Принцип измерения

PDF версия

Измерение диэлектрических характеристик, под которыми, в рамках данного прибора, понимаются относительная диэлектрическая проницаемость и удельная проводимость, по виду измерений относится к косвенным измерениям.

По условию технического задания измерение диэлектрических характеристик пластового флюида выполняется на фиксированной частоте в несколько десятков мегагерц. На такой частоте относительная диэлектрическая проницаемость среды представляет собой комплексную величину:

,

где σ – удельная проводимость;
ω – угловая частота;
ε₀ – диэлектрическая проницаемость вакуума.

В основу прибора положена измерительная схема, предложенная в работе [В. А. Гончаров, В. И. Архипов. Определение концентрационной зависимости диэлектрической проницаемости водного раствора ацетона по коэффициенту передачи четырёхполюсника//Вестник Казанского технологического университета, 2012, №14, т.15, стр. 60-63.].  Измерительная схема представляет собой емкостный делитель, на вход которого подается синусоидальный сигнал:

С1 – конденсатор постоянной емкости с нулевым температурным коэффициентом емкости, С₀ – измерительная ячейка, заполняемая пластовым флюидом.

Измеряемыми величинами являются отношение амплитуд U_A/U_B и сдвиг фаз ϕ = Ψ_A- Ψ_B синусоидальных сигналов.

Математический аппарат для данного прибора разработан В.А. Гончаровым. Вычисления действительной части относительной диэлектрической проницаемости и удельной проводимости выполняются по формулам:

где С₀ – емкость измерительной ячейки, заполненной воздухом;
C_S – паразитная монтажная емкость;
C_IN – входная емкость измерительной части прибора;
R_IN – входное сопротивления измерительной части прибора.