온도와 습도에 따른 건조사암의 전기비저항 특성 = Characteristics of Electrical Resistivity of Dry Sandstone with Respect to Temperature and Humidity

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A laboratory electrical resistivity measurement system in controlled temperature and humidity condition has been set up. Using the system, resistivity of a dry sandstone has been measured in various temperature and humidity conditions. Electrical resistivity showed very strong dependance on the temperature and humidity, maximum 232 times difference when relative humidity and temperature are in the ranges of 45∼85% and 20∼40℃, respectively. Electrical resistivity decreases when temperature and/or humidity increase. Ten percent change of relative humidity gives stronger effects to electrical resistivity than 5℃ of temperature change. It needs more than 7 days for the sample to reach equilibrium condition with the temperature and humidity inside the chamber,so that an asymptotic equation has been suggested to estimate the resistivity in equilibrium. The estimated resistivity showed clearer negative dependance on both temperature and humidity. Especially, it shows very clear negative linear dependancy between resistivity and relative humidity in log-linear scale.

국문 초록 (Abstract)

항온 ･항습 환경에서 건조한 암석 시료의 전기비저항을 측정할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 이용하여 수포화 하지 않은 건조한 사암 시편을 이용해서 온도와 습도를 달리하며 전기비저항을 산출하고 온도 및 습도에 따른 건조사암의 전기비저항 특성을 고찰하였다. 상대습도가 45∼85% 범위, 온도가 20∼40℃ 범위에서 전기비저항을 10시간 측정할 때 측정되는 전기비저항은 온도와 습도에 크게 좌우되어 최대 232배의 차이를 보였다. 온도와 습도가 높아짐에 따라 전기비저항은 낮아지는 반비례관계를 보이며, 동일한 온도일 때에 습도가 10% 씩 변화하는 경우가 동일한 습도일 때에 온도가 5℃ 씩 변화하는 경우보다 더 강하게 영향을 받는다. 많은 경우에 시편 내부의 온 ･습도가 항온 ･항습기 내부의 설정 온 ･습도와 평형을 이루기 위해서는 7일 이상의 시간이 소요되어 적절한 점근식을 제안하였다. 이를 통해 추정한 평형상태의 전기비저항은 온도와 습도와 더욱 뚜렷한 반비례 관계를 보이며, 특히 습도와 전기비저항의 log값은 선형적 반비례 관계를 보인다.

참고문헌 (Reference)

1 이상규, "함수율 변화에 따른 포항 지열 시추코어의 전기비저항" 한국자원공학회 45 (45): 526-535, 2008

2 이상규, "전도성 간극수의 함수 정도에 따른 원주형 시멘트 시험편의 전기비저항 특성" 한국자원공학회 46 (46): 553-562, 2009

3 박삼규, "전기물성 측정의 국내외 기술동향" 한국자원공학회 44 (44): 593-599, 2007

4 이상규, "인가전압에 의한 전류측정법으로 초고비저항 시편의 전기비저항 산출" 한국자원공학회 50 (50): 512-524, 2013

5 Lee, S.K., "The prototype study of resistivity and porosity measurement for the sample collected near marine hydrothermal deposit" 13 (13): 378-387, 2010

6 Ahn, S. H., "Temperature and humidity dependence of bulk resistivity of bakelite for resistive plate chambers in CMS" 451 : 582-587, 2000

7 Rezlescu, N., "Study of some Mg-based ferrites as humidity sensors" 15 : 296-299, 2005

8 ASTM, "Standard test methods for DC resistance or conductance of insulating materials"

9 Park, S. G., "Physical property factors controlling the electrical resistivity of subsurface" 7 (7): 130-135, 2004

10 Park, M. K., "Laboratory study on the electrical resistivity characteristics with contents of clay minerals" 8 (8): 218-223, 2005

11 Kim, Y., "Experimental verification on factors affecting core resistivity measurements" 2 (2): 225-233, 1999