Способ измерения переменного электрического поля

Союз Советских Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлсио 13.Ill.1965 (№ 948832/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубл ковано 12.1Ъ .1967. Бюллетень № 9

30/02

30, 04

05d

051 .837.6:551.46.085

8.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 2Х1.1967

At. торы изобрстспия

P. A. Павловский и А. В. Поляков

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Известны способы измерений электрического поля при электрической разведке полезных ископаемых, использующие в качестве датчиков поля емкостцые зонды, размещаемые вблизи поверхности земли.

Предложенный способ отличается от известных тем, что осуществляют непосредственный контакт проводящей среды с вцешией поверхностью изоляцпо шого покрытия зонда.

Это позволит повысить точность измерений и расширить частотный диапазон в область инфранизких частот. Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Для измереш1я потепциала в некоторой точ- 15 ке среды (или разности потенциалов в двух точках) используется проводник, па поверхность которого нанесен слой изоляционного покрытия (емкостпой зонд). Если в проводящей среде расположены два емкостиых зонда, раз- 20 несеицые между собой па некоторое расстояние l и подключенные к входу измерительного прибора со входным сопротивлением R и входной емкостью C, то при возникновении в сре25 де электрического поля напряженностью l: между зондами в первоначальный момент времени устанавливается раз ость потенциалов — > -+

U, = El. В дальиейшем заряды между зонДами перераспределятся и и л|обой последую- 30 гцпй момент времени разность потенциалов между пими состяBHT Ь (/)=Со-, где Q—

С заряд, появляющийся па зондах; С вЂ” емкость системы из двух зондов, представляющая сооой емкость двух последовательно включенных конденсаторов, обкладками которых являются поверхпости проводящих тел и среды, разделенные диэлектрической прокладкой толщппой о.

Величина емкости С определяется, таким образом, площадью смочеппой поверхиост:> зонда, а также толщиной о и диэлектрической проницаемостью покрытия t-..

Сопротивлеиие Rt утечки мехкду зондами также зависит от толщины изоляционного покрытия. Входпое сопротпвлсппе прибора бе1 ется много меньшим сопротивления уTBnt ti, i,апрпмер

R» = o o1R,. (1)

В таком случае сопротивлением Rt можно пренебречь и считать внутреннее сопротивлеntte датчика чисто емкостным, Выражение для ьходного апряжеппя пр:t воздейстш.п иа емкостпые зонды скачка постояппого поля имеет вид — С

L» — Е - CлC г,te т=й„(С+С ), 194985

Д,С=ре, Предмет изобретения

Составитель 3. П. Попова

Техред T. П. Курилко

Корректоры: О. Б. Тюри11а и Н. И. Быстрова

I åäàêòîð И. Джарагетти

Заказ 14 Ъ,16 Тиран. 535 Подписное

ЦН!1ИПИ Ко<аитета по делам иаобрете11ий и открытий iiptt Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Таким образом, напряжение 113 входе измерительного устройстьа с течением времени уменьшается от максимального значения по

-I

Однако этот недостаток мож1о исключить нериодическим перемещением зондов в измеряемом поле (вращением или возвратно-поступательным движением).

При воздействии на емкостные зонды раз1ости потенциалов, изменяющейся по гармо;tt ческому закону, амплитуда входного напряжения определяется вырви<е1311ем

Г,„= El ...(3) с с где <3=2 f, f — частота сигнала, Постоя1И1ая времени входной цепи т в обоих случаях (2), (3) существенно влияет на величш1у входного напряжения. При условии (1) величина т однозначно определяется электри1ескими параметрами материала изоляц:lottitoi o покрытия зонда.

Исходя из (1), при С ((C т = 0,01 R I C, т. е. т определяется произведением сопротивления утечки зондов на их емкость. По известной аналогии мея<ду емкостью и collpoTHI3, iettttÐit ,l;IH заданной геометрической конфигурацttil электродов где р н в — — удельное объемное сопротивление

Il;tIl3ëeI

5 Отсюда т=-0,01, в= — 0,01 ти, где т„— постоянная времени релаксации зарядов в материале. Из существу1ощих изоляц:io1llIbIx материалов наибо. Ii IIIPA посто ItlioH

«ремени обладают полиэтилен, фторопласт.

10 полпстирол. Для этих материалов т, =-2 ° 101.

Отсюда максимальная величина постоянной времени входной цепи при условии(1) составляет 200 се1<. Согласно формуле (3), при таком т нижний предел частоты, начиная с котор1>го

15 iiillt. 3tlTiäà вхoдll01 0 cHI H 1.1;t cTilllовиTcFi Hp ti<тически частотно-независимой, имеет порядок

0,001 гц. Верхний предел частоты при этом неограничен.

Предложенный способ измерений может

20 найти применение в геофизических методах разведки в земле и океане, при измерении скорости морских течений электромагнитными методами, исследовании распределения тока в электролизерах и т. д.

Способ измерения переменного электрического поля в проводящей среде с помощью емкостных зондов, отлича1ищ1шся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона в область инфранизких частот, осуществляют непосредственный контакт проьодящей среды с внешней поверхно35 стью изОляционного покрытия зонда.