Индикатор полярности электростатического поля

(23) Прно Опубликовано.30.10.82, Бюллетень К 621. 317. .7(088.8) блико я описания 30, 10 2) Авторы изобретенн Частников А. Р. Иальцев, И. Н. Елисеев(71) Заявите 4) ИНД АТОР ПОЛЯРНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКО ПОЛЯ аторавстполярности ля, содержащий Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для определенияполярности электростатических полей,например, при исследовании электризации, профилактике пожаровзрывоопасных ситуаций и др,Известен индикатор полярностиэлектростатического поля, содержа 1щий преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала,блок опорного сигнала, выполненныйв виде высокочастотного генератораи индикатор положительной и отрица-тельной полярности 1 Недостатком известного ин вляется низкая надежность иительность, Известен индикаторлектростатического по преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала, блок опорного сигнала, выполненный в виде фотоимпульсного преобразователя, и :индикатор положительной и отрицательной полярности, соединенный с выходом фотоимпульоного преобразователя Г 2 1.Недостатками этого устройства являются низкая надежность и чувствительность. Блок опорного сигнала известного устройства сложен конструктивно, требует точной взаимной установки отдельных элементов и юстировки механических узлов, что снижает надежность работы устройства. Низкая чувствительность известного устройства обусловлена недостатками, присущими способу, положенному в основу оп" ределения полярности и, заключающемуся в сравнении амплитуды измеряемого и опорного сигналов, при котором опор 3 97027 ный сигнал в зависимости от знака на"1 пряженности поля может совпадать с фазой измеряемого сигнала или нахо" диться в противофазе с ним. Вввиду недостаточной чувствительности определение полярности слабых электростатических полей известныы устройством не дает желаемого результата.Цель изобретения - повышение надежности индикации и чувствительйос ти устройства.Поставленная цель достигается тем, что в индикатор полярности электроста тического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, вы полненный в виде ротора, соединенного с двигателем, и статорной пластй ны, соединенной с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, дополнительно введены вторая ста торная пластина второй усилитель, блок совпадения и блок ЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполнен в виде цилин дра с прямоугольными прорезями по образующим,распределительными равномерно и диаметрально противоположно, первая статорная пластина преобразователя электростатического поля идентична по форме прорези ротора и расположена внутри ротора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально противоположно35 ей,. вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины помещен в экран индикатор положительной и отрицательной полярности выпол 45 нен в виде двух элементов индикации, а выходы усилителей соединены с входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разрешающий. вход блока ЗАПРЕТ связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПРЕТ соединены с входами элементов индикации положительной и отрицательной полярности соответственно. В качестве блока опорного сиг-нала может быть использован электрет,На фиг. 1 схематически изображен индикатор полярности электростатического поля; на фиг. 2 О и ( приведены импульсы заряда цр и чи . инду цированные на статорйых пластинах 3 и 4 при различном знаке напряжения электростатического поля, соответст" вующие им двуполярные импульсы тока 1 иво входных цепях усилителей, импульсы О и О напряжения на выходах усилителей и импульсы напряжения на выходе блока ЗАПРЕТ О 8 и блока совпадения О.Индикатор полярности электростатического поля содержит двигатель 1, на валу которого жестко закреплен электрически связанный с землей цилиндрический ротор 2 с прямоугольными прорезями по образующим цилиндра, распределительными равномерно и диаметрально противоположно, статорные пластины 3 и 4, идентичные по формепрорезям ротора и установленные внутр,ротора параллельно его образующим и диаметрально противоположно по отношению друг к другу, усилители 5 и 6,блок 7 совпадения, блок 8 ЗАПРЕТ, индикаторы положительной 9 и отрицательной 10 полярности, источник 11 постоянного напряжения, например положительной полярности, электрод 12, подключенный к выходу источника постоянного напряжения и установленныйс наружной стороны цилиндрическогоротора против статорной пластины 4,и экран 13.В качестве блока опорного сигналаможет быть использован электрет,Индикатор полярности электрических зарядов работает следующим образом.