Способ определения электрических свойств твердых и пластичных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3)5 601 М 2 РЕТ П Н ПАТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Институт геофизики Уральского отделения АН СССР(73) Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук(56) Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород. МНаука, 1965, с. 55-59.Авторское свидетельство СССРМ 1203423, кл. 6 01 й 27/02, 1986,Электролитический способ изученияэлектрических свойств горных пород, Методическая разработка, часть И, изд. СГИ,Свердловск, 1988, с, 19 - 23.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ И ПЛАСТИЧН ЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение может быть использованодля определения электрофизическихсвойств твердых и пластичных материаловна образцах неправильной формы, в частноИзобретение относится к техническои физике. Способ может быть использован для определения электрофизических свойств твердых и пластичных материалов на образцах неправильной формы, в том числе для определения проводимости и поляризуемости горных пород.Цель изобретения - повышение точности измерений в широком диапазоне исследуемых материалов,Сущность изобретения заключается в том, что в способе определения электрических свойств твердых и пластичных материалов, включающем пропускание тока через 1808126 АЗ сти для определения проводимости и пол ризуемости горных пород, Пропускают то через образец исследуемого материала, и уженный в проводящую среду, измеряЮт падения напряжения полей пропускания ивызванной поляризации на образце, выполняют указанные измерения не менее чем вух средах, электропроводность одной из которых меньше, а другой больше предполагаемой электропроводности исследуемого материала, вычисляют удельное электрическое сопротивление и поляризуемость материала по результатам измерений, при этом в качестве проводящей среды используют твердое дисперсное вещество с заданной электропроводностью, химически нейтральное по отношению к исследуемому материалу, размер б частиц вещества выбирают из соотношения б О 10, где- размер образца;- размер трещин и пор образца, Способ позволяет определять электрические свойства широкого класса материалов с высокой точностью. образец исследуемого материала, погруженного в проводящую среду, измерение падения напряжения полей пропускайия и вызванной поляризации на образце, выполнение измерений не менее чем в двух средах, электропроводность одной из которых меньше, а другой больше предполагаемой электропроводности. исследуемого материала, вычисление удельного электрического сопротивления и пол яризуемости по результатам измерений, в качестве проводящей среды используют твердое дисперсное вещество с заданной электропроводностью, химически нейтральное по отношению к ис 1808126спедуемому материалу, при этом размер б частиц вегцества удовпетпоряет соотношению(10где 1 - размер образца;- размер трещин и пор образцаСпособ реализуется следующим образом,Отбираются образцы выпуклой псевдоэллипсообразной формы, линейные размеры которых превышают электрические неоднородности, т.е. их можно считать представительными для массива, Измерения производятся в сосудах прямоугольной формы, размеры которых превышают размеры образца, причем на двух противоположных стенках расположены пластины токовых электродов, Сосуды заполняют твердым дисперсным веществом, причем удельное электрическое сопротивление одного из них выше, а другого ниже предлагаемого удельного электрического сопротивления материала образца. Для измерения электрических свойств образца его погружают в дисперсную среду в центральную часть первого сосуда, ориентируют его необходимым образом к направлению поля. располагают точечные электроды на крайних взаимоудаленных точках образца, пропускают ток, регистрируют падение напряжения полей пропускания ЛОт и вызванной поляризации Л Оьп, затем извлекают образец из сосуда и, не изменяя положение точечных электродов, снова пропускают ток и измеряют падение напряжения полей пропускания ЛОот и вызванной поляризации ЛОотвп, затем те же операции повторяют во втором сосуде, сохраняя ориентировку и положение точечных электродов на образце, и регистрируют соответственно значения ЛО 2, Л 02 вп, Л 002, ЛОо 2 п, а в заключение рассчитывают удельное электрическое сопротивление образцар= (рот х Х 2- ро 2 х Х 1)/(Х 2-Х 1)где Х 1= 1-( Л Оот/ Л 0 11Х 2= 1-( Л 002/ Л 02)оот = (Л Оотх)/( х),/02 = (Л 002 хЯ)/(хЕ),где 3 - площадь поперечного сечения сосуда;- ток через питающие электроды; . - расстояние между электродами, Рассчитывают коэффициент деполяризацииМ= (ро х Х 2)-(/ЭО 2 Х Х 1)3/001 -/02 )а также поляризуемость д=(Р/Р 1)х ЛОо/Л 01+Л 0 ьп)- Л Оо 1/ Л 01)/М. При подборе и подготовке дисперсноговещества необходимо учитывать следующее. Для того, чтобы удовлетворить требованиям способа, размер дисперсных частицрекомендуется не более чем в 50 раз меньше размера образца, Эта цифра полученаэмпирически для серийных измерительныхприборов и не позволяет отличить измерения в жидкости от измерений в дисперснойсреде. Таким образом, в дисперсной среде15 с размером частиц 1 мм можно изучать керндиаметром до 50 мм без потери точности,Значительное уменьшение размера дисперсных частиц не рекомендуется, так как частицы могут проникать в трещины и поры20 образца, а также возникают неудобства припогружении и извлечении образца, По этимже соображениям предпочтительна шарообразная форма дисперсных частиц, причем поверхность должна быть как можноменее шероховата.Что касается выбора материала для дисперсной среды, то может быть рекомендована пластмасса с необходимым добавлениемпроводящего порошка - угольного или медного. Очень удобно в качестве дисперснойсреды использовать естественные материалы. Для широкого класса скальных горныхпород может быть использован обыкновенный просеянный сухой окатанный кварцевый песок,В сравнении с прототипом способ обладает более высокой точностью, позволяетизучать более широкий диапазон материалов, Измерение предлагаемым способом40 исключает погрешность прототипа, возникающую иэ-за изменения электрическихсвойств образца на контакте со средой, какследствие химического взаимодействия образца и среды, а также за счет проникнове 45 ния электролита в поры и капиллярыобразца. Индифферентность среды такжепозволяет расширить диапазон исследуемых материалов,Формула изобретенияСпособ определения электрическихсвойств твердых и пластичных материалов,включающий пропускание тока через обра.зец исследуемого материала. погруженногов проводящую среду, измерения падения55 напряжения полей пропускания и вызванной поляризации на образце. при этом выполняют измерения не менее чем в двухсредах, значение электропроводности одной из которых меньше, а другой больше1 В 08126 Составитель Н,НемзоровТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор С.Кулакова Заказ 1400 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 предполагаемого значения электропровод- ности исследуемого материала, вычисление значений удельного электрического сопротивления и поляризуемости по результатам измерений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве проводящей среды используют твердое дисперсное вещество с заданным значением электропроводности, химически нейтральное по отношению к исследуемому материалу, при этом размер д частиц веще.ства выбирают удовлетворяющим соотно шению16 О 10,где- размер образца;1 - размер трещин и пор образца.