Ротационный преобразователь электрического поля атмосферы в переменный ток

О П И С А Н И Е,1 ц 558241ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(22) Заявлено 02.02. единением заявкисп 3) Приоритет Гасударственный камит Совета Министров ССС ао делам изобретений н аткрытий(088.8) вано 15.05.77, Бюллетень18 О публик Дата оп писания 07.07.7 псован ВПТУ йл ц оГЯ)Я, М. Шварц Ордена Трудового Красного Знамени главная геофизическаяобсерватория им. А. И, Воейков ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГОСФЕРЫ В ПЕРЕМЕННЪй ТОК АЦИОННЫ ПОЛЯ АТМ(54 преобразования преотношение Е. Изобретение относится к области геофизического приборостроения, к разделу аппаратуры для измерения элементов атмосферного электричества.Устройства для преобразования электрического поля в переменный ток используются в электростатических флюксметрах, применяемых для измерения напряженности электрического поля атмосферы как на сети Гидрометеослужбы СССР, так и при выполнении научно-исследовательских работ.Известные ротационные преобразователи 11, 2 являются электростатическими генераторами, вырабатывающими переменный ток, амплитуда ь, которого пропорциональна мгновенному значению электрического поля Е в диапазоне частот 0 в,р, где ,р - граничная частота, определяемая параметрами генератора.Коэффициентом К бразователя является о Особенностью таких преобразователей является их плоская частотная характеристика в диапазоне частот 0 - ,р. Это достоинство превращается в недостаток, когда требуется получить спектральные характеристики Е на частотах , больших частоты а, причем о( (,р. Как правило, в спектре электрического поля Е атмосферы присутствует большая по 2стоянная составляющая Ео, а значение амплитуд Е в спектре убывает с ростом ). Основной вклад в Е вносят колебания с 1 (0,015 Гц.Выделение более высокочастотных составля ющих по записям Е, выполненным с помощьюэлектростатических флоксметров, затруднительно из-за малости нх амплитуд. Существенные способы преодоления этой трудности основаны на полной илн частичной фильтрации О Е и заключаются во введении в измерительноеустройство электростатического флюксметра (обычно усилитель переменного тока обратной связи с включением в ее цепь инерционного звена).5 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ротационный преобразователь электростатического флюксметра 31, состоящий нз измерительной пластины, окружающего ее выравни- О вающего кольца н вращающейся экраннойпластины. Этот пребразователь обладает указанными выше свойствами. Его коэффициент пребразования не зависит от частоты колебаний электрического поля в диапазоне 0 - 15 Гц.5 Следовательно, измерение слабы., составляющих электрического поля атмосферы в диапазоне 0,1 - 10 Гц с использованием этого типа преобразователя невозможно или затруднительно, поскольку основной вклад в О электрическое поле атмосферы вносится составляющими, имеющими частоту ниже 0,015 Гц,Целью изобретения является обеспечение возможности измерения переменной части электрического поля атмосферы с помощью электростатического флюксметра путем использования преобразователя с коэффициентом преобразования, зависящим от частоты.Это достигается тем, что в,предлагаемом преобразователе над измерительной и экранной пластинами устанавливается на изоляторах металлическая пластина (дополнительный экран), который соединяется с корпусом преобразователя через инерционное звено РС.Дополнительный экран экранирует преобразователь от внешнего электрического поля Е. Электрическое поле в простанстве между дополнительным экраном и измерительной пластиной будет ослабленным на низких частотах по,сравнению с электрическим полем, существующим в атмосфере, Таким образом, экран становится прозрачный для колебаний электрического поля с частотами выше .Предлагаемое устройство представлено на чертеже, где 1 - измерительная пластина, 2 - выравнивающее кольцо, 3 - вращающаяся экранная пластина, 4 - дополнительный экран.Устройство работает следующим образом.Преобразователь с дополнительной экранной пластиной размещают на поверхности земли или устанавливают на каком-либо предмете на открытом воздухе. Корпус (на чертеже не показан) преобразователя заземляют. Электрическое поле атмосферы индуцирует на дополнительной экранной пластине электрический потенциал 1/ относительно земли. Благодаря соединению дополнительной экранной пластины с корпусом через инерционное звено /С, имеющее инерцию т, индуцируемый потенциал l пропорционален напряженности Е электрического поля у поверхности пластины выше частоты ,. Ниже этой частоты связь между ЕЯ и Е/(О частотно зависима, причем коэффициент пропорциональности между У и ЕЯ на заданной частоте уменьшаются с уменьшением 1. Б пространстве между дополнительной экранной пластиной и измерительной пластиной создается электрическое поле Е, с иным спектром, чем поле в пространстве:и Е, =/1 + (2 Г-.)2Напряженность Е (О электрического поляпреобразуется в переменный ток, амплитудакоторого пропорциональна ЕЯ в диапазоне15 частот 0 - грТаким образом, исследование электрических полей атмосферы осуществляется прямымспособом, т. е. с помощью электростатического флюксметра.20Формула изобретенияРотационный преобразователь электрического поля атмосферы в переменный ток, содержащий корпус, измерительную и вращаю 25 щуюся экранную пластины, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью создания возможностиизмерений переменной составляющей электрического поля, он снабжен установленной наизоляторах над измерительной и экранной30 пластинами металлической пластиной, соеди,ненной через инерционное РС-звено с корпусом преобразователя,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе:35 1. Галмерс Дж. А. Атмосферное электричество, ГИМИЗ, 1974, с. 62.2. Еапз Г. Н., Рес 1 й, 1, 1 Э 11 егеп 11 а 1 гп 1111 ог гпеазцппд еес 1 пс Йе 10 з апд сопс 1 нзМ 11 ез1 п йцпдеге 1 опдз Рцгц апд Арр 1 е бе 40 орпнз, 1970, 80,3, 359 в 3.3. Имянитов И. М, Приборы и методы дляизучения электричества атмосферы, ГТТИ,1957, с. 38 - прототип.Составитель С. Непомнящая Техред А. Камышникова Редактор И. Шубина Корректор Л. Брахнина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 252/7 Изд. М 442 Тираж 722 Подписное Ц ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5