Способ измерения электрического поля в море

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В МОРЕ, основанный на измерении разности электрических потенциалов в двух пространственно .разнесенных точках среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения составляющих электрического поля в море от внешних источников и морских течений , искажают структуру первичного электрического поля путем введения в него искусственной неоднородности , например диэлектрического шара, затем одновременно измеряют первичное электрическое поле Ч,- Vj и искаженное электрическое поле и определяют составляющую Eg электрического поля от внешних источников и составлякицую EJ-T от морских течений по формулам , -|( S ВН (Л V 0,75а S с где а - радиус диэлектрического шара. 00 сл ю ij

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН Р )4 G 01 .R 29 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644396/24-21 (22) 19.09.83 (46) 15. 10. 85, Бюл, В 38 (72) В.А. Клековкин и В.Г. Селятицкий (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (53) 621.317.328(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 317003, кл. G 01 R 29/08, 1970.

Шулейкин В.В. Физика моря. M., "Наука", 1968, с. 36, . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В МОРЕ, основанный на измерении разности электрических потенциалов в двух пространственно разнесенных точках среды, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения составÄÄSUÄÄ 1185274 A ляющих электрического поля в море от внешних источников и морских те- чений, искажают структуру первичного электрического поля путем введения в него искусственной неоднородности, например диэлектрического шара, затем одновременно измеряют первичное электрическое поле Ч, — Ч и искаженное электрическое поле Ч3- Ц» и определяют составляющую Е электрического поля от внешних источников и составляющую Е от морских течений по формулам

3 4 4 1 Ч2 вн 2, 25а (Ч„- Ч,) — (Ч, — y, ) !

О, 75а где а — радиус диэлектрического шара.

1185274

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при гидрогеографических и геофизических исследованиях Мирового океана. 5

Структура электрического поля в море является черезвычайно сложной, поскольку на нее воздействует большое количество различных источников.

Можно выделить два наиболее изучен- 10 ных вида электромагнитных полей, наблюдаемых в море — электромагнитное поле внешнего происхождения и электромагнитное поле морских течений, При использовании известного контакт-15 ного способа измерения электрической составляющей электромагнитного поля измеряемая разность электрических потенциалов представляет собой сумму сигналов упомянутых источников, Поря-20 док величины и спектральный состав затих сигналов примерно совпадает, что значительно затрудняет возможность их раздельного исследования. Для этого осуществляется сложная постановка 25 измерительной аппаратуры в дрейфе и на дне моря с последующей математи— ческой обработкой результатов измерения.

Цель изобретения — повышение точ- З0 ности измерения составляющих электрического поля в море от. внешних источников и морских течений, Предлагаемый способ использует различия в природе образования элект. рического поля в море под воздействием отдельных источников. Электромагнитные волны внешнего происхождения, связанные с переменными токами, возникающими в ионосфере и околоземной 40 плазме, образуют в море электричес— кую составляющую Е „, обусловленную возникновением тока проводимости d при распространении электромагнитной волны в проводящей среде (Е н = d"/6 )45

Электромагнитное поле морских течений образуется индуктивным путем при движении проводящей морской воды в магнитном поле Земли.

При взаимодействии скоростных по- 50 лей воды (однонаправленное движео ние противоположно заряженных ионов) с магнитным полем Земли В в среде возникает стороннее электрическое поле Ес„= Ч х В1.

В этом случае разность потенциалов„ измеренная с помощью контактных (Млорсеребряных) электродов в двух пространственно разнесенных точках среды, согласно выражения имеет вид; (— 92= Е 1. сов а „ + Ест3- сова 2 =

ВН сов с(+ (т х ))3 i cosa1 (1) д ь 21. где о и с — углы между направлением

2 измерительной базы и векрами Енн " Eñ ственно, Таким образом, коэффициенты пересчета измеряемой разности потенциалов в напряженность электрического поля для обоих источников одинаковы и равны

При помещении в проводящую среду искусственной неоднородности, например, диэлектрического шара радиуса а (объемной базы измерения), возникает искажение первичного электрического поля, существовавшего ранее в среде, за счет образования электростатичес-. ких зарядов, наведенных на поверхности шара. Решение уравнения Лапласа для составляющих электрического поля от внешних источников и морских течений, являющихся однородными и квазистационарными ввиду малых размеров шара, дает выражение для разности электрических потенциалов, измеряемой с помощью контактных (хлорсеребряных) электродов на противоположных сторонах поверхности шара: — 3 (— ) = Е Ь„За СОЗ О „+ Ест —.а СОЗс(2 Ъ Н (/ 3 г-

= За -- сов d + — à (V х В) соз о 2.(2) о

Преобразовав выражения (1) и (2) получаем при а = I

3 Ф 4 (е - )- †(- ) вн

2, 25а (3) (Ч„- y,) — — (vv, - y,) .

О, 75а

Практическая реализация предлагаемого способа измерения возможна. на основе одновременного использования двух контактных измерителей электрического поля с линейной и объемной базой измерения, в простейшем случае — двух пар хлорсеребряных электродов, иэ которых одна пара электродов разнесена на расстояние 1

Составитель E. Плужникова, Редактор К. Волощук Техред О.Неце Корректор В. Синицкая

Подписное

Заказ 6360/42 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, ° д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11 друг от друга, а вторая — установлена на противоположных поверхностях диэлектрического шара радиусом f.

Измерители устанавливают на определенном расстоянии (расчет показывает более 2l) друг от друга для исклю85274 4 чения их взаимного влияния и ориен. тируют в пространстве, Разделение сигналов от внешних источников и морских течений осуществляют путем пересчета результатов измерения первичного и искаженного полей.