DE1244983B - Geraet zum Untersuchen der von einem Bohrloch durchteuften Erdformation - Google Patents

Description

DEUTSCHES #Mv^V PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21g -30/01

Nummer: 1 244 983

Aktenzeichen: Sch 26581IX b/21

Anmeldetag: 24. August 1959

Auslegetag:" 20. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät zum Untersuchen der von einem Bohrloch durchteuften unterirdischen Erdformationen, und zwar im besonderen auf ein Gerät mit einer Elektrode, die in das Bohrloch abgesenkt wird und elektrischen Strom in die unterirdischen Formationen aussendet, um Anzeigen bezüglich des Formations-Widerstandes oder der Leitfähigkeit zu erhalten.

Bekanntlich erhält man durch sogenannte »Fokussier«-Messungen elektrische Widerstands- oder Leitfähigkeitsanzeigen der von einem Bohrloch durchteuften Erdformationen, die ziemlich genau dem tatsächlichen Widerstand oder der Leitfähigkeit entsprechen. Solche fokussierten Messungen ergeben sich, wenn man automatisch das Potential und die Stromverteilung in der Nähe einer elektrischen Meßanordnung, die durch ein solches Bohrloch geleitet wird, so regelt, daß man die gewünschte Stromverteilung erhält. In diesen fokussierten Systemen wird ein Meßstrom von einer Hauptelektrode in dem Bohrloch ausgeschickt, der auf eine Bahn im wesentlichen senkrecht zur Bohrlochachse durch Hilfsströme begrenzt ist, die von zu beiden Seiten der Hauptelektrode angeordneten Elektroden ausgeschickt werden. Der Meßstrom, die Hilfsströme oder beide werden einem Regelverstärker zugeführt, der auf die sich in der Nähe der stromaussendenden Elektroden bildenden Potentiale anspricht, um die gewünschte Fokussierwirkung aufrechtzuerhalten, wenn sich die Formationszustände ändern.

Obgleich die bekannten Systeme erfolgreich arbeiten und gute elektrische Messungen in den unterirdischen Formationen erbringen, ist noch Raum für eine weitere Verbesserung, insbesondere mit Bezug auf die Kompliziertheit des Gerätes und die Größe der aufgenommenen Leistung oder der Verstärkung, die in dem dem Gerät zugeordneten Regelverstärker erforderlich ist.

Die Erfindung bezweckt daher unter anderem, ein neues und verbessertes Bohrlochmeßgerät der genannten Art zu schaffen, das mit einem Minimum an Schaltungsaufwand direkte Anzeigen der elektrischen Leitfähigkeit von unterirdischen Erdformationen liefern kann. Die Erfindung soll darüber hinaus genauere Messungen des Stromes in den unterirdischen Erdformationen ermöglichen. Außerdem sollen die Anforderungen an den Regelverstärker unter den extremen Bohrlochbedingungen nicht so streng sein, wie sie oftmals in den bisher bekannten Systemen waren.

Dies wird vor allem dadurch erreicht, daß der Gerät zum Untersuchen der von einem Bohrloch durchteuften Erdformation

Anmelder:

Schlumberger Well Serveying Corporation, Houston, Tex. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Η. Marsch, Patentanwalt, Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Mahlon Francis Easterl ing, Altadena, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. September 1958 (759 743)

Spannungsabfall über einem Meßwiderstand am Eingang des Meßverstärkers nicht mehr vernachlässigbar klein zu sein braucht, sondern aussreichend groß ist, einen einfachen Meßverstärker auszusteuern, daß aber andererseits dieser Spannungsabfall in die Regeleinrichtung zur Ausregelung der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden mit eingespeist wird und somit auch, mit ausgeregelt wird. Dies wird vor allem dadurch noch verbessert, daß mindestens zwei getrennte Regelkreise vorgesehen sind, von denen der eine auf den Meßspannungsabfall, der andere auf die noch verbleibende Potentialdifferenz anspricht.