При вращении двигателя 1 секторы цилиндрического ротора 2 периодически экранируют статорные пластины 3 и 4, осуществляя модуляцию электростатического поля Е полярность которого необходимо определить, и электрического поля источника 11 постоян" ноГо напряжения известной полярности, например положительной, При этом на статорных пластинах 3 и 4 периодически появляются индуцированные заряды, величина которых изменяется во времени в соответствии с фиг. 2. Знак импульсов индуцированных зарядов противоположен полярностям электростатического поля и электрического поля источников, вызвавших эти импульсы. Импульсам индуцированных зарядов соответствуют двуполярные импульсы тока во входных цепях усилителей 5 и 6. Усилители 5 и 6 воспринимают им0271 6 10 15 формула изобретения Эо 25 30 35 40 45 50 55 5 97 пульсы тока только определенной полярности, в результате на выходе усилителей появляются импульсы напряжения, не совпадающие во времени при различной полярности электростатического поля и электрического поля источника 11 постоянного напряжения -Ео и +О (фиг, 2 а) и совпадающие во времени при +Ео и +О (фиГ, 2 о). Ввиду того, что вйход усилителя б соединен с разрешающим входом блока ЗАПРЕТ 8, в первом .случае (-Ео и +О, фиг, 2 а) импульс с выхода усилителя 5 пройдет на выход блока ЗАПРЕТ и соот" ветственно на вход индикатора.10 отрицательной полярности, при положительной полярности электростатического поля +Е (фиг, 2 д) импульсы напряжения совпадают во времени, поэтому на выходе блока 7 совпадения появляется импульс, воздействующий на вход индикатора 9 положительной полярности.При необходимости регистрации изменения полярности электростатического поля в индикаторах 9 положительной и 10 отрицательной полярности можно предусмотреть кнопку или контакт "Сброс", с помощью которых осущест.- влять сброс показаний вручную или автоматически через определенный промежуток времени, например с помощью реле времени, вклюцающегося при приходе первого импульса.Индикатор полярности электростатического поля имеет более простую схему индикации знака поля по сравнению с известными устройствами, В устройстве нет механических узлов, требующих юстировки. В результате изобретение позволяет повысить надежность индикации полярности электростатического поля при относительной простоте устройства, Ввиду того, что процесс детектирования полярности электростатического поля в данном устройстве основан на логическом сравнении сигналов (при совпадении во времени последовательностей импульсов, полученных в результате модуляции индициру" емого электростатического поля и электрического поля опорного источника полагают полярность электростатического поля положительной, при несовпадении - отрицательной), результат индикации полярности не зависит от соотношения амплитуд измеряемого и опорного сигналов (фиг. 2 с 1 ф), Это позволяет определить полярность слабых электростатических полей, т. е, данное изобретение имеет повышенную чувствительность и расширяет нижнююграницу измеряемого диапазона. Чувствительность устройства определяется параметрами входной электрической цепи усилителя 5 и при использовании элементов электрояетрицеской аппаратуры может быть весьма, высокой, поскольку погрешность, вносимая опорным сигналом,не влияет на результат измерения.Предлагаемый индикатор полярности электростатического поля позволяет повысить надежность индикации и чувствительность устройства. Индикатор полярности электростатицеского поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выпол" ненный в виде ротора, соединенного с двигателем и статорной пластины, соединенный с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто, с целью повышения надежности индикации и чувствительности, в него дополнительно введе.ны вторая статорная пластина, второй усилитель, блок совпадения и блокЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполненв виде цилиндра с прямоугольными прорезями по образующим, распределенными равномерно и диаметрально проти"воположно, первая статорная пластинапреобразователя электростатическогополя идентична по форме прорезям ротора и расположена внутри ротора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально .противоположно ей, вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен-с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины, помещен в экран, индикатор положительной и отрицательной полярности выполнен в виде двух элементов индикации, а выходы усилителей соединены со входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разреаказ 8)81/одписное шающий вход блока ЗАПР 6 Т связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПР 6 Т соединены с входами элементов индикации положительной и отрицательной полярности соответственно.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Богуш Е.Г., Гросс Л.Г., Кравцов Л.И., Павленко б,С. и Петров Я,А 970271 8Измеритель электростатических зарядовИЭЗ-П. - "Измерительная техника",1978, 11.5, с. 70. 2. Абрамян В, К., Авакян В.В., Айрапетян Г,Г. и Бекяшев Р.М. Устройства для контроля уровня электризации в аппаратах с двухфазной системой газ-твердыечастицы. - "Измерительная техника", 1978, й 5, с. 73 прототип),илиад ППП "Патент",