RU1768753C - Способ определени удельного электрического сопротивлени твердых образцов горных пород - Google Patents

Abstract

Использование: в горной промышленности и геологии. Сущность изобретени : определ ют разности потенциалов электрического пол  в заданных точках твердого образца, помещенного в ванну с первым электролитом, и разности потенциалов этого электролита между указанными точками, затем исследуемый образец помещают во вторую ванну с другим электролитом, удельное электрическое сопротивление которого меньше удельного электрического сопротивлени  первого электролита и образца, и измер ют разности потенциалов электрического пол  образца и второго электролита в заданных точках, далее по измеренным величинам разностей потенциалов рассчитывают удельное электрическое сопротивление образца горной породы. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к способам определени  физических свойств горных пород, используемых при решении различных геофизических , геологоразведочных и горнотехнических задач, а также может быть использовано в строительстве при определении свойств материалов.

Известен метод определени  электрических свойств горных пород, заключающийс  в пропускании посто нного электрического тока через образец, сн тии замеров электросопротивлени  и расчете по ним и геометрическим размерам образца величины его удельного электрического сопротивлени .

Недостатком этого метода  вл етс  его низка  точность измерени  из-за невозможности обеспечени  плотного и посто нного

контакта между электродами и образцом. Этот способ позвол ет определ ть удельное электрическое сопротивление образцов плоскопараллельной формы заданной толщины .

Известен способ определени  электрических свойств твердых образцов горных пород, основанный на измерении разности потенциалов электрического пол  в заданных точках образца, помещенного в ванну с электролитом, и разностей потенциалов в электролите между этими точками с последующим вычислением удельного электрического сопротивлени  по измеренным значени м разностей потенциалов.

Недостатками этого способа определени  удельного электросопротивлени  образцов  вл етс  то, что он не позвол ет точно определить удельное электросопроXI

ш vj

01

тивление тел, отличающихс  по форме от трехосного эллипсоида, а также то, что на точность измерений вли ет нелинейна  зависимость разностей потенциалов электрического пол  в заданных точках от соотношени  удельных сопротивлений образца и электролита. При значени х удельного электросопротивлени  образцов, в 5 раз превышающих значени  удельного электросопротивлени  электролита, способ перестает быть пригодным дл  измерений. При использовании известного способа возникает необходимость аппроксимаций размеров образца при оценке их удельного электросопротивлени  к трехосному эллипсоиду . Используемый при этом коэффициент депол ризации зависит от соотношени  полуосей образца, что невозможно точно оценить дл  реальных образцов горных пород неправильной формы. Все это приводит к большим и неустранимым погрешност м, которые к тому же не  вл ютс  посто нными величинами дл  различныхобразцов, поэтому нельз  количественно сопоставить и сами результаты их определений.

Цель изобретени  - повышение точности определени  удельного электрического сопротивлени  твердых образцов горных пород и материалов произвольной формы.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом способе определени  удельного электрического сопротивлени  твердых образцов горных пород, включающем помещение образца в электролит с наведенным электрическим полем, измерени  разностей потенциалов электрического пол  в заданных точках образца и в электролите между этими точками и определение удельного электрического сопротивлени  образца , после измерени  разностей потенциалов электрического пол  в первом электролите образец помещают во второй электролит, удельное электрическое сопротивление которого меньше удельного электрического сопротивлени  первого электролита и образца, измер ют разности потенциалов электрического пол  образца и второго электролита в заданных точках, а удельное электрическое сопротивление образца определ ют из выражени 

р от

А Ц 2 Д U 02

AU2

-Р о2

Аи 1 -ДЦ01

ди 1

ДУ 2 -AU о2 AUi-AUoi

ШЛГ

ди

Ом м ,

где pi ,/3oi , и р02

0)

удельные электрические сопротивлени  соответственно образца , первого и второго электролитов, Ом х м; AlJi, Д112, ДУо1 и ДКо2 - разности потенциалов в заданных точках в первом и

втором электролитах соответственно на образце и в электролитах.

