DE1103477B

DE1103477B - Wheel electrode for connection of a measuring circuit to the earth's surface for a device for measuring earth potentials

Info

Publication number: DE1103477B
Application number: DES59409A
Authority: DE
Inventors: Robert L Davis
Original assignee: Superior Oil Co
Current assignee: Superior Oil Co
Priority date: 1957-08-16
Filing date: 1958-08-12
Publication date: 1961-03-30

Description

Radelektrode zum Anschluß eines Meßkreises an die Erdoberfläche für eine Einrichtung zurVermessung von Erdpotentialen Die Erfindung bezieht sich auf eine Radelektrode zum Anschluß eines Meßkreises an die Erdoberfläche für eine Einrichtung zur Vermessung von Erdpotentialen, beispielsweise für die Bestimmung der Potentiajdifferenz zwischen einem unterirdischen Leiter und der darüberliegenden Erdoberfläche.Wheel electrode for connecting a measuring circuit to the earth's surface for a device for measuring earth potentials The invention relates to a wheel electrode for connecting a measuring circuit to the surface of the earth for a device for measuring earth potentials, for example for determining the potential difference between an underground conductor and the surface of the earth above.

Vermessungen des Erdpotentials dieser Art und Diagramme des- Erdpotentials in Abhängigkeit von der Leiterlänge dienen. beispielsweise zur Bestimmung des chemischen Korrosionswiderstandes und anderer Faktoren, so daß dann. jeweils die richtigen Maßnahmen. ergriffen werden können, die für eine Wartung oder einen Ersatz des Rohres oder Kabels nötig sind. Measurements of the earth potential of this kind and diagrams of the earth potential depending on the length of the ladder. for example to determine the chemical Corrosion resistance and other factors so that then. the right ones in each case Measures. can be taken for maintenance or replacement of the pipe or cables are necessary.

Die Aufnahme von Erdpotentialen erweist sich z. B. als nützlich bei der Wartung von vergrabenen Ö1-oder Gasleitungen oder Starkstrom- oder Fernmeldekabeln, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Maxima und Minima d.es Erdpotentials in Abhängigkeit von der Leiterlänge liefern in dieser Beziehung wertvolle Aufschlüsse. Eine genauere Erklärung verschiedener üblicher Vermessungsmethoden und Einrichtungen und eine Erläuterung der Verwendungsnaöglichkeiten von Erdpotential-Leiterlänge-Diagrammen ist in den Artikeln »Earth Potential or Surface Potential Gradient Tests on Buried Cable« im Band 12, Nr. 8 der Zeitschrift »Corrnsion« (Aug.The inclusion of earth potentials turns out to be z. B. useful in the maintenance of buried oil or gas pipes or power cables or telecommunication cables, however, it is not limited to this. The maxima and minima of the earth potential depending on the length of the ladder provide valuable information in this regard. A more detailed explanation of various common surveying methods and facilities and an explanation of the possible uses of earth potential conductor length diagrams is in the articles »Earth Potential or Surface Potential Gradient Tests on Buried Cable "in Volume 12, No. 8 of the magazine" Corrnsion "(Aug.

1946) oder »Testing Methods and Corrosion Control Measures For Buried Telephone Cablle« im Band 13, Nr. 5 (Mai 1957) derselben Zeitschrift (Verfasser: Daniel R. Werner) gegeben.1946) or "Testing Methods and Corrosion Control Measures For Buried Telephone Cablle ”in Volume 13, No. 5 (May 1957) of the same magazine (author: Daniel R. Werner) given.

Es ist auch bereits bekannt, zur Erdpotentialvermessung eine Radelektrode zu verwenden, die auf dem zu untersuchenden Bodenstreifen abgerollt wird und an eine Meßapparatur angeschlossen ist, die das Meßergebnis laufend aufzeichnet. It is also already known to use a wheel electrode for earth potential measurement to use, which is unrolled on the strip of land to be examined and on a measuring apparatus is connected which continuously records the measurement result.

