрических полей путем учета собственной разности потенциалов измерительных электродов.

Для достижения этой цели неполяризующийся электрод, содержащий корпус из изоляционного материала, запол3

742849 ненный электролитом, нижняя концевая часть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней части размещен металлический электрод, контактирующий с электролитом, снабжен дополнительным металлическим электродом, размещенным в нерхней концевой части корпуса из изоляционного материала.

Такое конструктивное выполнение .устрЬйства позволяет-в процессе проведения измерений в нужный момент соедннить дополнительные металлические электроды обеих измерительных электродов, расположенных в точках измерений, обеспечить примерно равный внешний потенциал электролита одного и другого измерительного электрода и измерить собственную разность потенциалов основных металлических электродов двух измерительных неполяризующихся электродов. 20

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема измерения внешних постоянных или медленио меняющихся электрических полей, а также один из вариантов выполнения g5 электрода.

Устройство содержит два идентичных,измерительных неполяризующихся электрода, каждый из которых состоит из корпуса 1, выполненного из изоляционного материала, заполненного электролитом 2, нижняя концевая часть

3 которого снабжена пористой перегородкой 4, а в верхней концевой части

5 размещены основной б и дополнительный 7 металлические электроды. Основные электроды соединены с милливольтметром 8, а дополнительные соединены между собой Проводом 9 через выключатель 10. В одном из вариантов устройства электрод снабжен электроизолиру- 40 ющим клапаном 11 и устройством 12 управления этим клапаном

Устройство работает следующим образом.

В заданных точках земной поверх- 45 ности, между которыми требуется измерить разность потенциалов, создаваемых внешним током j|,, протекающим .через землю, устанавливают два неполяризующихся электрода предложенной конструкции. Нижняя концевая часть 3 корпуса 1 с пористой перегородкой 4 закапывается в земпю на небольшую глубину. Электролит 2 (например, медный купорос) через пористую перегородку 4 контактирует с землей, поэтому потенциал электролита 2 соответствует потенциалу внешнего поля в точке расположения электрода. Корпус 1 выполнен в ниде длинной трубки из изоляционного материала, поэтому верхняя кон- 60 цевая часть 5 корпуса с основным б и дополнительным 7 электродами удалена на значительное расстояние от перегородки 4 и помещена в термозащищенный блок, благодаря чему достигается 65 увеличение стабильности собственной разности потенциалон измерительных электродов. Так как электролит 2 имеет высокую проводимость милливольтУ метр 8 — высокое входное сопротивление, то потенциал основных электродов б отличается от потенциала точек измерения только на величину собственного потенциала (скачка потенциала ) электрода. Так как теплопронодность электролита достаточно высока, а температура точек поверхности земли, в которых расположены измерительные электроды, отличаются на 20 С и более, то собственный потенциал..электродов 6 со временем изменяется.Кроме того, при изменении концентрации электролита 2 у пористой перегородки 4, за счет диффузии ионов в,элек— тролите 2 изменяется концентрация электролита вблизи электродов б, что также приводит к изменению собственного потенциала электрода б во вре— мени. Определить величину собственной разности потенциалов электродов б двух измерительных электродов в известных устройствах не имеется возможности, так как она является неизвестной величиной и существует одновременно с другой неизвестной величиной — разностью потенциалов внешнего поля, являющуюся предметом полевых измерений. Это приводит к низкой точности полевых измерений.

B данном устройстве для повышения точности измерений имеется дополнительный электрод 7, позволяющий учесть собственную разность потенциалов электродов б. Электрод 7 помещен в разветнлении верхней концевой части 5. Цля учета собственной разности потенциалов электродов б дополнительные электроды 7 двух измерительных электродов соединяются проводом 9 через выключатель 10.

Когда выключатель 10 замкнут, потенциал электролита 2 в обеих измерительных электродах становится одинаковым, а измеряемое милливольтметром 8 напряжение равно собственной разности потенциалов электродон б.

Вычтя этот замер из результатов первого замера, получается искомая разность потенциалов внешнего поля.Так как электрод 7 находится на некотором расстоянии от электрода 6, то целесообразно повторить измерения, подключив к милливольтметру 8 электроды 7 и замкнув через выключатель

10 электроды 6. Совместно обрабатывая результаты измерений, можно точнее определить собственную разность потенциалов измерительных электродов. В этом случае вместо разветвления, в которые помещены электроды 6 и 7, можно испольэовать две самостоятельные трубки, одни концевые части которых помещены в электролит, а но вторые концевые части помещены элек742849

Формула изобретения

Составитель Л. Воскобойников

Редактор A.Ôåäüêèíà Техред О. Легеза Корректор М.Коста

Подписное

Заказ 3614/13 Тираж 649

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ttttt "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 троды 6 и 7. Высокая- точность определения собственной разности потенциалов обеспечивается в том случае, если концевая часть 5 содержит электроизолирующий клапан 11 и устройство 12 управления клапаном. В этом случае вначале проводятся обычные измерения при открытом клапане 11 в обеих измерительных электродах.3а-тем по команде с помощью устройства

12 управления клапан 11 перекрывает концевую часть 5 в обеих измерительных электродах. Электроды 7 соединяются через выключатель 10, по этому потенциалу электролита в обеих электродах оказывается одинаковым, а милливольтметром 8 измеряется собственная разность потенциалов электродов 6.

Так как концевая часть 5 электродов перекрыта, то внешнее поле не оказывает влияние на результаты изме- 20 рений, в цепи электродов 6 и 7 ток не протекает, что обеспечивает повышение точности определения собственной разности потенциалов электродов 6 и 7 и и точности измерения разности потенциалов внешннх электрических полей °

Неполярнзующийся электрод, содержащий корпус иэ изоляционного материала, заполненный электролитом,,нижняя концевая часть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней концевой части размещен металлический электрод, контактирующий с электрОлитом, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности измерений, он снабжен дополнительным металлическим электродом, размещенным в верхней концевой части корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 516010, кл. 8 01 V 3/18, 1976 °

2. Штабе К. Основы техники измерений РН. "Химия", 1962, с.230-233 (прототип).