Устройство для измерения электрического поля в море
Использование: в области физической океанологии, в частности при измерениях постоянных и медленно сменяющихся электрических полей в море при исследовании пространственно-временной структуры электрических полей в океане. Сущность изобретения: устройство для измерения электрического поля в море содержит тороидальную катушку индуктивности с сердечником из пермоллоя и механический затвор, состоящий из неподвижного и подвижного диэлектрических дисков. Неподвижный диск имеет внешний диаметр, равный диаметру окна тора и вклеен в это окно. Подвижный диск имеет диаметр, несколько превышающий внешний диаметр тора, и по торцевой поверхности имеет накатку под шестереночную передачу. В обоих дисках вырезаны одинаковые окна в виде равномерно: распределенных по площади лучевых секторов, совпадающих по .форме с оставшимися на дисках лепестками. Подвижный диск крепится к неподвижному диску на оси со свободой вращения и подпружинен резиновой прокладкой. Привод закреплен на общем механическом конструктиве и соединен с подвижным диском посредством промежуточной шестеренки. На корпусе с разных сторон от затвора укреплены также фотодиод и светодиод в качестве датчика положения подвижного диска, так что прямая , их соединяющая, проходит сквозь окно неподвижного диска. Привод, диоды и измерительная катушка индуктивности подсоединены к блоку регистрации информации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. у fe 00 о ч Јь СО о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 VЗ/06
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4881296/25 (22) 24.08.90 (46) 07,04.93. Бюл. N- 13 (71) Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения АН
СССР (72) P.Ä.Ìåäæèòîâ, Б.И,Резников и А.П.Сошин (56) Авторское свидетельство СССР
hL 1337853, кл, G 01 V 3/06, 1985.
Авторское свидетельство СССР
М 317003, кл, G 01 R 29/08, 1971, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В МОРЕ (57) Использование: в области физической океанологии, в частности при измерениях постоянных и медленно сменяющихся электрических полей в море при исследовании пространственно-временной структуры электрических полей в океане. Сущность изобретения: устройство для измерения электрического поля в море содержит тороидальную катушку индуктивности с сердечником из пермоллоя и механический затвор, состоящий из неподвижного и подвижного
Изобретение относится к области физической океанологии, в частности к измерениям и медленно изменяющихся электрических . полей в море, и может быть использовано при исследовании пространственно-временной структуры электрических полей в океане.
Целыю предлагаемого изобретения является расширение частотного диапазона измерений, 5U 1807436 А1 диэлектрических дисков. Неподвижный диск имеет внешний диаметр, равный диаметру окна тора и вклеен в это окно. Подвижный диск имеет диаметр, несколько превышающий внешний диаметр тора, и по торцевой поверхности имеет накатку под шестереночную передачу, В обоих дисках вырезаны одинаковые окна в виде равномерно. распределенных по площади лучевых секторов, совпадающих по .форме с оставшимися на дисках лепестками. Подвижный диск крепится к неподвижному диску на, оси со свободой вращения и подпружинен резиновой прокладкой, Привод закреплен
Ва общем механическом конструктиве и соединен с подвижным диском посредством промежуточной шестеренки. На корпусе с разных сторон от затвора укреплены также ф фотодиод и светодиод в качестве датчика положения подвижного диска, так что прямая, их соединяющая, проходит сквозь окно неподвижного диска. Привод, диоды и изме- QQ рительная катушка индуктивности подсое- Qj динены к блоку регистрации информации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, Ф
На чертеже приведен пример практической реализации устройства.
Устройство для измерения электрического поля в море содержит тороидальную катушку 1 индуктивности с сердечником из пермоллоя и механический затвор 2, состоящий из неподвижного и подвижного диэлектрических дисков. Неподвижный диск имеет внешний диаметр, равный диаметру
1807436 окна тороидальной катушки и вклеен в это окно. Подвижный диск имеет диаметр несколько превышающий внешний диаметр тороидальной катушки 1 и по торцевой поверхности имеет накатку под шестереночную передачу. В .обоих дисках вырезаны одинаковые окна в виде равномерно распределенных по площади лучевых секторов, совпадающих по форме с оставшимися на дисках лепестками. Подвижный диск крепится к неподвижному диску на оси 3 со свободой вращения и подпружинен резиновой прокладкой 4. Привод 5 (электромотор) закреплен на общем механическом конструктиве и соединен с подвижным диском посредством промежуточной шестеренки 6.
