Зависимость количества тепла, отдаваемого нагретым терморезистором в окружающую среду, от ее теплофизических свойств может быть использована для анализа состава газов. При постоянной скорости газового потока эффект охлаждения терморезистора будет определяться теплопроводностью газа и изменяться в зависимости от процентного содержания отдельных компонентов в газовой смеси.

Состав горючих газов может быть также изучен на основе измерения количества тепла, которое выделяется при их сгорании и воспринимается терморезистором. На этом принципе построены термохимические газоанализаторы, широко применяющиеся при проведении газового каротажа. На рис. показано устройство чувствительного элемента термохимического газоанализатора автоматической газокаротажной станции АГКС-65.

Рис. Чувствительный элемент термохимического газоанализатора каротажной станции АГКС-65

Чувствительный элемент состоит из двух рабочих камер 6 – основной и запасной, располагающихся в металлической колодке 4. В камерах находятся платиновые терморезисторы 7, подключаемые к электрической схеме газоанализатора через выводы 9. Каждая камера каналами 5 соединена с входным 2 и выходным 3 штуцерами, через которые она подключается к газовоздушной линии. Для регулирования объемной скорости исследуемой газовоздушной смеси и уравнивания давлений в камерах используются игольчатые вентили 8. Чувствительный элемент защищен корпусом 1 из текстолита.

Тензорезисторы

Работа тензорезисторов основана на явлении тензоэффекта, который заключается в изменении активного сопротивления проводника под влиянием механических деформаций. Величина тензоэффекта характеризуется коэффициентом относительной тензочувствительности – отношением изменения сопротивления к изменению длины проводника:

,

где – относительное изменение сопротивления проводника;- относительное удлинение проводника.

Тензоэффект возникает не только вследствие изменения геометрических размеров проводника в процессе деформации, но и в результате изменения его удельного сопротивления ρ.

Материалы для тензорезисторов должны характеризоваться возможно большими величинами коэффициента относительной тензочувствительности и удельного электрического сопротивления при минимальных значениях температурного коэффициента сопротивления. Материалами тензорезисторов обычно служат сплавы (манганин, нихром), никель, висмут, а также полупроводники – германий и кремний.

Так как тензорезисторы характеризуются простотой конструкции и малыми размерами, их применяют в устройствах контроля натяжения геофизического кабеля при скважинных исследованиях и в датчиках давления некоторых типов опробователей пластов на кабеле.

На рис. показано устройство тензометрического датчика натяжения типа ДНТ-033. Основным узлом датчика является упругий стержень 4 с наклеенными на нем тензорезисторами 5. Выводы тензорезисторов, соединенных по мостовой схеме, подключены к коллектору 6. Упругий стержень помещен в жесткий корпус 3 и ввернут в верхнюю 2 и нижнюю 7 пробки. В нижней пробке имеются отверстия 8 для прохода проводов от коллектора к колодке разъема 9. С помощью кабеля, подключаемого к разъему датчик соединяется с измерительной панелью, расположенной на пульте управления каротажного подъемника. Для подсоединения датчика к талевому крюку и подвесному ролику служат проушины 1 и 10.

Датчик позволяет измерять усилие натяжения геофизического кабеля до 500 Н.

Электролитические преобразователи

Электролиты (водные растворы солей, кислот и щелочей) характеризуются ионной проводимостью. Удельное электрическое сопротивление ρ электролита зависит от концентрации, степени диссоциации молекул растворенного вещества, подвижности ионов и других факторов. Это позволяет применять электролитические преобразователи для изучения химического состава и концентрации электролитов.

Рис. Тензометрический датчик натяжения кабеля типа ДНТ-033

В геофизической практике электролитические преобразователи применяют при лабораторных исследованиях водных растворов.

Магнитные преобразователи

Работа магнитных преобразователей основана на изменении параметров магнитной цепи (магнитного сопротивления, магнитной проницаемости и т.д.) под воздействием входной величины.

Индуктивные преобразователи

Принцип действия индуктивных (электромагнитных) преобразователей основан на изменении сопротивления катушки индуктивности при введении в нее ферромагнитного сердечника или при изменении величины воздушного зазора в магнитном сердечнике, на котором помещена катушка. Входной величиной может быть механическая величина х (линейное или угловое перемещение, давление, деформация и др.), а выходной – изменение индуктивности L или полного сопротивления Z катушки.

Наиболее распространен преобразователь с малым воздушным зазором δ (рис. ), величина которого связана с перемещением изучаемого объекта. Изменение зазора приводит к изменению сопротивления магнитной цепи, а следовательно, и индуктивности катушки, надетой на сердечник и включенной в цепь переменного тока. При этом меняются индуктивное и полное сопротивление катушки, в результате чего обеспечивается функциональная зависимость Z=f(x).

Рис. Индуктивный преобразователь с переменной толщиной воздушного зазора

Индуктивные преобразователи характеризуются весьма большой мощностью преобразования (1-5 В∙А), что позволяет применять их вместе с измерительными приборами пониженной чувствительности. В геофизической практике индуктивные преобразователи используют в устройствах для измерения диаметра и профиля скважины, отбивки муфтовых соединений металлических колонн и выявления дефектов в них, контроля за натяжением кабеля и т.п.