Породы горные. Метод определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь

ГОСТ 25495-82

Группа А09

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

Метод определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь

Rocks. Method for the determination of permittivity and dielektric loss tangent

Срок действия с 01.01.84
до 01.01.89*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
постановлением Госстандарта СССР
от 14.11.91 N 1741 (ИУС N 2, 1992 год). -
Примечание изготовителя базы данных.

РАЗРАБОТАН Министерством высшего и среднего специального образования СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Г.Я.Новик (руководитель темы), И.Ю.Буров, В.Н.Морозов, А.Г.Судиловский, В.Д.Христолюбов, Э.И.Пархоменко

ВНЕСЕН Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Зам. министра Н.С.Егоров

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 4 ноября 1982 г. N 4150


Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы, которые при внесении в электрическое поле измерительного конденсатора понижают добротность измерительного колебательного контура не ниже 10, и устанавливает метод определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 100 до 10000 кГц для расчетов процессов разрушения скальных горных пород с применением электромагнитных полей, геофизических исследований и контроля качества минерального сырья.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Метод разработан применительно к нормальным условиям: температура окружающей среды 15-25 °С, относительная влажность 45-75%.

1.2. Общие требования, предъявляемые к образцам, и подготовка образцов - по ГОСТ 21153.0-75 со следующими дополнениями.

1.2.1. Образцы должны иметь петрографическое описание.

1.2.2. Образцы горных пород изготовляют в виде дисков диаметром 40-50 мм (в исключительных случаях - квадратов размером 50х50 или 40х40 мм), толщиной не более 5 мм.

1.2.3. В особых случаях, когда пробы пород получены из глубоких или сверхглубоких скважин, допускается изготовлять образцы диаметром 30 мм.

1.2.4. Образцы шлифуют до снятия видимых рисок и тщательно промывают в проточной теплой воде. Рабочие поверхности не должны иметь дефектов (сколов, трещин и т.д.), внесенных резкой образцов. Непосредственно перед замером образцы обезжиривают.

1.2.5. Толщину образца измеряют с погрешностью не более 0,1% микрометром и определяют как среднее арифметическое результатов не менее пяти измерений в разных точках по поверхности образца.

1.2.6. Диаметр или сторону квадрата измеряют штангенциркулем.

2. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

2.1. Отбор проб и изготовление образцов - по ГОСТ 21153.0-75 со следующими дополнениями:

диаметр керна - 40-50 мм;

длина керна - не менее 60 мм;

суммарная длина керна в пробе - не менее 200 мм;

куски (штуфы) размером не менее 150х150х150 мм;

количество кусков в пробе - 2-3 шт.;

количество образцов в пробе - 8-10 шт.

3. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

3.1. Для проведения испытаний применяют:

измеритель добротности типа Е4-4, Е9-4 или другой, отвечающий требованиям ГОСТ 22261-76;

шкаф сушильный вакуумный, обеспечивающий постоянную температуру нагрева 105-110 °С в течение 24 ч;

конденсатор измерительный с микрометрическим винтом (см. чертеж).

1 - нижнее основание; 2 - фарфоровый фторо-пластовый изолятор; 3 - нижняя обкладка измерительного конденсатора; 4 - образец; 5 - верхняя подвижная обкладка измерительного конденсатора; 6 - подвижной шток микрометрического винта; 7 - верхняя плата; 8, 9 - микрометрический винт

Диапазон рабочих частот =50+15000 кГц, диаметр обкладок 60 мм, емкость рабочей камеры

,

где - диаметр образца, мм;

- расстояние между электродами, равное высоте образца, мм;

микрометр с пределом измерения от 0 до 25 мм, с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 11195-74;

весы аналитические с пределом взвешивания от 0 до 200 г с погрешностью измерения 0,001 г;

эксикатор типа Э по ГОСТ 6371-73;

кальций хлористый сухой по ГОСТ 4460-77;

штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм по ГОСТ 166-73.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1. Образцы, предназначенные для испытания, сушат до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105-110 °С и охлаждают в эксикаторе с сухим хлористым кальцием.

4.2. Образцы оставляют на 24 ч в нормальных условиях (температура 15-25 °С, относительная влажность воздуха 45-75%).

4.3. Измеритель добротности (в дальнейшем прибор) подключают к сети, прогревают в течение 10-15 мин, проверяют установку нулей и калибровку прибора.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1. Устанавливают на приборе требуемую частоту, подключают соответствующую катушку индуктивности и измеряют при максимальном отклонении стрелки на шкале добротности (при зашкаливании стрелки переходят на более высокий диапазон измерения ) добротность и емкость . Результат заносят в таблицу (см. обязательное приложение).

5.2. Помещают в центр нижней пластины измерительного конденсатора исследуемый образец (не касаясь пальцами поверхностей образца и электродов), вращением винта опускают верхнюю пластину до появления треска в микрометре (следя за тем, чтобы образец не сдвинулся в сторону) и отмечают показания микрометра.

Для повышения надежности контакта между пластинами и образцом эту операцию повторяют два-три раза, следя за тем, чтобы образец не сдвинулся в сторону от центра измерительных пластин.

5.3. Подключают к выводу измерительный конденсатор с образцом и производят замер и , как указано в п.5.1.

5.4. Извлекают образец из измерительного конденсатора и устанавливают расстояние между пластинами микрометрическим винтом, равное толщине образца.

5.5. Производят замер и , как указано в п.5.1.

5.6. Замеряют геометрические размеры образца - ширину , длину , толщину .

5.7. Результаты замеров , , , , , и геометрических размеров образца заносят в таблицу, форма которой приведена в обязательном приложении.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. По геометрическим размерам образца вычисляют его площадь или и рассчитывают емкость рабочего объема конденсатора по формуле

[Ф],

где - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха, равная 1;

- электрическая постоянная, равная 8,85·10.

6.2. Рассчитывают и по следующим формулам:

;

.

6.3. Результаты вычислений заносят в таблицу (см. обязательное приложение).

6.4. Если испытаниям подвергались влажные образцы, не прошедшие подготовку в соответствии с пп.4.1 и 4.2, то дополнительно определяют влажность весовым методом и результаты заносят также в таблицу.

6.5. Результаты измерений каждой группы образцов подвергают статистической обработке с целью выявления среднего значения параметров и оценки доверительного интервала.

6.5.1. Среднее арифметическое значение различных параметров, например , вычисляют по формуле

.

6.5.2. Среднюю квадратическую ошибку вычисляют по формуле

.

6.5.3. Коэффициент вариации получают по формуле

.

6.5.4. Ошибку среднего арифметического получают по формуле

.

6.5.5. Доверительный интервал при доверительной вероятности =0,95 равен ,

где - коэффициент Стьюдента.

Для каждого значения определяют по таблице.

6.5.6. Окончательная запись параметра:

при =0,95 = ...

при =0,95 = ...

6.5.7. Параметры заносят в журнал (см. обязательное приложение), ставят подпись и число.

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное). Форма записи определяемых величин и значений

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное