Способ определения коэффициента термоэдс минералов Советский патент 1981 года по МПК G01N25/32 

Изобретение относится к разведочной и поисковой геологии, а именно к оценке и прогнозированию продуктивного оруднения путем i следования физических, в частности термоэлектрических свойств рудных минералов. Известен способ изменения козффициента термо-ЭДС зондовым методом с определением разности температур с помощью двух термопар, укрепленных в непосредственной близости от места контакта зондов с минералом 1 Однако контроль температуры -в точках, вынесенных для обеспечения экспрессности измерений за преде.пы обра ца, определяет значительные погрешности измерений, величина которых в зависимости от формы, размеров и материала зондов, а также размеров и теплофиэических свойств минералов изменяется от 20 до 50% и более. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является сп соб определения коэффициента термоЭДС минералов с помощью разнонагретых термозондов и эталона. Согласно этому способу дополнительным датчиком на образце минерала измеряется йеличина, характеризующая его тепло вые свойства. По этой величине на . эталоне находят зону с такими же тепловыми свойствами. Далее в идейтифйцированной зоне эталона измеряют разность температур между термозондами, по которой судят о коэффициенте термо-ЭДС минерала 2. Однако в этом указанном способе разность температур между термозондами измеряют не непосредственно на минерале, а косвенно в идентифицированной с помощью вспомогательного датчика зоне .эталона. При этом возникает ошибка измерения, связанная с зависимостью теплофизических параметров эталона и минерала от темпера.туры. Идентичные для одной темпера.туры минерал и эталон обычно отличаются условиями теплообмена с термозондами при разных температурах. Следовательно, если температура термозондов в контакте с эталоном не равна температуре,которая была при идентификации-, то теплообмен термозондов с эталоном и минералом разПри изменении начальной разности температуры между термозондами в пределах 50-150 С и неизменном температурном режиме дополнительного

датчика величина погрешности достигает 15%.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента термо-ЭДС с помощью разнонагретых термозондов и эталона с одинаковыми значениями коэффициента термо-ЭДС, но различными условиями теплообмена, термозонды вводя в контакт с различными зонами эталона, измеряют в каждой зоне развивающуюся между термозондами разность те мператур, а по показанию вспомагательных термопар, укрепленных на термозондах, фиксируют величины, характеризующие условия теплообмена, после чего определяют величины, характеризующие условия теплообмена с минералом, производит идентификацию условий теплообмена при каждом - измерении с некоторой зоной эталона и по определенной для данной зоны разности температур, развивающейся между термозондами, и измеренному значению термо-ЭДС судят о коэффициенте термо-ЭДС минерала.

Использование для определения условий теплообмена вместо дополнительного датчика двух термопар , укрепленных на основных термозондах, позволяет исключить разницу в значениях начальных температур при идентификации тепловых свойств минерала и эталона. Полученная при этом на эталоне зависимость разности температур между термозондами от условИй теплообмена всегда соответствует температурному режиму и условиям теплообмена при измерениях на минерале. ,

Упрощение измерений и . эвншение экспрессности достигается за счет :того, что вместо определения термоЭДС минерала основными термозондами и определения величины, характеризующей тепловые свойства минерала вспомогательным датчиком те же результаты получаются при однократной установке термозондов. При этом иск лючается субьективная погрешность из-за возможного смещения точек подключения основных зондов и в-спомогательного датчика на минерале, что особенно важно при исследовании минералов, характеризующихся неоднородностью физических и, в частности термоэлектрических свойств.

Аналогично упрощается и процесс измерения на эталоне разности температур между термозондами и величины термо-ЭДС вспомогательных термопар, характеризующей условия теплоОбмена. Кроме того, наличие термопа как на горячем, так и на холодном термозондах позволяет идентифицировать условия теплообмена не только

в зависимости от тепловых свойств минерала, но и с учетом возможного теплообмена через минерал между термо зондами, когда они устанавливаются на малом расстоянии друг от друга, J Такие условия для теплообмена возникают, например, при измерении термо-ЭДС в малых минеральных включениях, размер которых может составлять десятые доли миллиметра.

Q На фиг,1 показаны разнонагретые термозонды; на фиг.2 - эталон.

На расстоянии около 2 мм от острий горячего 1 и холодного 2 медных термозондов укреплены константановые проволочки, образующие термопары 3

5 и 4.

Разность темпераутр между термоэондами обеспечивает нагреватель Ь.

Термозонды 1 и 2 (фиг.1) показа- , ны в контакте с образцом 6. Холодный термозонд имеет температуру окружающей среды. При этом в точке -контакта холодного термозонда с минералом, который также имеет температуру окружающей среды, термо-ЭДС не

5 образуется. Таким образом, возникший термоэлектрический эффект может быть отнесен целиком к области минерала, контактирующей с горячим термозондом, что повышает локальность измерений.

Q Эталон 7 выполнен в виде четырехгранной Пирамиды, например, из константана. Укрепленная рядом шкала 8 делит эталон на зоны.

Способ осуществляется следующим

с образом.

Термозонды 1 и 2 (фиг.1) вводят в контакт с эталоном 7 (фиг.2) и переставляют его по зонам, пользуясь шкалой 8. Разность термо-ЭДС Е - Ец развиваемых вспомогательными термопарами, используют как величину,

характеризующую условия теплообмена зондов с эталоном. Определяют также термо-ЭДС Е в контакте термозондов с эталоном и вычисляют разность

5 температур в контактах термозондов С эталоном

где cL - коэффициент термо-ЭДС материала термозондов относительно материала эталона. По полученным результатам составляют таблицу или строят график, определяющий зависимость между разностью температур в контакте зондов с минералом ДТр и разностью термоЭДС ЕЛ- Е„, измеряемой вспомогательными термопарами.

Далее термозонды вводят в контакт с -исследуемыми минералами и каждый раз измеряют термо-ЭДС минерала Е, а также термо-ЭДС, регистрируемые вспомогательными термопарами. Осуществляют идентификацию условий теплообмена, определяя разность термоЭДС Е„- Eg и по графику находят разность температур в контактах зондов с минералом. Путем деления полученной термо-ЭДС минералаЕ на раз- ность температурит о вычисляют коэффициент термо-ЭДС минерала.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента термо-ЭДС минералов с помощью разнонагретых термозондов и эталона с одинаковыми значениями коэффициента термо-ЭДС, но различными условиями теплообмена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерений, термозонды вводят в контакт с раз- личными зонами эталона, измеряют в каждой зоне развивающуюся между термозондами разность температур, а по показанию вспомогательны. термопар, укрепленных на горячем и холодном термозондах, фиксируют величины, характеризующие условия теплообмена, после чего определяют величины, характеризующие условия теплообмена с минералом, производят идентификацию условий теплообмена при каждом измерении с Некоторой зоной эталона и по определенной для данной зоны разности температур, развивающейся меж,1ту термозондами, и измеренному значе0нию термо-адс судят о коэффициенте термо-ЭДС минерала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1. Попова к.В. и термоэлектрических свойствах рудных минералов. Вестник Ленинградского университета, вып. 1, 1974, N ь.

J., Авторское свидетельство СССР

0 № 490032,кл.С 01 R 19/24,1974 (прототип) .

б.

фиг.1