Неполяризующийся электрод

Союз Советскик Социаектическм РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ТИЬСТВУ 1742849(51)М. Кл.С 01 М 3/04I С 01 М 27/30 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по дмам изобретений и открытий(71) Заявитель Научно-производственное объединение "Геофизика" 154) НЕПОЛЯРИЗУОЦИЙСЯ ЭЛЕКТРОД Изобретение относится к техничес- . кой физике и может применяться в геоэлектроразведке при измерениях разности потенциалов естественных и искус.5 ственно создаваемых медленно меняющихся или постоянных электрических полей, а также при исследовании материалов с помощью электрохимических средств. 10Известно устройство для измерения постоянных и медленно изменяющихся полей, содержащее пористый сосуд, заполненный электролитом, в который погружен металлический электрод 1.11 .Недостатком этого устройства является то, что он имеет низкую стабильность потенциала из-за изменения концентрации электролита через пористый сосуд в почву. Опыт показывает, что при изменении концентраций электролита на 10 потенциал электрода изменяется примерно на 1 мВ.Указанный недостаток устраняется в другом известном устройстве. 25Это устройство содержит корпус из изоляционного материала, заполненный электролитом, нижняя концевая часть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней концевой часги размещен металлический электрод, контактирующий с электролитом. Два таких электрода, размещенных в почве на расстоянии 20-30 м и более, позволяют проводить измерения постоянных и медленно изменяющихся электрических полей Г 21Недостатком известного устройства является то, что в нем невозможно учесть собственную разность потенциалов электродов, которая не сохраняется постоянной во времени из-эа различных дестабилизирующих факторов, невозможно с высокой точностью обеспечить постоянство концентрации электролита в полевых условиях, а также постоянство температуры электролита, что приводит к снижению точности измерений постоянных и медленно меняющихся внешних электрических полей.Цель изобретения - устранение этого недостатка и повышение точности измерений постоянных и медленно меняющихся внешних электрических полей путем учета собственной разности потенциалов измерительных электродов.Для достижения этой цели неполяризующийся электрод, содержащий корпус из изоляционного материала, запол 742849ненный электролитом, нижняя концеваячасть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней части размещен металлический электрод, контактирующий с электролитом, снабжен дополнительным металлическим электродом, размещенным в нерхней концевойчасти корпуса из изоляционного материала,Такое конструктивное выполнение.устройства позволяет.в процессе проведения измерений в нужный моментсоедйнить дополнительные металлическиеэлектроды обеих измерительных электродов, расположенных в точках измерений,обеспечить примерно равный внешний потенциал электролита одного и другогоизмерительного электрода и измеритьсобственную разность потенциалов основных металлических электродов двухизмерительных неполяризующихся электродов. 20Сущность изобретения поясняетсячертежом, на котором изображена схемаизмерения внешних постоянных или медленио меняющихся электрических полей,а также один из вариантов выполнения 25электрода.Устройство содержит два идентичных,измерительных неполяризующихсяэлектрода, каждый из которых состоитиз корпуса 1, выполненного из изоляционного материала, заполненногоэлектролитом 2, нижняя концевая часть3 которого снабжена пористой перегородкой 4, а в верхней концевой части5 размещены основной б и дополнительный 7 металлические электроды. Основные электроды соединены с милливольтметром 8, а дополнительные соединенымежду собой Проводом 9 через выключатель 10. В одном из вариантов устройства электрод снабжен электроизолирующим клапаном 11 и устройством 12управления этим клапаномУстройство работает следующим образом.В заданных точках земной поверхности, между которыми требуется измерить разность потенциалов, создаваемых внешним током )О, протекающим.