Устройство для измерения распределения потенциала в почве

Яо Я 597 Класс 21 д, 30.,СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ВТОР НИЕ ОПИСАизмерения распредед в почве. потенциала устроиств Э. С, Лившиц, заявлер. о перв,91125). овано 31 декабря 1932 го в опуб торского свидетель выда), можно показать, чтовенства (1)л вторичных токов 1, времени: ветственно 3 ири соблюдении 1) отношение 1, не зависит о 1, . Уг Йо отношение в завистров трансформаторов вщим образом: 2)арамледу ажаетс-- .(4 чить - =и (у транс ор М или если об маторов с маблизок к коэф От сопротивл части г гг с ми урав 11 и 12Г 2 - 121122, напряженияотивления Г, их, соединяющихИ Гг таК ЧтО В Таким образозажимах сопВ проводникаветвлений Н. (2) заимоин 4 й со М, - коэффициенты ежду обмотками 2(где Мдукци К авторскому свидетельств 5 июля 1931 годаПредлагаемое изобретение относится к устройствам для измерения распределения потенциала в почве, применяемым обычно для определения скрытых в земле масс при электрической разведке.В основу устройства положен принцип компенсации в следующей форме: по последовательно соединенным первичным обмоткам 2 и 3 двух трансформаторов 1 и Ц (фиг, 1) проходит переменный ток. Вторичные обмотки 4.и 5 замкнуты на безъиндукционные сопротивления Й 1 и И подобранные пронорционально коэффициентам самоиндукции вторичных обмоток 1,1 и 1.при чем сопротивления обмоток подразумеваются входящими в Р 1 и Кг:Я 1 1 Ь 1 - Яг1 2Ф(1)Пользуясь дифференциальны нениями для вторичных токовсУ, йсУг К 1+1. - =М -а 12+г - = ым рзссеянием параметр и фициенту трансформации А=иг,и 1., . (5 ений РЯ 2 отеляюся вязанные соотношениемТогда "=, 1 (8),где 11 мгновенное значение напряжениямежду электродами 75 и 1 б.Так как в течение всего второго измерения параметры цепей не изменялись, то шемся контуре напряжейия , и У, направлены в противоположные стороны,ток равен нулю.Предыдущие рассуждения справедливы для воздушных трансформаторов.Однако, выводы сохраняют свою силу(с некоторыми ограничениями) и длятрансформаторов с железным сердечником. Устройство применяется для исследованияраспределения потенциалана поверхности земли для электриче.ской разведки, Особенностью данногоустройства является то, что в нем совмещены как источник тока для,созданияэтого поля (некоторый трансформатори генератор), так и источник тока; служащего для измерения (также трансформатор и генератор).В качестве электродов тока применяют электроды любой формы, в качестве электродов напряжения - точечныеэлектроды,Частным случаем описанного исследования распределения потенциала являетсяизмерение среднего удельного сопро.тивления" участка земли (Жеппег), Данное устройство может быть примененои для этого измерения,Входящее в формулу р=2 жа - (а -7расстояние между электродами напряжения схемы Фппега) отношение -У7определяется непосредственно как сопротивление, Электродами тока служатэлектроды 74 и 77, электродами напряжения - электроды 15 и 1 б,При первом измерении получаетсяг Х, =г 2 1.,При втором измерении получается2312 2К г г1 о тУи 1 - формулы Феппега соответствуютР, и 12, поэтому получается р=2 т;аЯ,На чертеже фиг, 1 схематически изображает принцип действия устройства;фиг. 2 и 3 формы выполнения устройства; фигуры 4 - 10 - видоизмененияустройства.Устройство действует следующим образом, Источник переменного тока 7 питает соединенные последовательно пер-,вичные обмотки 2 и 3 трансформаторов 1 и П. Вторичная обмотка 5 через регули руемое сопротивление 70 (магазин сопротивлений) электродами 74 и 77 (электроды тока) присоединена к исследуемому участку земли. Вторичная обмотка 4 через постоянное сопротивление 9 присоединена к регулируемому сопротивлению 8. Сопротивление 9 устроено подобно обычному компенсационному аппарату, так что от него можно ответвлять различные части посредством подвижных контактов,. присоединенных к зажимам 18 и 79, не меняя общей величины сопротивления 9. Зажимы 78 и 19, через измерительный прибор 7, с помощью переключателя б присоединяются к зажимам сопротивления 70 (положение А переключателя на фиг. 3) или к электродам 75 и 7 б, напряжение между которыми требуется измерить (положение В переключателя на фиг. 3).