Ein besonderes Problem bei der Verwendung derartiger Radel ektroden besteht darin, einen guten elektrischen Kontakt mit der Erdoberfläche herzustellen und es ist zur Lösung dieses letzteren Problems bekannt, die Radelektrode entweder mit einer scharfen längs ihres Umfanges verlaufenden Kante oder mit zahnähnlichen Vorsprüngen oder Stiften an ihrem Umfang zu versehen und es ist auch bekannt, die zu untersuchende Bodenfläche mit einem Elektrolyten zu besprühen, bevor sie von dem Radumfang berührt wird. A particular problem with the use of such Radel electrodes is to make good electrical contact with the surface of the earth and it is known to solve this latter problem, the wheel electrode either with a sharp edge running along its circumference or with a tooth-like edge To provide projections or pins on its periphery and it is also known to use the Spray the floor area to be examined with an electrolyte before moving off the wheel circumference is touched.

Durch die Erfindung wird eine besondere Art von Radelektrode geschaffen, welche den doppelten Vorteil aufweist, zu ihrem Anschluß an die Meßapparatur keine Schleifringe zu benötigen und ferner die von ihr berührte Bodenfläche beim Abrollen selbsttätig mit einem Elektrolyten zu befeuchten. The invention creates a special type of wheel electrode, which has the double advantage of not being connected to the measuring apparatus To need slip rings and also the floor surface touched by it when rolling to moisten automatically with an electrolyte.

Der Gegenstand der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das ganze Rad als Hohlkörper aus Iso- liermaterial ausgebildet ist, daß die Lauffläche des Rades aus einem Ring aus porösem Material besteht, daß der Hohlraum des Rades wenigstens teilweise mit einem Elektrolyten gefüllt ist, der das poröse Material durchfeuchtet, und daß in den Hohlraum eine Elektrode zum Anschluß an den Meßkreis so aufgehängt ist, daß sie auch bei Drehung der Radelektrode stets in den Elektrolyten hineinreicht. The object of the invention is characterized in that the whole wheel as a hollow body made of liermaterial is formed that the tread of the wheel consists of a ring of porous material that the cavity of the wheel is at least partially filled with an electrolyte that forms the porous material moistened, and that in the cavity an electrode for connection to the measuring circuit is suspended in such a way that it is always in the electrolyte even when the wheel electrode is rotated reaches in.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Radelektrode gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine Schnittansicht durch das Rad längs der Linie 5-5 in Fig. 1; Fig. 3 ist ein Diagramm, wie es mit einer Radelektrode gemäß der Erfindung erhalten werden kann; Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines von Hand bedienbaren Apparates, wie er zum Einbau der Radelektrode verwendet werden kann. Fig. 1 is a partially sectioned side view of a Wheel electrode according to the invention; Figure 2 is a longitudinal sectional view through the wheel the line 5-5 in Figure 1; Fig. 3 is a diagram as it is with a wheel electrode can be obtained according to the invention; Fig. 4 is a perspective view a hand-operated device such as that used to install the wheel electrode can be.

Die im ganzen mit 16 bezeich.nete Radelektrode besteht vollständig aus einem Isolierstoff, beispielsweise aus einem keramischen Material oder einem Kunststoff. Gemäß Fig. 1 und 2 sind zwei Scheiben74 und 75 vorgesehen, die beiderseits eines Ringes48 liegen und in dieser Lage durch Schrauben 76 gehalten werden. Ein Teil des Hohlraumes zwischen den Scheiben 74 und 75 wird mit einem Elektrolyten 46 gefüllt. Der Elektrolyt 46 wird vorzugsweise durch Lösung eines Metallsalzes desselben Metalles bereitet, aus dem eine Metallelektrode44 besteht. Es sollen also z.B. vorzugsweise Kupfersulfat für den Elektrolyten 46 und eine Kupferelektrode 44 verwendet werden. Die Schrauben 76 werden vorzugsweise aus einem nichtporösen Isolierstoff, wie Polymetacrylsäureester oder Nylon hergestellt. Auf den Achshälften 80 können LIetall-Lager 78 für die Radelektrode 16 vorgesehen sein. Im übrigen besteht die Radelektrode 16 aus dielel;trischem Material. Die Achsen 80 bestehen aus einem Isolierstoff und können vollständig durch beide Scheiben 74 und 75 hindurchreichen; in der Zeichnung sind sie jedoch getrennt dargestellt und bestehen aus zwei getrennten Achshälften. The wheel electrode, denoted by 16 as a whole, exists completely from an insulating material, for example from a ceramic material or a Plastic. According to FIGS. 1 and 2, two disks 74 and 75 are provided, on both sides of a ring48 and held in this position by screws 76. A Part of the cavity between discs 74 and 75 is filled with an electrolyte 46 filled. The electrolyte 46 is preferably made by dissolving a metal salt of the same metal from which a metal electrode44 is made. So it should e.g. preferably Copper sulfate for the electrolyte 46 and a Copper electrode 44 can be used. The screws 76 are preferably made of a non-porous insulating material, such as polymetacrylic acid ester or nylon. on The axle halves 80 can be provided with metal bearings 78 for the wheel electrode 16. Otherwise, the wheel electrode 16 consists of dielectric material. The axes 80 consist of an insulating material and can pass completely through both panes 74 and 75 pass through; however, they are shown separately in the drawing consist of two separate axle halves.

