Устройство для измерения электрического поля в море

(19) 51)5 6 01 1/3 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР( )ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Изобретение отно ческой океанологии, в ям и медленно изменя полей в море, и может исследовании простр структуры электричес Целью предлагае ляется расширение ч измерений, сится к области физичастности к измерениющихся электрических .быть использовано прианственно-временнойких полей в океане.мого изобретения явастотного диапазона иченую миз осто- диэдиск етру К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения АНСССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В МОРЕ(57) Использование: в области физическойокеанологии, в частности при измеренияхпостоянных и медленно сменяющихся электрических полей в море при исследованиипространственно-временной структурыэлектрических полей в океане. Сущностьизобретения: устройство для измеренияэлектрического 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 ф фотодиод и светодиод в качестве датчика положения подвижного диска, так что прямая, их соединяющая, проходит сквозь окно в неподвижного диска. Привод, диоды и изме- (;О рительная катушка индуктивности подсое- О) динены к блоку регистрации информации. 1 з,п.ф-лы, 1 ил, Ф На чертеже приведен пример пракской реализации устройства.Устройство для измерения электского поля в море содержит тороидалкатушку 1 индуктивности с сердечникпермоллоя и механический затвор 2, сящий из неподвижного и подвижноголектрических дисков. Неподвижныйимеет внешний диаметр, равный диамокна тороидальной катушки и вклеен в это окно, Подвижный диск имеет диаметр несколько превышающий внешний диаметр тороидальнойкатушки 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 кблоку 9 регистрации информации,Устройство работает следующим образом:Устройство помещают в море в место проведения измерений и включают привод 5, который через шестеренку 6 вращает подвижный диск относительно неподвижного диска. При этом лепестки подвижного диска периодически закрывают окна неподвижного диска, так что площадь сквозного окна тороидальнОй катушки меняется по периодическому закону 3 = зпй Й 1, где ЗовЗоплощадь тороидальной катушки 1 без затвора 2, И- угловая частота вращения подвижного диска, а Й - количество вырезанных секторов. В реализованном на практике устройстве й - 12, Й= 2 гг 2 рад/с (подвижный дискрелает два,оборота в секунду), Ъо = 0,3 м, и = 10000.Если в среде существует электрический ток с постоянной или медленноменяющейся плотностью 3, то полный ток, проходящий через окно тороидальной катушки будет переменным со стабильной частотой й И. 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 ди исследуемых процессов, а определяется только частотой переключений Й Й, которую легко стабилизировать. Другими словами, устройство не будет искажать форму 35 исследуемых сигналов. Формула изобретения 1. Устройство для измерения электрического поля в море, содержащее тороидальную катушку индуктивности в диэлектрическом корпусе, соединенную с бло 40 ком регистрации информации. о т л ич 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 е 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 5 (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, АЦП 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 де тектирования невозможно определитьзнак последующего сигнала. В настоящем устройстве опорный сигнал прямоугольной формы вырабатывается фотодиодом 7 при периодическом перекрытии светового луча 20 от светодиода 8 лепестками подвижного диска.Таким образом, по сравнению с известными устройствами предложенное устройство обладает более широким частотным 25 диапазоном и позволяет регистрировать постоянные и медленноменяющиеся процессы.Что также очень важно, коэффициентпреобразования в. предложенном устройст ве не зависит от частотных характеристиквенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 роиз радиальными углами л/и и продольными размерами, меньшими радиуса окна тороидальной катушки, первый диск имеет диаметр, равный диаметру окна тороидальной катушки, и неподвижно закреп Тираж осударственного комитета п 113035, Москва, Жлен в нем, а второй диск закреплен с войможностью вращения на общей оси с пер-,вым диском. плоскопараллельно прижатк нему по оси пружиной и подсоединен кприводу,Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5