через землю, устанавливают два неполяризующихся электрода предложеннойконструкции. Нижняя концевая часть 3корпуса 1 с пористой перегородкой 4закапывается в земпю на небольшую глубину. Электролит 2 (например, медныйкупорос) через пористую перегородку 4контактирует с землей, поэтому потенциал электролита 2 соответствует потенциалу внешнего поля в точке расположения электрода. Корпус 1 выполненв ниде длинной трубки из изоляционного материала, поэтому верхняя кон- бОцевая часть 5 корпуса с основным би дополнительным 7 электродами удалена на значительное расстояние от перегородки 4 и помещена в термозащищенный блок, благодаря чему достигается 65 увеличение стабильности собственной разности потенциалон измерительных электродов. Так как электролит 2 имеет высокую проводимость милливольтметр 8 - высокое входное сопротивление, то потенциал основных электродов б отличается от потенциала точек измерения только на величину собственного потенциаласкачка потенциала ) электрода. Так как теплопронодность электролита достаточно высока, а температура точек поверхности земли, в которых расположены измерительные электроды, отличаются на 20 С и более, то собственный потенциал.электродов б со временем изменяется.Кроме того, при изменении концентрации электролита 2 у пористой перегородки 4, за счет диффузии ионов в,электролите 2 изменяется концентрация электролита вблизи электродов б, что также приводит к изменению собственного потенциала электрода б во вре - мени. Определить величину собственной разности потенциалов электродов б двух измерительных электродов в известных устройствах не имеется возможности, так как она является неизвестной величиной и существует одновременно с другой неизвестной величиной - разностью потенциалов внешнего поля, являющуюся предметом полевых измерений, Это приводит к низкой точности полевых измерений.В данном устройстве для повышения точности измерений имеется дополнительный электрод 7, позволяющий учесть собственную разность потенциалов электродов б. Электрод 7 помещен в разветнлении верхней концевой части 5. Для учета собственной разности потенциалов электродов б дополнительные электроды 7 двух измерительных электродов соединяются проводом 9 через выключатель 10. Когда выключатель 10 замкнут, потенциал электролита 2 в обеих измерительных электродах становится одинаковым, а измеряемое милливольтметром 8 напряжение равно собственной разности потенциалов электродон б. Вычтя этот замер из результатов первого замера, получается искомая разность потенциалов внешнего поля.Так как электрод 7 находится на некотором расстоянии от электрода б, то целесообразно повторить измерения, подключив к милливольтметру 8 электроды 7 и замкнув через выключатель 10 электроды б, Совместно обрабатывая результаты измерений, можно точнее определить собственную разность потенциалов измерительных электродов, В этом случае вместо разветвления, в которые помещены электроды б и 7, можно испольэовать две самостоятельные трубки, одни концевые части которых помещены в электролит, а но вторые концевые части помещены элек742849 формула изобретения Составитель Л.Воскобойниковкина Техред О, ЛегезаКорректор М.Коста актор А Подписи Тираж 64 сударственного ам изобретений ква, Ж-.35, Рау 3614/13ЦНИИПИпо д13035, М к омитета СССР открытий кая наб., д Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектна троды 6 и 7. Высокая.точность определения собственной разности потенциалов обеспечивается в том случае, если концевая часть 5 содержит электроизолирующий клапан 11 и устройство 12 управления клапаном. В этом случае вначале проводятся обычные измерения при открытом клапане 11 в обеих измерительных электродах.Затем по команде с помощью устройства 12 управления клапан 11 перекрывает концевую часть 5 в обеих измерительных электродах. Электроды 7 соединяются через выключатель 10, по этому потенциалу электролита в обеих электродах оказывается одинаковым, а милливольтметром 8 измеряется собственная разность потенциалов электродов 6.Так как концевая часть 5 электродов перекрыта, то внешнее поле не оказывает влияние на результаты изме рений, в цепи электродов 6 и 7 ток не протекает, что обеспечивает повышение точности определения собственной разности потенциалов электродов 6 и 7 ии точности измерения разности потенциалов внешннх электрических полейНеполярнзующийся электрод, содержащий корпус иэ изоляционного материала, заполненный электролитомнижняя концевая часть которого снабжена пористой перегородкой, а в верхней концевой части размещен металлический электрод, контактирующий с электролитом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения точности измерений, он снабжен дополнительным металлическим электродом, размещенным в верхней концевой части корпуса.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 516010, кл. 8 01 Ч 3/18, 1976.2. Штабе К. Основы техники измерений РН. "Химия", 1962, с.230-233 (прототип).