Ein glorkenförmiger Teil 82 enthält ein Isolierstück 84 mit einem Querloch 86( in das die Achshälften 80 eingreifen. Die Achshälften 80 sind vorzugsweise bei 88 hohl. Durch die Achshälften 80 und durch ein senkrechtes Loch 90 im Teil 84 verläuft ein Einführungsdraht42, der einen elektrischen Anschluß zu der NIetallplatte44 herstellt, die in einem Schlitz 92 unten im Teil 84 durch Elemente 94 befestigt ist. A glorken-shaped part 82 contains an insulating piece 84 with a Transverse hole 86 (which the axle halves 80 engage. The axle halves 80 are preferably at 88 hollow. Through the axle halves 80 and through a perpendicular hole 90 in the part 84 runs a lead-in wire 42 which provides an electrical connection to the metal plate 44 which is fastened in a slot 92 at the bottom in part 84 by elements 94 is.

Eei Verwendullg der erfindungsgemäßen Radelektrode 16 sickert laufend Elektrolyt 46 unten durch den Ring 48 Iiindurch, d. h. am Berührungspunkt mit der Erde, und die Metallelektrode 44 verbleibt in ihrer in Fig. 1 und 2 gezeichneten Stellung, da sich bei Drehung des Rades 16 nur die Achshälften 80 innerhalb des Loches 86 des Teiles 84 drehen, so daß die Metallelektrode 44 stets senkrecht hängt. Dabei taucht die Elelstrode44 in den Elektrolyten 44 ein. Ein Beispiel eines Diagrammes des Erdpotentials in Volt in Abahängigkeit von der Längenkoordinate einer Rohrleitung ist in Fig. 3 dargestellt. Whenever the wheel electrode 16 according to the invention is used, it continuously seeps Electrolyte 46 down through ring 48 i. H. at the point of contact with the Earth, and the metal electrode 44 remains in the position shown in FIGS. 1 and 2 Position, since when the wheel 16 rotates, only the axle halves 80 are within the Rotate hole 86 of part 84 so that metal electrode 44 always hangs vertically. The Elelstrode 44 is immersed in the electrolyte 44. An example of a diagram of the earth potential in volts as a function of the length coordinate of a pipeline is shown in FIG. 3.

GemäPa Fig. 4 enthält eine Einrichtung A eine Gabel .4 141 zur drehbaren Lagerung des Rades 16, das wie -las Rad 16 in Fig. 1 und 2 ausgebildet sein kann. Das Rad 16 ist ebenfalls mit einem Anschluß draht 42 versehell, der mit einem VoltmeterA2 verbunden ist; an dieses ist ferner eine Ausgangsleitung mit einigen Schleifen 34 angeschlossen, die über die Leitung 36 mit dem zu überwachenden Rohr verbunden ist, was jedoch in Fig. 4 nicht dargestellt ist. Die Gabel A1 kann bei 44 mit einem StänderA3 verbunden sein, Die Gabel 41 ist ferner mit einer Griffstange AS versehen; ferner ist eine BefestigungA6 zur Verbindung der Gabel,41 mit der Griffstange AS und zur Halterung des Voltmeters,42 vorhanden. According to Fig. 4, a device A contains a fork .4 141 for the rotatable Storage of the wheel 16, which can be designed like -las wheel 16 in FIGS. 1 and 2. The wheel 16 is also provided with a connecting wire 42 with a voltmeter A2 connected is; this is also connected to an output line with a few loops 34 connected, which is connected to the pipe to be monitored via line 36, but this is not shown in FIG. The fork A1 can be fitted with a stand A3 at 44 be connected, the fork 41 is also provided with a handlebar AS; further is an attachment A6 to connect the fork, 41 to the handlebar AS and to Bracket for voltmeter, 42 present.