Die Erfindung geht aus von einem Gerät zum Untersuchen der von einem Bohrloch durchteuften Erdformationen mit zwei oberhalb und unterhalb einer Meßelektrode symmetrisch angeordneten, elektrisch leitend miteinander verbundenen länglichen Hilfselektroden, die gemeinsam mit der Meßelektrode durch das Bohrloch bewegbar sind, ferner mit einer an die Hilfselektroden und an eine im Bohrloch angeordnete Sammelelektrode angeschlossenen Wechselstromquelle, die einen elektrischen Strom von den Hilfselektroden in die benachbarten Erdformationen leitet, weiterhin mit einer zwischen eine der Hilfselektroden und die Meßelektrode geschalteten Impedanz, die mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, die den dem Strom von der Meßelektrode in die benachbarte Erdformation entsprechenden Spannungsabfall mißt, sowie mit

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Regeleinrichtungen zum Aufrechterhalten der gewünschten Potentialverteilung an den Elektroden im Bohrloch. Die Nachteile der bisher bekannten Geräte werden erfindungssgemäß dadurch vermieden, daß eine erste auf den Spannungsabfall über der Impedanz ansprechende Regelvorrichtung vorgesehen ist, die in den Meßstromkreis in Reihe mit der Impedanz eine Spannung einspeist, deren Polarität entgegengesetzt derjenigen _ des nicht vernachlässigbaren Spannungsabfalls über der Impedanz und deren Größe derart bemessen ist, daß der Spannungsabfall über der Impedanz weitgehend ausgeglichen wird, und durch eine zweite in an sich bekannter Weise auf die verbleibende Potentialdifferenz zwischen Meß- und Hilfselektroden ansprechende Regelvorrichtung, die in Reihe in den Meßstromkreis eine Spannungskomponente für die Ausregelung dieser Potentialdifferenz einspeist.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die erste Regeleinrichung ein positiver Rückkopplungskreis mit einer Schleifenverstärkung kleiner als 1 ist und daß die zweite Regeleinrichtung ein negativer Rückkopplungskreis ist mit einer Schleifenverstärkung wesentlich größer als 1.

Das Untersuchungsgerät kann in Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet werden, daß die Regelvorrichtungen einen ersten Verstärkerkreis aufweisen, der auf den den Strom abbildenden Spannungsabfall anspricht und diesen verstärkt, ferner einen zweiten Verstärkerkreis, der auf jegliche Potentialdifferenz zwischen den Elektroden anspricht und eine verstärkte Spannung erzeugt, die dieser Potentialdifferenz entspricht, sowie einen dritten Verstärkerkreis, der auf beide verstärkten Spannungen anspricht und in Reihe in den Strompfad eine Spannung einspeist, die eine Potentialdifferenz von nahezu Null zwischen den Elektroden aufrechterhält.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung Bezug genommen.

Die einzige Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Bohrlochmeßgerätes gemäß vorliegender Erfindung.

In der Zeichnung ist die zu untersuchende unterirdische Erdformation 10 von einem Bohrloch 11 durchteuft. Das Bohrloch 11 ist mit einer elektrisch leitenden Bohrflüssigkeit 12 gefüllt, die gewöhnlich als Bohrlochspülung bezeichnet wird. Das Meßgerät weist eine Elektrodenanordnung 13 und ein flüssigkeitsdichtes, elektrisch abschirmendes Gehäuse 14 auf, die beide miteinander verbunden sind und gemeinsam durch das Bohrlochll bewegt werden können. Das Äußere des Gehäuses 14 ist mit einer geeigneten elektrischen Isolierung versehen, um dieses Äußere vor der Bohrlochspülung 12 elektrisch zu isolieren. Die Bewegung der Elektrodenanordnung 13 und des Gehäuses 14 durch das Bohrloch 11 erfolgt mit Hilfe eines bewehrten Vielleiterkabels, das mit einer Winde an der Erdoberfläche in Verbindung steht. Die Leiter 15 bis 18 stellen die einzelnen isolierten Adern des Vielleiterkabels dar. Etwa die ersten 300 m des bewehrten Kabels nahe dem Gehäuse 14 sind von der Bohrlochspülung 12 mit Hilfe einer Hülle aus Isoliermaterial um das Kabeläußere elektrisch isoliert. Eine Sammelelektrode B ist in geeigneter Weise an dem mit der

Isolation umhüllten unteren Teil des bewehrten Kabels befestigt.