Измерение распадается на две части и производится следующим образом:1-ое измерение.Переключатель б ставится в положение А (фиг. 3), при чем зажимы. 18 и, 79 присоединяются к сопротивлению 1 О, Установив на некоторую величину сопротивление 70, устанавливаем в соответствии с ним между контактами, присоединенными к зажимам 18 и 19 сопротивление гудовлетворяющее равенству (б), затем, регулируем величину сопротивления 8 до получения нулевого отсчета на измерительном приборе 7.Нулевой отсчет показывает, что г, 7, = =Г 22-ое измерение.Переключатель б ставится в.положение В (фиг. 3), при чем зажимы 78 и 79 присоединяются к электродам 15 и 7 б. Не изменяя установки сопротивления 8 и 1 О, регулируем величину сопротивления между зажимами 78 и 19 до получения нулевого отсчета на приборе 7. Пусть величина этого сопротивления между зажимами 18 и 79 будетимеет силу равенство, полученное в результате первого измерения.Г 1, 1 г = 71, 11, (9)Из (8) и (9) следует Х; = ,У, . (10)7 1Вводя обобщенное ;,сопротивление" й= - , имеем й = " (11)2 111Таким образом определяется величинаЙхарактеризующая относительное падение напряжения,Видоизменением указанного устройства является усгройство, схематическиизображенное на чертеже (фиг. 4, 5, 6)и отличающееся тем, что вместо одногодифференциального трансформатора применены 2 трансформатора 12 и 13, первичные обмотки которых включены со.ответственно в цепи обмоток 4 и 5, авторичные присоединены последовательно к прибору 7 (положение А переключателя при первом измерении), Обозначимчерез т, и т коэффициенты взаимоиндукции между вторичными и первичными обмотками трансформаторов 12 и 13,Ток в цепи прибора 7 обращается в О,если т, У 1 =т. Ь , (12)Из формул (3) и (5) следует, что т,и т, должны быть подобраны так,чтобы т,: т = - ии 2(1 ф)Таким образом т, н т, аналогичныг 1 и г 2 в основном устройстве.Обмотки трансформаторов 12 и 13 выполняются секционированными, что даетвозможность менять величины т, и тПервое измерение заключается в регу. лировке сопротивления 8 до получения ну. левого отсчета на приборе 7,Вгорое измерение проводится так же,как и в основном устройства, и отличаетсяеще тем, что для первого измерения вместосопротивления 10 применен дифференциальный трансформатор 11. Первичныеобмотки 20 и 21 (одинаковые) включеныпоследовательно в цепи вторичных обмоток 4 и 5. Вторичная же обмотка 22.присоединена к прибору 7(при положе-.нии А" переключателя), При равенстветоков 1, и 1, и при соответствующемвключении обмоток 20 и 21 ток в обмотке 22 обращается в 0 (фиг, 6).Второе видоизменение устройства,. изображенное на чертеже (фиг, 7 и 8),отличается от предыдущих тем, что для первого измерения применен метод сравнения взаимоиндукции по Махюе 1 Гу в сле. дующей форме:Вторичные обмотки 4 и 5 через электрод 17, землю, электрод 14, регулируемое сопротивление 8 и компенсационное устройство 9 соединяются последовательно. Измерительный прибор 7 включается в провод, соединяющий обмотки 4 и 5 с электродом 17 и регулируемым сопротивлением 8,Первое измерение состоит в подборе величины регулируемого сопротивления 8 до получения нулевого отсчета на приборе 7.Обозначая сопротивление цепи обмотки 4 (до измерительного прибора) через Й а цепи обмотки 5 через И имеем условие, необходимое и достаточное для обращения тока в цепи прибора в 0й 1: Е 1: М, = Я , Е: М, (14)Это соотношение равносильно, во-первых, соотношению (1) и, во-вторых, равенству параметров и, и и, трансформаторов 1 и Ц. Это равенство параметров и, и и. является, таким образом, необходимым для данного варианта,Соответствующее этому переключение по окончании пЕрвого измерения, позволяет произвести второе измерение так же, как и в предыдущих вариантах (фиг. 8).