На корпусе с разных сторон от затвора 2 укреплены также фотодиод 7 и светодиод 8 в качестве датчика состояния затвора — датчика положения подвижного диска, так что прямая их соединяющая проходит сквозь окно неподвижного диска. Привод 5, диоды
7 и 8, тороидальная катушка 1 индуктивности подсоединены к блоку 9 регистрации информации.
Устройство работает следующим образом..:
Устройство помещают в море в место проведения измерений и включают привод
5, который через шестеренку 6 вращает по движный диск относительно неподвижного диска. При этом лепестки подвижного диска периодически закрывают окна неподвижного диска, так что площадь сквозного окна тороидальнОй катушки меняется IlO периодическому закону S = sinN Qt, где So—
So площадь тороидальной катушки 1 без затвора 2, И- угловая частота вращения подвижного диска, а N — количество вырезанных секторов. В реализованном на практике устройстве N - 12, Q= 2 гг ° 2 рад/с (подвижный дискрелает два,оборота в секунду), Ьо = 0,3 м, n = 10000.
Если в среде существует электрический ток с постоянной или медленноменяющейся плотностью J, то полный ток, проходящий через окно тороидальной катушки будет переменным со стабильной частотой N Q. Увеличивая количество прорезей, эту частоту можно сделать достаточно высокой (практически до сотен переключений в секунду), так что, согласно приведенной выше формулы, чувствительность устройства не будет зависеть от частотных свойств измеряемого электрического поля. Другими словами, частотный диисследуемых процессов, а определяется только частотой переключений N 0, которую легко стабилизировать. Другими словами, устройство не будет искажать форму
35 исследуемых сигналов.
Формула изобретен ия
1. Устройство для измерения электрического поля в море, содержащее тороидальную катушку индуктивности в диэлектрическом корпусе, соединенную с бло40 ком регистрации информации. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений, в него дополнительно введены диэлектрический механический затвор, датчик состояния затвора и привод, причем затвор укреплен в окне тороидальной катушки и соединен
50 с приводом, закрепленном на корпусе, а датчик состояния затвора установлен на корпусе и соединен с блоком регистрации.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е55 с я тем, что затвор выполнен в виде двух дисков, причем в дисках выполнено отверстие по центру под ось и и сквозных
Ькон в виде равномерно распределенных в плоскостях дисков лучевых сегментов с апазон устройства расширяется в область низких частот вплоть до постоянных электрических полей.
В блоке 9 регистрации информации (его состав на чертеже не показан) содержатся источники питания для привода 5 и светодиода 8, усилитель переменного тока и вольтметр или другой регистрирующий прибор (самописец, ALtll и т.д.). Лучшими
10 метрологическими характеристиками об.ладают усилители переменного тока типа
"синхронных детекторов", для работы которых необходим опорный переменный сигнал. Кроме того, без синхронного де15 тектирования невозможно определить знак последующего сигнала. В настоящем устройстве опорный сигнал прямоугольной формы вырабатывается фотодиодом 7 при периодическом перекрытии светового луча
2о от светодиода 8 лепестками подвижного диска.
Таким образом, по сравнению с известными устройствами предложенное устройство обладает более широким частотным диапазоном и позволяет регистрировать постоянные и медленноменяющиеся процессы.
Что также очень важно, коэффициент преобразования в предложенном устройст-
30 ве не зависит от частотных характеристик
1807436
Составитель Р, Меджитов
Техред М.Моргентал
Корректор О, Кравцова
Редактор Г. Федотов
Заказ 1378 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5
Г)роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 радиальными углами л/и и продольными размерами, меньшими радиуса окна тороидальной катушки, первый диск имеет диаметр. равный диаметру окна тороидальной катушки, и неподвижно закреплен в нем, а второй диск закреплен с войможностью вращения на общей оси с пер-, вым диском. плоскопараллельно прижат к нему по оси пружиной и подсоединен к приводу.