An der Erdoberfläche befindet sich eine Stromquelle 19, die die im Gehäuse 14 angeordneten elekirischen Einrichtungen und einen Aufzeichner 20 zum Aufzeichnen für die von diesen Einrichtungen gesendeten Meßwerte mit Leistung vorsorgt. Die Leistung kann in Form von 60-Hz-WechseIstrom zugeführt werden. Der Aufzeichner besitzt Antriebsmittel, die mit dem bewehrten Haltekabel verbunden sind, damit das Aufzeichnungsmittel schrittweise mit der Bewegung des Gerätes im Bohrloch 11 vorgerückt wird.
Der untere Abschnitt des Gerätes weist Hilfs- und Meßelektroden auf, die durch das Bohrloch 11 bewegt werden können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies die Elektrodenanordnung 13, welche ein Paar elektrisch miteinander verbundener länglicher Elektrodenyi₁ und eine mittlere Elektrode A₀ zwischen den länglichen Elektroden A₁ und mit diesen beweglich aufweist. Diese Elektroden sind aus einem leitenden Material hergestellt und auf einem geeigneten Isolierstützkörper befestigt, der seinerseits an dem Gehäuse 14 sitzt. Die obere und die untere Elektrode^₁ sind elektrisch über einen Leiter 21 miteinander verbunden, der dazu dient, diese beiden Elektroden auf dem gleichen Potential zu halten.

Das Meßgerät umfaßt ferner Mittel, die mit einer der Elektroden A₁ und einer Sammelelektrode B verbunden sind, um Strom von den Elektroden A₁ in die benachbarten Erdformationen zu leiten. Die Sammelelektrode B befindet sich in einem genügenden Abstand oberhalb der Elektrodenanordnung 13, so daß sie eine wirksame elektrische Entfernung davon besitzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, in welchem die Leitfähigkeit der Formation gemessen werden soll, wird dieses Mittel zum Leiten des Stromes von den Elektroden .^₁ durch eine Wechselstromquelle 22 dargestellt, die mit der oberen Hilfselektrode A₁ über einen Leiter 23 und mit der entfernten Sammelelektrode B über einen Leiter 24 so verbunden ist, daß der Scheitelwert der Wechselspannung zwischen ihnen nahezu konstant ist. Der der Wechselstromquelle 22 entnommene Strom ist ein Wechselstrom mit einer Frequenz von beispielsweise 400 Hz. Die Betriebsenergie für die Wechselstromquelle 22 sowie für die anderen elektronischen Schaltungen, die nachstehend noch erwähnt werden, wird mit Hilfe einer im Gehäuse 14 befindlichen Stromquelle 25 zugeführt, die mit der Stromquelle 19 an der Erdoberfläche über die Kabeladern 15 und 16 in Verbindung steht. Der Einfachheit halber sind die Verbindungen zwischen der im Bohrloch befindlichen Stromquelle 25 und den verschiedenen, im Bohrloch befindlichen elektronischen Schaltungen fortgelassen.

Das Meßgerät weist ferner eine Impedanz auf, die zwischen die Wechselstromquelle 22 und die

^Go Meßelektrode geschaltet ist, in diesem Fall zwischen die Elektroden.^ und A₀, um einen Meßstromkreis zu schaffen, damit der Strom von der Elektrode A₀ in die benachbarten Erdformationen gelangt und um einen Spannungsabfall zu erzeugen, der diesen Strom

C5 darstellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält dieser Meßstromkreis eine Impedanz, welche aus den Leitern 26 und 27 sowie dem Meßwiderstand 28 in Reihe mit diesen Leitern besteht.

Das Meßgerät umfaßt ferner eine Rückkopplungsschaltung, die auf den den Strom zu der Elektrode A₀ repräsentierenden Spannungsabfall über dem Widerstand 28 anspricht und in Reihe zu der Impedanz, welche durch die Leiter 26 und 27 und den Meßwiderstand 28 dargestellt wird, eine Spannung zum Ausgleich des Spannungsabfalls an dieser Impedanz hinzugefügt, während der gewünschte Strom zu der Elektrode A₀ beibehalten wird. Die Rückkopplungsschaltung besteht aus einem ersten Rückkopplungskreis, welcher auf den den Strom darstellenden Spannungsabfall anspricht und in Reihe in den Meßstromkreis eine Spannung einspeist, deren Polarität entgegengesetzt dem Spannungsabfall an der Impedanz in diesem Kreis ist, um die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden A_a und A₁ auf ein Ivlinimum herabzusetzen. Ferner ist ein zweiter Rückkopplungskreis vorhanden, der auf irgendeine verbleibende PoteniiaI-differenz zwischen den Elektroden A₀ und A₁ anspricht, um außerdem in Reihe in den Meßstromkreis eine Spannungskompoiiente zur weiteren Verkleinerung solcher Poientialdifferenzen hinzuzufügen.