Третье видоизменение устройства по фиг. 9 является видоизменением основного устройства и отличается от него способом выполнения первого измерения. Сопротивление 10 первого варианта устранено и заменено сопротивлением участка между электродами И и 17. Трансформаторы 1 и 11 подобраны так, что М, = М из чего следуетЙ=н,; и,=Е 2Е 1= 12 1Из формулы (6) следует, что г, и со-ответственно г 2 могут быть заменены Я 1 и соответственно Р,. Поэтому подбор сопротивлений г 1 и г 2 заменяется подбо ром сопротивления И, в цепи 1 по заданному сопротивлению Я, цепи П. Сопротивление Й 1 представляет собой комбинацию из последовательно соединен- ных регулируемого сопротивления 8 и компенсационного устройства 9, сопротивление же й. представляет собойсопротивление участка между электродами 14 и 77.Первое измерение производится по схеме фиг. 9. Зажимы сопротивлений й и Я, соединяются двумя проводами, в один из которых включен измерительный прибор 7. Измерение заключается в подборе величины сопротивления 8 до получения нулевого отсчета на измерительном приборе 7. Второе измерение не отли. чается от такового же в ранее описанных вариантах и выполняется после переключения проводов, соединяющих цепи 1 и Ц, в положение, изображенное на фиг. 8.Устройство по фиг, 10 является видо-изменением устройства по фиг; 2 и отличается от него тем, что в качестве трансформаторов 72 и 73 использованы трансформаторы 1 и П; для чего на сердечниках этих трансформаторов номе. щены вторичные обмотки 25 и 2 б, При выполнении равенства,(13) действия пер. вичных обмоток 2 и 3 на обмотки 2 о и 2 б взаимно уничтожаются, вследствие чего на них вЛияют только вторичные обмотки 4 и 5. В остальном устройство не отличается от такового же по фиг. 2.фПредмет изобретения,1. Устройство для измерения распределения потенциала в почве для электрической разведки, отличающееся применением двух синхронных генераторов или трансформаторов 1 и Ц, питаемых от общего источника переменного тока (фиг. 2), из коих трансформатор 11 (или соответствующий генератор) предназначен для создания в почве искусственного электрического поля путем присоединения концов обмотки его к заземляющим электродам 14 и 17, а трансформатор 1 (или соответствующий ему генератор) предназначен для создания тока, служащего для компенсации исследуемого падения потенциала, при чем измерение распадается на два отдельных, следующих одно за другим, измерения, из коих первое имеет целью установление постоянйого отношения между токами вторичных цепей трансформаторов 1 и 11, а второе измерение заключается в компенсации напряжения между электродами 75 и 7 б напряжением между зажимами 18 и 79 и выполняется путем регулирования величины ответвляемого сопротивления 9,2, Видоизменение устройства по п. 1; отличающееся тем, что для первого измерения использованы два дифференциально включенных трансформатора 12 и 73 (фиг. 5), или, в случае равенства токов цепейи П, дифференциальный трансформатор 17 (фяг. 6).3. Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что для первого из-. мерения использована измерительная схема по Махче 1 Гу: обмотки 4 и 5, сопротивления 8 и 9 и земля через электроды 74 и 17 соединены последовательно, а зажимы измерительного прибора 7 присоединены к точкам соединения обмоток 4 и 5 и соответствующего сопро. тивления 8 и электрода 77,4. Видоизменение устройства по и. 1, отличающееся тем, что вместо сопротивления 70 и сопротивления между зажимами 78 и 19 (фиг. 2) использованы непосредственно сопротивления участка между электродами 74 и 17 и соответственно комбинация из последовательно соединенных сопротивлений 8 и 9.5. Видоизменение устройства по п, 1, отличающееся тем, что с целью про изводства первого из указанных измерений трансформаторы 1 и 11 снабжены обмотками 25 и 2 б, включенными пг следовательно с прибором 7.