Устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений Российский патент 2018 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к области измерения электрических и магнитных величин и может быть использовано для измерения степени защиты технических и биологических объектов от электромагнитного поля.

Известно устройство для измерения величины реального затухания электромагнитного поля и оценки эффективности экранирования, содержащее генератор синусоидальных высокочастотных сигналов в радиочастотном диапазоне выше 30 кГц и генератор сложного сигнала, усилитель мощности, излучающую антенну, приемную антенну, измерительный приемник, модулятор, устройство оптимальной обработки сложного сигнала и ПЭВМ. Вход модулятора соединен с выходом генератора синусоидальных сигналов, управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом ПЭВМ. Выход генератора сложного сигнала соединен с управляющим входом модулятора. Выход модулятора соединен с входом усилителя мощности, к выходу которого подключена передающая антенна. Приемная антенна подключена к входу измерительного приемника, управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом ПЭВМ. Выход измерительного приемника соединен с входом устройства оптимальной обработки сложного сигнала, выход которого соединен с ПЭВМ (патент на полезную модель RU 136183, МПК G01R 29/00 (2006.01)).

Недостатками данного устройства следует признать сложность используемой аппаратуры, исследование частот ограниченного диапазона в результате формирования генератором только высокочастотных сигналов в радиочастотном диапазоне выше 30 кГц и высокую стоимость.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому изобретению по максимальному количеству сходных признаков и достигаемому результату является устройство контроля защиты от электромагнитного поля, предназначенное для измерения степени защиты технических и биологических объектов от электромагнитного поля и содержащее источник электропитания, генератор, усилитель, блок индикации, датчик, выполненный в виде двух незамкнутых спиралеобразных кривых в форме эвольвенты, и соединенный с источником электропитания стабилизатор. Выходы стабилизатора подключены к генератору, усилителю и блоку индикации. Выход генератора подключен к обеим спиралям датчика. Выход датчика по обеим спиралям подключен одновременно к генератору и входу усилителя. Выход усилителя подключен к блоку индикации, в качестве которого может быть использован стрелочный или цифровой прибор с током полного отклонения 200-500 мкА (патент RU 2254584, МПК⁷ G01R 29/08).

Недостатками описанного устройства являются отсутствие возможности вывода результатов измерений на портативный персональный компьютер и исследования уровня электромагнитных излучений на отдельно контролируемой частоте, пониженная точность и чувствительность измерений, обусловленные использованием в качестве блока индикации стрелочного или цифрового прибора, обладающего инструментальной погрешностью.

В основе изобретения лежит техническая проблема, заключающаяся в необходимости создания устройства, позволяющего выводить результаты измерений на портативный персональный компьютер, исследовать уровни электромагнитных излучений на отдельно контролируемых частотах в исследуемом диапазоне частот, повысить точность и чувствительность измерений.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений, содержащее источник электропитания, генератор, датчик и усилитель, согласно изобретению снабжено делителем напряжения, экранирующим корпусом и портативным персональным компьютером, связанным с выходом усилителя. Датчик выполнен в виде катушки индуктивности, имеющей сердечник с магнитным зазором, представляющим собой промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом. Источник электропитания соединен с делителем напряжения, первый выход которого подключен к входу генератора. Выход генератора подключен к входу датчика. Выход датчика подключен к первому входу усилителя, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя напряжения. Экранирующий корпус разделен на камеры отсеком для исследуемого объекта. В одной камере корпуса установлен генератор, в другой камере корпуса размещены датчик, усилитель, источник электропитания и делитель напряжения.

Вывод результатов измерений на портативный персональный компьютер и исследование уровней электромагнитных излучений на отдельно контролируемых частотах обусловлены объединением в предложенном изобретении введенного датчика с источником электропитания, делителем напряжения, генератором и усилителем, соединенным с портативным персональным компьютером, что в совокупности обеспечивает измерение задаваемых составляющих электромагнитного поля в исследуемых диапазонах частот и позволяет осуществлять автоматизированную передачу данных на портативный персональный компьютер, связанный с усилителем, для обработки по универсальному алгоритму и представления в формализованной структуре.

Высокая точность измерений обусловлена введением датчика в виде катушки индуктивности, имеющей сердечник с магнитным зазором, представляющим собой промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом, делителя напряжения, связанного с усилителем, и экранирующего корпуса для исключения влияния наведенных электромагнитных волн, разделенного на отдельные камеры, что в совокупности повышает чувствительность к электромагнитным излучениям и обеспечивает передачу информации на портативный персональный компьютер без множественных преобразовательных операций.

На приведенном чертеже представлена функциональная схема устройства для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений.

Устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений содержит экранирующий корпус, разделенный на камеры отсеком для исследуемого объекта (на чертеже не показан), источник электропитания 1, соединенный с делителем напряжения 2, первый выход которого подключен к входу генератора 3. Выход генератора 3 подключен к входу датчика 4, фиксирующего создаваемое генератором электромагнитное излучение, причем выход датчика 4 с помощью экранированного кабеля соединен с первым входом усилителя 5. Второй вход усилителя 5 связан со вторым выходом делителя напряжения 2, а выход усилителя 5 связан соединительным кабелем 3,5 мм jack-3,5 мм jack с портативным персональным компьютером 6, имеющим программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения, обработки данных и представления информации в виде спектральных картин электромагнитного поля с возможностью их вывода на экран портативного персонального компьютера 6.

Датчик 4 выполнен в виде катушки индуктивности, имеющей сердечник с магнитным зазором, представляющим собой промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом (на чертеже не показан).

Экранирующий корпус прямоугольной формы, выполненный из экранирующего материала, предназначенный для исключения влияния наведенных электромагнитных волн и, следовательно, повышения точности и чувствительности измерений, разделен на камеры отсеком для введения в него исследуемого объекта. В одной камере корпуса установлен генератор 3, в другой камере корпуса размещены датчик 4, усилитель 5, источник электропитания 1 и делитель напряжения 2.

Устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений работает следующим образом.

Источник питания 1 подает на вход делителя напряжения 2 напряжение 9 В. От выхода делителя напряжения 2 на вход генератора 3 поступает напряжение 5 В, на вход усилителя 5 подается напряжение 3 В. Электромагнитное излучение, создаваемое генератором 3, фиксируется с помощью датчика 4 и преобразуется в электрический сигнал. Сигнал с датчика 4 поступает на вход усилителя 5, где усиливается и подается на портативный персональный компьютер 6. Затем между генератором 3, установленным в одной камере экранирующего корпуса, и датчиком 4, размещенным в другой камере экранирующего корпуса, устанавливается исследуемый объект в имеющийся отсек. Электромагнитное излучение, создаваемое генератором 3, проходит через исследуемый объект, фиксируется с помощью датчика 4 и преобразуется в электрический сигнал. Сигнал с датчика 4 поступает на вход усилителя 5, где усиливается и подается на портативный персональный компьютер 6. Затем с помощью портативного персонального компьютера 6, имеющего программное обеспечение для организации автоматизированного процесса измерения, обработки данных и представления информации в виде спектральных картин электромагнитного поля с возможностью их вывода на экран портативного персонального компьютера 6, производится обработка полученных сигналов и определяется, во сколько раз происходит ослабление интенсивности электромагнитного излучения.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения выражается в создании устройства, позволяющего выводить результаты измерений на портативный персональный компьютер, исследовать уровни электромагнитных излучений на отдельно контролируемых частотах в исследуемом диапазоне частот, повысить точность и чувствительность измерений.

Устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений предназначено для использования в области измерения электрических и магнитных величин, например, для определения степени защиты технических и биологических объектов от электромагнитного поля. Устройство содержит источник электропитания, генератор, датчик, усилитель, делитель напряжения, экранирующий корпус и портативный персональный компьютер, связанный с выходом усилителя. Датчик выполнен в виде катушки индуктивности, имеющей сердечник с магнитным зазором, представляющим собой промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом. Источник электропитания соединен с делителем напряжения, первый выход которого подключен к входу генератора. Выход генератора подключен к входу датчика, а выход датчика подключен к первому входу усилителя, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя напряжения. Экранирующий корпус разделен на камеры отсеком для исследуемого объекта. В одной камере корпуса установлен генератор, в другой камере корпуса размещены датчик, усилитель, источник электропитания и делитель напряжения. Технический результат, наблюдаемый при реализации заявленного решения, заключается в выведении результатов измерений на портативный персональный компьютер, исследовании уровней электромагнитных излучений на отдельно контролируемых частотах в исследуемом диапазоне частот, повышении точности и чувствительности измерений. 1 ил.

Устройство для оценки эффективности экранирования электромагнитных излучений, содержащее источник электропитания, генератор, датчик и усилитель, отличающееся тем, что оно снабжено делителем напряжения, экранирующим корпусом и портативным персональным компьютером, связанным с выходом усилителя, датчик выполнен в виде катушки индуктивности, имеющей сердечник с магнитным зазором, представляющим собой промежуток в магнитопроводе, заполненный немагнитным материалом, источник электропитания соединен с делителем напряжения, первый выход которого подключен к входу генератора, причем выход генератора подключен к входу датчика, а выход датчика подключен к первому входу усилителя, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя напряжения, а экранирующий корпус разделен на камеры отсеком для исследуемого объекта, при этом в одной камере корпуса установлен генератор, в другой камере корпуса размещены датчик, усилитель, источник электропитания и делитель напряжения.