In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel besitzt der erste Rückkopplungskreis die Form einer Verstärkerschaltung mit einem Eingang, der an dem Meßwiderstand 28 angeschlossen ist, und einem Ausgang, der damit in Reihe liegt. Dieser Verstärkerkreis umfaßt in Kaskadenschaltung einen Eingangstransformator 29, einen Meßverstärker 30, eine Additionsschaltung 31, einen Ausgleichsverstärker 32 zum Ausgleich des Einflusses der verbleibenden Zuleitungswiderstände und einen Ausgangstransformator 33, dessen Sekundärwicklung 34 in Reihe mit dem Meßwiderstand 28 und daher in Reihe im Meßstromkreis liegt. Der zweite Rückkopplungskreis auf der anderen Seite besteht aus einer Verstärkerschaltung mit einem Eingangskreis zwischen den Elektroden ^4₀und Α_Λ und einem Ausgangskreis, der in Reihe mit dem Meßwiderstand 28 liegt. Dieser Verstärkerkreis umfaßt in Kaskade einen Kontrollverstärker 35 und die zuvor erwähnte Additionsschaltung 31, den Ausgleichsverstärker 32 und den Ausgangstransformator 33. Daher sind die Additionsschaltung 31, der Ausgleichsverstärker 32 und der Ausgangstransformator 33 dem ersten Rückkopplungskreis und dem zweiten Rückkopplungskreis gemeinsam.

Die Ausdrücke »Meß-«, »Ausgleichs-« und »Kontrollverstärker«, wie sie den Verstärkern 30, 32 und 35 gegeben werden, beziehen sich auf deren Hauptfunktion in dem vorliegenden System und nicht auf die innere Konstruktion dieser Verstärker, da diese der üblichen Form entsprechen kann. Der Meßverstärker 30 und der Kontrollverstärker 35 jedoch haben vorzugsweise eine verhältnismäßig hohe Eingangsimpedanz, um die Belastung des Generators 22 herabzusetzen. Die Additionsschaltung 31 kann die Form irgendeiner der verschiedenen bekannten Schaltungen dieser Art zur Kombination eines Paares von Eingangswerten haben, wobei die Eingänge für diese Werte voneinander isoliert sind. Zu diesem Zweck kann eine solche Schaltung 31 aus einem Paar von Verstärkerkreisen bestehen, die einen gemeinsamen Ausgangskreis haben. Statt dessen kann auch eine Widerstandsadditionsschaltung verwendet werden.

Das Meßgerät umfaßt ferner mit dem Meßwiderstand 28 verbundene Anzeigemittel für den Meßstrom. Hierzu gehört ein Phasendetektor 36, der am Ausgang des Meßverstärkers 30 angeschlossen ist. Außerdem wird dem Phasendetektor eine Phasenbezugsspannung von dem Wechselstromgenerator 22 zugeführt, und zwar über die Leiter 37 und 38. Dies ist notwendig, um eine etwaige Phasenverschiebung des Meßwechselstromes gegenüber der Meßspannung nachzuweisen. Der Phasendetektor 36 speist seinerseits den Aufzeichner 20 an der Erdoberfläche, und zwar über die Kabelleiter 17 und 18.

Im Betrieb, wenn die Elektrodenanordnung 13 und das Gehäuse 14 zusammen durch das Bohrloch bewegt werden, arbeitet der Generator 22 derart, daß er eine konstante Wechselspannung zwischen den Elektroden A₁ und der entfernt liegenden Sammelelektrode B aufrechterhält. Dabei fließt Strom zu den Elektroden A₁ in die Erdformation und dann zurück zu der Sammelelektrode B. Weil die Mittelelektrode^i₀ mit einer der Elektroden
über die Leiter 23, 26, 27, die Sekundärwicklung 34 und den Meßwiderstand 28 verbunden ist, liegt die gleiche Spannung zwischen dieser Elektrode A₀ und der entfernt liegenden Sammelelektrode B.