В способе использование второго электролита позвол ет исключить вли ние формы образца, поскольку ее вли ние в обоих

электролитах одинаково. В св зи с этим не требуетс  аппроксимаций формы образца к трехосному эллипсоиду, что повышает точность и производительность измерений. Теоретически и экспериментально установлено , что в том случае, когда удельное электросопротивление образца меньше удельного электросопротивлени  первого электролита, чо больше, чем у второго электролита , зависимость между соотношением

значений электросопротивлений образца и электролитов к величине разности потенциалов линейный характер. При этом ошибка в определении величины удельного электросопротивлени  образцов  вл етс 

наименьшей и посто нной, что позвол ет ее точно определ ть и устран ть.

Эти положени ,  вл ютс  основанием дл  количественного сравнени  результатов определений удельного электрического

сопротивлени  образцов даже различной проводимости.

На чертеже показано устройство дл  осуществлени  способа определени  удельного электрического сопротивлени  твердых образцов горных пород.

Устройство состоит из электролитических вакн 1 и 2, заполненных электролитами , удельное электросопротивление первого из которых больше, чем у второго.

Исследуемый образец 3 располагаетс  между двум  жестко фиксируемыми точками - электродами 4 и 5, подключенными к вольтметру 6. iC торцовым стенкам каждой электролитической ванны прикреплены

металлические пластины 7,8,9 и 10, образующие с источником тока 11 промышленной частоты и напр жением 200 В последовательную электрическую цепь, Применение в качестве электролитов, например, глицерина и воды позвол ет определ ть удельное электросопротивление влагойасыщенных образцов всех горных пород.

Способ определени  удельного электросопротивлени  образцов заключаетс  в

следующем.

Исследуемый образец 3, зафиксированный между двум  электродами 4 и 5, поочередно помещают в среднюю часть ванны с электролитами при наведенном в них элек трическом поле. При этом измер ют разность потенциалов между электродами 4 и 5 в каждой ванне ( AUi, AU2). Затем удал ют образец из межэлектродного пространства и на прежней базе измерений определ ют разность потенциалов электрического пол  в электролитах между электродами 4 и 5 ( AUoi, AUo2).

В результате выполненных операций получены исходные значени  разностей потенциалов электрического пол  между электродами с образцом и без него в двух электролитах.

Определенные в эксперименте значени  разностей потенциалов AUi, AUa, AUoi и AUo2 и известные значени  удельных сопротивлений электролитов р01 и р о2 подставл ют в расчетную формулу (1) и рассчитывают искомую величину удельного электрического сопротивлени  образца.

Использование данного способа определени  удельного электрического сопротивлени  образцов горных пород и материалов обеспечивает по сравнению с промышленно освоенным методом, в качестве которого вз т аналог 1, не только повышение в 8-10 раз точности определений, но и позвол ет производить их на образцах любой формы. По сравнению с прототипом предлагаемый способ снижает погрешность измерений в 2-3 раза, котора  в предлагаемом способе составл ет не более 10-15% от измер емой величины удельного электросопротивлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  удельного электрического сопротивлени  твердых образцов

   горных пород, включающий помещение образца в первый электролит с наведенным электрическим полем, измерение разностей потенциалов электрического пол  в заданных точках образца и в первом электролите между этими точками и определение удельного электрического сопротивлени  образца , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  удельного электрического сопротивлени  образцов неправильной формы, после измерени  разностей потенциалов электрического пол  в первом электролите образец помещают во второй электролит, удельное электрическое

   сопротивление которого меньше удельного электрического сопротивлени  первого электролита и образца, измер ют разности потенциалов электрического пол  образца и второго электролита в заданных точках, а

   удельное электрическое сопротивление образца р 1 определ ют из выражени 

   01

   AU2 -AU02AUi-AUoi

   °2 AU 1

   0°1 ДЦ2г ч AU 1

   AU 2 -AU о2 AU i -AUoj

   I ОЛ II 1

   AU2

   AU 1

   Ом м,

   где р , и р 02 Удельное электрическое сопротивление соответственно образца, первого и второго электролитов, Ом м;

   AUi, AU2, AUoi.A Uo2 - разности потенциалов в заданных точках в первом и втором электролитах соответственно на образце и в электролитах.

   4