Устройство для измерения заряда воздушного потока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(51) 0 01 В 29 24 есОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и изнар, Любу(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 470750, кл. 0 01 В 29/12,21.02.73.2. Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М., Гостехиздат, 1957,с.245, рис.146 а (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА ВОЗДУШНОГО ПОТОКА, содержащее измерительную пластину, установленную на изоляторах и через нагрузочное сопротивление соединенЯО 1121630 А ную с измерительным блоком, экранирующую пластину, укрепленную на валу электродвигателя и соединеннуюс шиной нулевого потенциала, и дополнительную пластину, расположенную зеркально измерительной пластине, причем все пластины расположенысоосно и имеют шестилепестковую форму, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений, в него введен проводящийштырь, соединенный с дополнительной пластиной н жестко закрепленныйперпендикулярно ее плоскости, вокругкоторого на проводящих стойках, соединенных с шиной нулевого потенциала, установлены проводящие кольца, расстояние между которыми равноих ширине, причем оси колец совпадают с осью штыря.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения зарядов в воздушном потоке, например, переносимых ветром,Известны устройства для измерениязаряда воздушного потока, в которыхв качестве датчиков используютсяплоские пластины, подключенные квходу электрометрического усилителя 13, 10Недостатком их является низкаяточность.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения заряда воздушного потока, содержащее измерительную пластину, установленную на изоляторах и через нагрузочное сопротивление соединенную с измерительнымблоком,экранирующую пластину, укрепленную на валу электродвигателя исоединенную с шиной нулевого потенциала, и дополнительную пластину,расположенную зеркально измерительнойпластине, причем все пластины распо 4ложены соосно и имеют шестилепестковую форму 2 1.Однако это устройство не позволяет точно измерить заряд воздушного объема, переносимого ветром,так как потенциал нижней пластиныизмеряется относительно корпуса,который заземлен. Чобы измерить зарядвоздушных масс, переносимых ветромнад неподвижной пластиной, необходимо знать электроемкость этой пластины относительно окружающих предметов, местонахождение которых меняется со временем, следовательно, меняется электроемкость, а точностьизмерений уменьшается, 4 ОЦель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения заряда воздушного потока, содержащееизмерительную пластину, установленную на изоляторах и через нагрузочное сопротивление соединеную с измерительным блоком, экранирующуюпластину, укрепленную на валу электродвигателя и соединенную с шиной ну-левого потенциала, и дополнительнуюпластину, расположенную зеркальноизмерительной пластине, причем всепластины расположены соосно и имеютшестилепестковую форму, введен проводящий штырь, соединенный с дополнительной пластиной и жестко закрепленной на изоляторах перпендикулярно ее плоскости, вокруг которогона проводящих стойках, соединенных 9с шиной нулевого потенциала установлены проводящие кольца, расстояниемежду которыми равно их ширине, причем оси колец совпадают с осью штыря. На фиг.1 представлена конструкция устройства; на фиг.2 - взаимноерасположение пластин,Устройство содержит измерительнуюпластину 1 шестилепестковой формы,имеющую в центре отверстие для прохода вала электродвигателя, на который насажена экранирующая пластина 2, Над экранирующей пластиной 2расположена дополнительная пластина 3, с которойжестко соединенпроводящий штырь 4, окруженный проводящими кольцами 5, расстояние между которыми равно их ширине. Проводящиекольца жестко скреплены проводящимистойками б. Дополнительная пластина3 вместе с проводящим штырем 4 укреплена на изоляторах 7 и 8. Экранирующая пластина 2 закреплена на валуэлектродвигателя 9,Устройство работает следующимобразом.В рабочем состоянии экранирующая пластина 2 приводится во вращение электродвигателем 9, попеременно экранируя и экспонируя измерительную пластину 1 от дополнительной пластины 3. Потенциал дополнительной пластины равен потенциалупроводящего штыря 4, экранированногопроводящими кольцами 5. Если зарядв промежутке между кольцами и штырем.отсутствует, то потенциал штыря равен нулю, следовательно, и наведенный потенциал на измерительной пластине также равен нулю. В случаепоявления заряженной воздушной области в промежутке между кольцами иштырем штырь, а вместе с ним и третья пластина приОбретают потенциал,пропорциональный заряду воздушнойобласти. Вследствие малого зазорамежду дополнительной и измерительной пластинами измерительная пластина зярядится до того же потенциала,что и дополнительная, Постоянное илимедленно меняющееся поле между дополнительной и измерительной пластинами модулируется переменным полемс частотой вращения экранирующейпластины. На выходе устройства получаем сигнал , пропорциональныйпотенциалу Б измерительной пластины,Заряд Я воздушной области, заключенный внутри цилиндра, ограниченного кольцами., подсчитывается поформуле Я=С П, где С - электроемкостьсистемы кольца-штырь-дополнительнаяпластина. Электроемкость С остается постоянной, так как штырь экранирован заземленными кольцами и независит от перемещения окружающихпредметов.Расстояние между кольцами выбира.ется из оптимального соотношения между аэродинамическим сопротивлениемколец, набегающему потоку воздуха иэффектом экранирования. В первом:2 Составитель Е.Плуяниковаедактор К.Волощук Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Бутя 976/ЗбВНИИПИпо113035 Тираж 710осударственного комитет елам изобретений и откр Москва, Ж, Раушская Зак Подп СССР ытий аб.,н Филиал ППП фПатентф, г.ужгород,оектна случае кольца должны быть как можнотоньше,а расстояние между кольцами какможно больше, т. е. значительно превышать пограничный слой К.При допустимых скоростях движения воздуха до40 м/с при нормальной температуреи ширине кольца 10 мм д =0,1 мм,т.е. составляет 1 от расстояниямежду кольцами, определенными вформуле. Таким сопротивлением можнопренебречь. В то же время выбранныерасстояния удовлетворяют и экранировке. Однако экранирующее действие нолец прекращается на расстояниях, равных 4-5 их характерным размерам. Оптимальнья расстоянием междукольцами является расстояние, равное их ширине,5 Введение в предлагаемое устройство проводящего штыря, .соединенного с дополнительной пластиной и окруженного проводящими кольцами, позволяет пренебречь изменениями 10 электроемкости измерительной пласти"ны относительно окружающих предметов,.и, следовательно, повысить точность измерений.1