Der Wert des Meßwiderstandes 28 bildet nicht die gesamte Impedanz in dem Strompfad zwischen dem Ausgang des Wechselstromgenerators 22 und der Elektrode A₀. Die Sekundärwicklung 34 des Transformators 33 führt ebenfalls einen gewissen Widerstand in den Strompfad ein, in gleicher Weise wie die Streuimpedanzen der Leiter 26 und 27. Durch genaue Wahl der Verstärkungsfaktoren der Verstärker 30 und 32 jedoch kann die Spannung entgegengesetzter Polarität, welche über die Sekundärwicklung 34 zurückgeführt wird, auf einen solchen Wert eingestellt werden, daß sie den gesamten Spannungsabfall zwischen dem Ausgang des Generators 22 und der Elektrode A₀ aufhebt und nicht nur den Spannungsabfall am Widerstand 28 allein.

Es ist zu bemerken, daß der Rückkopplungskreis, welcher durch Meßverstärker 30, die Additionsschaltung 31, den Ausgleichsverstärker 32 und den Ausgangstransformator 33 gebildet wird, ein positiver Rückkopplungskreis ist. Dies liegt daran, daß die Spannungspolarität an der Sekundärwicklung 34 derart ist daß sie den Strom zu der Elektrode A ₀ verstärkt. Dies umgekehrt verursacht einen Anstieg des Spannungsabfalls am Widerstand 28, welcher Anstieg der Spannung dem Eingang des Rückkopplungskreises durch den Transformator 29 zugeführt wird. Um Schwingungen in der Schaltung zu verhindern, wird deshalb die Schleifenverstärkung des Rückkopplungskreises so gewählt, daß sie etwas kleiner als 1 ist. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß die Formationsimpedanz zwischen den Elektrodenyl₀ und A₁ in die Bestimmung dieser Schleifenverstärkung eingeht; insbesondere, wenn der Wert des Widerstandes 28 mit Bezug auf die Formationsimpedanz zwischen den Elektroden A ₀ und A₁ klein gemacht wird, tritt ein guter Teil des gesamten Spannungsabfalls, der von dem Meßstrom hervorgerufen wird, an der Formationsimpedanz und nicht an dem Widerstand 28 auf. Demzufolge ist das Rückkopplungsverhältnis kleiner als 1. Ein Wert von 1 Ohm für den Widerstand 28 hat sich als günstig erwiesen, um sowohl einen zufriedenstellenden Spannungsabfall als

Claims (3)

auch den notwendigen Schutz gegen Schwingungen im Kreis zu bieten. Wenn ein geeigneter Wert für den Meßwiderstand 28 ausgewählt worden ist, können die Verstärkungsfaktoren der Verstärker 30 und 32 so ausgewählt werden, daß sie die erforderliche Größe der Spannung entgegengesetzter Polarität an der Sekundärwicklung 34 ergeben. Für ein genaues Ausregeln sollte das Verhältnis zwischen den Spannungen über der Primärwicklung des Transformators 29 und über der Sekundärwicklung 34 des Transformators 33 über die Verstärker 30 und 32 gleich dem Verhältnis des Gesamtwiderstandes zwischen den Ausgangsklemmen des Generators 22 und der Elektrode^l0 zu dem Widerstand des Meßwiderstandes 28 sein. Bei den Arbeitsbedingungen, wie sie in einem Bohrloch auftreten, ist es häufig schwierig, die Faktoren des Meßverstärkers 30 und des Ausgleichsverstärkers 32 sowie die Impedanzwerte des Meßwiderstandes 28, der Sekundärwicklung 34 und der Leiter 26 und 27 genau konstant zu halten, wenn die Bohrlochtemperatur sich ändert. Im Ergebnis kann die Arbeitsweise des positiven Rückkopplungskreises etwas weniger genau sein. Wenn dies auftritt, ergibt sich eine kleine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden A0 und Av und diese Spannung kann entweder in Phase mit oder entgegengesetzt zu dem Meßstrom sein, je nach den Änderungen der verschiedenen Faktoren. Eine solche Potentialdifferenz wird nahezu kornpensiert durch den zweiten Rückkopplungskreis, der durch den Kontrollverstärker 35, die Additionsschaltung 31, den Ausgleichsverstärker 32 und den Transformator 33 gebildet wird. Der Eingang des Kontrollverstärkers 35 ist zwischen die Leiter 26 und 27 gelegt und daher zwischen die Elektroden A0 und Av Ein Unterschied gegenüber dem ersten Rückkopplungskreis liegt darin, daß dort der Eingang wirksam in Reihe in dem Meßstromkreis liegt. Demzufolge ist der zweite Rückkopplungskreis abhängig von jeder Potentialdifferenz zwischen den Elektroden A0 und A1 und verstärkt diese Differenz und addiert sie in Reihe mit Hilfe der Sekundärwicklung 34 in Form einer Spannungskomponente der zum Ausregeln dieser Potentialdifferenz erforderlichen Polarität. Mit anderen Worten, dieser zweite Rückkopplungskreis ist ein negativer Rückkopplungskreis, weil sein Ausgang dazu dient, den Eingangswert des Kreises kleiner zu machen. Eine angemessene Verstärkung in diesem negativen Rückkopplungskreis, beispielsweise eine Schleifenverstärkung von 100, dient dazu, jegliche verbleibende Potentialdifferenz um einen Faktor von 100 kleiner zu machen. In Impedanzen ausgedrückt sei angenommen, daß der Meßwiderstand einen Wert von 1 Ohm besitzt und der Rest des Widerstandes in dem Meßstromkreis ebenfalls 1 Ohm. Dann ist, wenn die kombinierte Verstärkung der Verstärker 30 und 32 einen Fehlerfaktor von 5% ergibt, der Widerstand zwischen den Elektroden A0 und A1 auf nur 0,1 Ohm ohne den Kontrollverstärker 35 vermindert. Hat der Kontrollverstärker 35 eine Verstärkung von 100, würde der Schaltungswiderstand zwischen den Elektroden A0 und A1 auf 0,001 Ohm vermindert werden. Dieser Wert des wirksamen Widerstandes ist genü- 6g gend klein, um jeglichen Fehler beim Messen des Hierzu 1 Blatt Stromes auf ein vernachlässigbares Maß herabzusetzen. Patentansprüche:

