Градуювання електричного термометра
Градуювання електричного термометра проводиться в термостаті з обігрівом при зміні температури води від 10 до 80°С і вище через кожних 10 – 15°С. Криві градуювання термометра DU=f(t) знімаються при паспортному струмі, наприклад при 10, 20 або 40 мА. Точка перетинання кривої DU=f(t) з ординатою DU=0 дає значення температури t0 рівноваги моста. Для визначення сталої електричного термометра вибирають два значення температури t1 і t2 та за кривою DU=f(t) визначають відповідні їм значення різниці потенціалів DU1 і DU2, потім розраховують величину С за формулою:
Рисунок 5.1 – Схеми виміру температур у свердловині електричними термометрами на трьохжильному (а) і одножильному (б) кабелях та електричним термометром типу ТЕГ (в)
. (5.9)
Кожен електричний термометр опору характеризується сталою часу термометра, що показує, у який час він, будучи переміщений з одного середовища в інше, сприйме 2/3 різниці температур цих середовищ. Стала часу характеризує теплову інерцію термометра та змінюється для різних типів електричних термометрів від 0,5 до 3 с.
В електричних термометрах для роботи з одножильним кабелем опір з великим температурним коефіцієнтом (R1=2000 Ом при 20°С) розміщений у свердловинному приладі, інші елементи мостової схеми розташовані на поверхні (Рис. 5.1, б). Рівновага моста досягається опором R2, на якому можна безпосередньо розрахувати температуру t. Опором R3 регулюється масштаб запису.
В електронному термометрі для одножильного кабелю опір з великим температурним коефіцієнтом є плечем моста, який розташований у свердловинному приладі. Міст живиться змінним струмом.
Термометри типу ТЕГ працюють на основі електронного генератора, що знаходиться в свердловинному приладі. Зміна опору чуттєвого плеча за рахунок варіацій температури впливає на RC-генератор, змінюючи його частоту. Керування частотою генератора здійснюється ланкою RC, що містить два термочутливих резистора Rt і дві термостатичні ємності C (Рис. 5.1, в). Період автоколивань генератора RC знаходиться в залежності від величини опорів Rt і, отже, від температури середовища, в яку поміщені резистори Rt.
У деяких свердловинних приладах знаходиться перемикач, що за сигналом з поверхні підключає до RC-генератора Г замість термочутливих резисторів еталонні опори, які відповідають температурам 20 і 100°С, за допомогою яких виробляється калібрування апаратури. На поверхні тривалість періоду коливань струму генератора виміряється за допомогою частотоміра Ч, вихідна напруга якого пропорційна тривалості періоду коливань, а значить, і температурі. Напруга на виході частотоміра спостерігається візуально за допомогою вимірювального приладу ІП і записується приладом, що реєструє, РП. Межі виміру температур встановлюються за допомогою потенціометра.
Система виміру температури з попереднім перетворенням її в частоту вимірюваного струму характеризується високою завадостійкістю, оскільки частота сигналу, що визначає вимірювану величину, практично не залежить від параметрів кабелю та наявності перешкод у схемі вимірів.
Свердловинний прилад живиться від стабілізованого джерела постійного струму з напругою 250 В через баластовий опір. Електронна схема свердловинного приладу укладена в сталевий герметичний кожух зі свічковим мостом для приєднання кабельного наконечника. Термочутливі резистори Rt розміщені в нижній частині свердловинного приладу в мідних трубках і контактують із промивною рідиною.
Характеристика електричних термометрів приведена в таблиці 5.1.
Порядок проведення роботи
1.Встановити термостат і заповнити його водою.
2.Помістити електричний термометр і точний ртутний термометр у термостат.
3.Під’єднати електричний термометр до панелі вимірювання.
4.Включити панель вимірювання в мережу.
5.Включити термостат.
6.Через кожних 10°С (покази ртутного термометра) знімають значення DU з вимірювального пристрою при силі струму 10, 20 та 40 мА. Результати вимірювань заносять в таблицю 5.2.
7.Будують графіки градуювання електричного термометра DU=f(t).
8.За формулою (5.9) розраховують сталу електричного термометра при I=10, 20 та 40мА і зіставляють.
Таблиця 5.1 – Технічна характеристика електричних термометрів
| Марка термометра | Число жил кабелю | Гранична температура,°С | Граничний тиск, Па·108 | Похибка вимірювання, % | Стала часу, С | Максимальна швидкість запису, м/год | Габарити, мм | Маса, кг | ||
| При геотермії | При вивченні технічного стану свердловини | діаметр | довжина | |||||||
| ЕТС-2У ЕТМІ-58 ЕТО-2 ЗАТО ТЕГ-2 ТЕГ-36 ТЕГ-60 ТЕГ-60А | 0,4 0,8 0,6 0,6 1,2 1,2 | 0,5 0,5 2,0 1,0 1,5 2,0 2,0 2,0 | 3,5 |
Таблиця 5.2 – Результати проведення лабораторної роботи
| Сила струму I, мА | Значення DU при відповідних температурах, мВ | ||||||||
| 20°С | 30°С | 40°С | 50°С | 60°С | 70°С | 80°С | |||
5.5 Контрольні питання
1.Призначення електричних термометрів.
2.Технічна характеристика термометрів.
3.Принцип роботи електричних термометрів.
4.Градуювання електричних термометрів.
5.Методика визначення сталої електричного термометра.
6.Що таке теплова інерція електричного термометра?
7.Задачі, які вирішуються за допомогою електричного термометра.
5.6 Література
1. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. М., Недра, 1977. 432 с.
2. Дахнов В.Н. Промысловая геофизика. М., Недра., Гостоптехиздат, 1986, - 692 с.
3. Померанц Л.И., Чукин В.Т. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1978.