Способ измерения электрического поля в море

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет сникСоциапистичесиикРеспублик и 917134(51)М. Кл. ч 01 М 29/08 Геаударстакаиык кайитет СССР ав делан нзееретенкк н открытай(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В МОРЕ 9 Т = - 6 сова,Ь 2Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при гидрофизических и геофизических исследованиях мирового океана.Известен способ измерения электре- ческого поля в проводящей среде, лред усматривающий определение вектора плотности тока проводимости черезпроем тороидального электромагнитного приемника ЦНедостаток известного способа связан с необходимостью пересчета результатов измерения плотности тока прово.- димости в напряженность электрического поля через электропроводность среды.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является контактный способ измерения электрического поли в море, основанный на фиксации разности электрических потенциалов в двух пространственно разнесенных точках водной среды и расчетном определении напряженности электричес 2кого поля на зафиксированной разностипотенциалов и известной величины измерительной базы .121В данном способе используется зависимость между разностью электричес" ф ких потенциалов 9, - 9 и проекциейвектора плотности тока проводимости она направление разноса выбранных точек,т. е. на направление измерительной базы: где 1 - измерительная база (расстояние между точками юмерения);А - угол между направлением измерительной базы и вектором плотности тока проводимости;о - удельная электропроводностьсреды,Структура электрического поля в море является чрезвычайно сложной, поскольку на нее воздействует большое количество различных источников, Можн выделить3 9171два наиболее изученных вида электромагнитных полей, наблюдаемых в море,-электромагнитное поле внешнего происхождения и электромагнитное поле морских течений. При использовании указанного контактного способа измерения элекзрической составляющей электромагнитногополя фиксируемая разность электрическихпотенциалов представляет собой суммусигналов упомянутых источников. Порядок 10величин и спектральный состав этих сигналов примерно одинаков, что значительнозатрудняет возможность их раздельногоисследования. Для этого осуществляетсясложная постановка измерительной аппаратуры в дрейфе и на дне моря с последующей математической обработкой полученных результатов измерения.Бель изобретения - обеспечение возможности раздельного контройя компонентов электрического поля от внешнихисточников и отморских течений.Поставленная цель достигается тем,что в способе измерения электрическогополя в море, основанном на фиксацииразности электрических потенциалов вдвух пространственно разнесенных точкахводной среды и расчетном определениинапряженности электрического поля позафиксированной разности потенциалови известной величине измерительнойбазы, в месте расположения измерителя осуществляют периодическую компенсацию магнитного поля Земли с частотой,.превышающей верхний предел частотногодиапазона контролируемых сигналов,после чего производят частотное разделение модулированного сигнала, вызванного морскими течениями, и немодулированного сигнала, обусловленного49внешними источниками. Предлагаемый способ использует различия в природе, образования электрического поля в море под воздействием43 отдельных источников. Электромагнитные волны внешнего происхождения, связанные с переменными токами, возникающими в ионосфере и околоземной плазме, образуют в море электрическую составляющую обусловленную возникновением тока проводимости цри распросч- ранении электромагнитной волны в проводящей среде, Электромагнитное поле морских течений образуется индуктивным путем при движении проводящей морской воды в магнитном поле Земли. При этом взаимодействие скоростных полей воды (однонаправленное движение противоно 34 4 ложно заряженных ионов) с полем Земли характеризуется выражениемЕ =Ух В,где- напряженность возникающегоэлектрического поля;Ч - скорость движения морскойводы;В - составляющая индукции магнитного поля Земли, ортогональная направлению скоростидвижения.При реализации предлагаемого способа в исследуемой области морского пространства создают пульсирующее с частотой сд однородное магнитное поле, направленное встречно магнитному полю Земли, т. е. осуществляют периодическую компенсацию последнего. Частота ком-, пенсации й выбирается значительно большей (минимум на порядок) верхнего предела частотного диапазона контролируемых сигналов. Вектор индукциигсуммарного магнитного поля сохраняет при этом прежнее направлении, а по амплитуде преобразуется иэ постоянного в переменный. Согласно вышеприведенному выражению в этом случае при наличии течения в месте расположения измерителя образуется модулированное электрическое поле, частота модуляции которого равна сд,а амплитуда пропорциональна напряженности составляющей поли, возникающей под воздействием морских течений. Измерительные электроды, предназначенные для измерения разности электрических потенциалов, располагают в указанной области на известном расстоянии друг от друга (базе измерения) и с их выхода фик сируют сигнал, представляющий собой сумму немодулированного сигнала от внешних .(ионосферных) источников и модулированный сигнал от полей течений, Таким образом, осуществляется перенос спектра сигнала от одного иэ источников ( течений) в область более высоких частот. Соответствующая аппаратура осуществляет частотное разделение контролируемых сигналов.Практическая реализация предлагаемого способа измерения возможна на основе измерителей электрического поля, использующих малые базы измерения, геометрические размеры которых позволяют поместить их во внутреннюю область источника локального магнитСоставитель Л. МорозовРедактор В, Пилипенко Техред А,Бабинец Корректор Н. Стец Заказ 1882/66 Тираж 719 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатеитф г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 9171 ного поля, свободную для доступа движущейся морской воды. Величина индукюии компенсирующего магнитного поля выбирается большей величины индукции поля Земли с учетом замыкающих свойств окружающей источник внешней средь 1.Предлагаемый способ измерения может найти применение для повышения точности магнитотеллургических зондирований. о Формула изобретения Способ измерения электрического . 15поля в море, основанный на фиксацииразности электрических потенциалов вдвух пространственно разнесенных точкахводной среды и расчетном определении:.напряженности электрического поля по 20зафиксированной разности потенциалови известной величине измерительнойбазы, отличающийся тем,34 Ьчто, с целью обеспечения возможностираздельного контроля компонентов поляот внешних источников и от морскихтечений, в месте расположения измерителя осуществляют периодическую компенсацию магнитного поля Земли с частотой, превышающей верхний пределчастотного диапазона контролируемыхсигналов, после чего производят частотное разделение модулированного сигнала,вызванного морскими течениями, и немодулированного сигнала, обусловленноговнешними источниками. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 317003, кл, 601 Й 29/08, 1970. 2, Лейкис Д, И., Кабанов Б, Н. Неполяризуюшиеся электроды для измерений малых разностей потенциалов в море. Труды вктитута океанологии АН СССР т, ВХ, 1956, с. 112 116,