1. Gerät zum Untersuchen der von einem Bohrloch durchteuften Erdformationen mit zwei oberhalb und unterhalb einer Meßelektrode symmetrisch angeordneten, elektrisch leitend miteinander verbundenen länglichen Hilfselektroden, die gemeinsam mit der Meßelektrode durch das Bohrloch bewegbar sind, ferner mit einer an die Hilfselektroden und an eine im Bohrloch angeordnete Sammelelektrode angeschlossenen Wechselstromquelle, die einen elektrischen Strom von den Hilfselektroden in die benachbarten Erdformationen leitet, weiterhin mit einer zwischen eine der Hilfselektroden und die Meßelektrode geschalteten Impedanz, die mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, die den dem Strom von der Meßelektrode in die benachbarte Erdformation entsprechenden Spannungsabfall mißt, sowie mit Regeleinrichtungen zum Aufrechterhalten der gewünschten Potentialverteilung an den Elektroden im Bohrloch, gekennzeichnet durch eine erste auf den Spannungsabfall über der Impedanz ansprechende Regelvorrichtung, die in den Meßstromkreis in Reihe mit der Impedanz eine Spannung einspeist, deren Polarität entgegengesetzt derjenigen des nicht vernachlässigbaren Spannungsabfalls über der Impedanz und deren Größe derart bemessen ist, daß der Spannungsabfall über der Impedanz weitgehend ausgeglichen wird, und durch eine zweite in an sich bekannter Weise auf die verbleibende Potentialdifferenz zwischen Meß- und Hilfselektroden ansprechende Regelvorrichtung, die in Reihe in den Meßstromkreis eine Spannungskomponente für die Ausregelung dieser verbleibenden Potentialdifferenz einspeist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regelvorrichtung ein positiver Rückkopplungskreis mit einer Schleifenverstärkung kleiner als 1 ist und daß die zweite Regelvorrichtung ein negativer Rückkopplungskreis ist mit einer Schleifenverstärkung wesentlich größer als 1.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtungen einen ersten Verstärkerkreis aufweisen, der auf den den Strom abbildenden Spannungsabfall anspricht und diesen verstärkt, ferner einen zweiten Verstärkerkreis, der auf jegliche Potentialdifferenz zwischen den Elektroden anspricht und eine verstärkte Spannung erzeugt, die dieser Potentialdifferenz entspricht, sowie einen dritten Verstärkerkreis, der auf beide verstärkten Spannungen anspricht und in Reihe in den Strompfad eine Spannung einspeist, die eine Potentialdifferenz von nahezu Null zwischen den Elektroden aufrechterhält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 688 637, 763 502,
172;

USA.-Patentschrift Nr. 2 446 303;
Bartels, »Grundlagen der Verstärkertechnik«, 1949, Teil VII, S. 204, 206 bis 208 und 216.

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