Der Ständer A 3 kann gegebenenfalls entfallen. The stand A 3 can optionally be omitted.

Außerdem können noch weitere Aufstellvorricbtungen zusammenklappbar oder drehbar bei A 4 befestigt werden. Der Ständer.43 kann gewünschtenfalls auch bei 14 abnehmbar sein. Die Erdpotentialmessungen werden einfach dadurch ausgeführt, daß die Einrichtung nach Fig. 4 an der GriffstangeA5 gehalten wird, während die Radelektrode 16 auf der Erdoberfläche abrollt.In addition, further Aufstellvorricbtungen can be collapsed or rotatable at A4. The stand. 43 can also if desired be removable at 14. The earth potential measurements are simply carried out by that the device of Fig. 4 is held on the handlebar A5, while the Wheel electrode 16 rolls on the earth's surface.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf Erdpotentialmessungen an unterirdischen Leitern, wie Rohre oder Kabel, beschränkt, da auch die Lage von vergrabenen Rohren, deren genaue Lage nicht bekannt ist, durch Diagramme, wie z. B. die Kurve96, bestimmt werden kann. Solche Diagramme können in der Praxis auch aus vielen anderen Gründen Verwendung finden, als nur in Verbindung mit der Wartung von unterirdischen Rohren und Kabeln. The invention is in no way related to ground potential measurements on underground Ladders, such as pipes or cables, are limited, as the location of buried pipes, the exact location of which is not known, through diagrams such as B. the curve96 is determined can be. Such diagrams can also be used in practice for many other reasons Find use as only in connection with the maintenance of underground pipes and cables.

Selbstverständlich können mit der Einrichtung gemäß der Erfindung ebenso auch Potentialdifferenzen zwischen einem Punkt auf der Erde und anderen Punl;ten auf der Erdoberfläche gemessen werden. Die Erfindung ist alsc nicht auf. die Korrosionsüberwachung von Rohren und Kabeln beschränkt, siehe auch die obenerwähnten Artikel über Korrosion. Of course, with the device according to the invention also potential differences between a point on earth and other points can be measured on the earth's surface. The invention is therefore not based. the corrosion monitoring limited by pipes and cables, see also the above-mentioned articles on corrosion.

PATENTANSPR8CHE 1. Radelektrode zum Anschluß eines Äficl'.kreises an die Erdoberfläche für eine Einrichtung zur \'ermessung von Erdpotentialen, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze Rad als Hohlkörper aus Isoliermaterial ausgebildet ist, daß die Lauffläche des Rades aus einem Ring (48) aus porösem Material besteht, daß der Hohlraum des Rades wenigstens teilweise mit einem Elektrolyten (46) gefüllt ist. der das poröse Material durchfeuchtet, und daß in dem Hohlraum eine Elektrode (44) zum Anschluß an den Meßkreis so aufgehängt ist, daß sie auch bei Drehung der Radelektrode stets in den Elektrolyten hineinreicht. PATENT CLAIMS 1. Wheel electrode for connecting an Äficl'.kreis to the earth's surface for a device for measuring earth potentials, thereby characterized in that the whole wheel is designed as a hollow body made of insulating material is that the running surface of the wheel consists of a ring (48) made of porous material, that the cavity of the wheel is at least partially filled with an electrolyte (46) is. which wets the porous material, and that an electrode in the cavity (44) for connection to the measuring circuit is suspended in such a way that it can also be used when the The wheel electrode always extends into the electrolyte.

Claims

2. wheel electrode according to claim 1, characterized in that the Axis (80) penetrates the cavity and that the electrode (44) is suspended on this axis is.

3. wheel electrode according to claim 2, characterized in that the g Axle (80) consists of two stub axles separated by a gap, that at least one of these stub axles is hollow. and that a connecting line (42) between the electrode (44) and the measuring circuit through the gap and through one or both of the hollow Axle stub is passed.

4. Wheel electrode according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the wheel electrode has two parallel disks (74, 75), which are attached to the porous ring (48) with their circumferences.

5. Wheel electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the wheel electrode can be rotated on a fork (.4 1) provided with a handle (25) is attached (Fig. 8).

References considered: U.S. Patents No. 2105 247, 2 192404.