Дозиметр напряженности электрического поля Советский патент 1985 года по МПК G01R29/12 

Ияобрстенне относится к измерительной тсх {ико н предназначено для дочиметрии воздейс вия з.чектрического поля промьгишенной часто на персонал подстанций и открытых распределительных устройств путем измерения напряженности электрического поля и времен экспонирования в нем. Известно устройство для дозиметрии электрического поля, содержащее датчик напряжен ности электрического поля, усилитель, преобразователь напряжения в частоту импульсов и электромагнитный счетчик. Показания счетчика пропорциональны произведению амплитуд Е на время Т пребывания испытуемого в электрическом поле 1. Недостатком данного устройства является то, что его показания пропорциональны интег ральному параметру ЕТ независимо от величи}1ы измеряемой напряженности- электрического поля. Это не согласуется с нормами и правилами по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи, согласно которым биологическое воздействие электрического поля дозируется по интегральному параметру ЕТ в зависимоети от пороговых значений -5; 10, 15, 20, 25 кВ/м. Наиболее близким техническим решением к изобретению является дозиметр напряженности электрического поля, срдержашии датчик }1апряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, выходы которого соединены со светодиодами, и часоной механизм электромеханических часов 2. При превышении измеряемым сигналом максимального порогового уровня одного из каналов на его выходе формируется напряжение, включающее установленные в канале электромеханические часы и светодиод. Часы па выходе каждого из каналов показывают суммарное время экспонирования испытуемого в электрическом поле данной градации, т. с. дозимйтрируется локально интегральная иороговая доза, накопленная за время эксперимента. Недостатком этого устройства является также недостоверность оценки биологического действия поля .на испытуемого ввиду отсутствия информа1щи о динамике накопления суммарной дозы на каждом из каналов дозиметра отдельно, т. е. данных о дозах непрерывного пребывания испытуемого в эле трическом поле и паузах между ними. Кроме того, сложность конструкции этого дозиметра, необходимость наличия 20-30 каналов, а следовательно, 20-30 часовых меха1ШЗМОВ, при широком диапазоне дозиметриро вания значительно снижает надСКность его работы. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей дозиметра напряженности электрического ноля. Поставленная цель достигается тем, что в дозиметре напряженности электрического ноля, содержащем датчик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, выхо;Ц)1 которого соединены со светодиодами, и часовой механизм электромеханических часов, каждый канал компаратора снабжен пучком световодов, входные торцы которых оптически связаны со светодиодами, а выходные размещены с шагом не менее диаметра световода на плоскости диафрагмы, закрепленной на часовой оси часового механизма с возможностью светового контакта с фотодиском, закрепленным на минутной оси часового механизма, причем отверстия в диафрагме выполнены в виде дугообразных шелей, расположенных группами по числу каналов компаратора, смещенных одна относительно . другой в радиальном направлении на расстоянии шага расстановки выходных торцов световодов и в направлении, обратном врашению диафрагмы, на длину щели, причем количество отверстий в группе соответствует числу световодов в пучке каждого канала. На фиг.1 приведена блок-схема дозиметра напряженности электрического поля; на фиг.2размещение выходных торцов нескольких световодов, относительно щелевых отверстий одной группы на диафрагме; на фиг. 3 - пример расположения на диафрагме N-групп щелевых отверстий по три отверстия в каждой группе; на фиг. 4 - эскиз записи информации на фотодиске. Дозиметр напряженности электрического поля (фиг. 1) содержит датчик 1 напряженности электрического поля, усилитель 2, многоканальный компаратор 3, светодиоды 4, световоды 5, диафрагму 6, часовую 7 и минут ную 8 оси часового механизма 9 и фотодиск 10. Выход датчика 1 напряженности электрического поля, выполненного, например, в виде двух круглых металлических пластин, разделенных диэлектриком, соединен через усилитель 2 с входами многоканального компаратора 3. Компаратор предназначен для формирования напряжения на одном из N-выходов при превышении входным сигналом опорного уровня, соответствующего пороговой градации дозиметрируемой напряженности электри11еского поля. Число каналов N равно количеству пороговых градаций Е. Алгоритм работы многоканального компаратора 3 описывается уравнением Ue...., 1 вых i напряжение на выходе i-ro кана ла компаратора; 1 и О - уровни напряжелия, соответствующие логической 1 и 0.; и -- напряжение на входе (i-П-го канала компаратора. При несоблюдении данного условия U На выходах компаратора включены светодиоды 4, которые служат для излучения све при подаче на них выходного напрякения компаратора. Световоды 5, образующие опти ческую линию связи, служат для передачи из лучения светодиодов 4 к светочувствительно поверхности фотодиска 10. Световоды объединены в пучки по М световодов в каждом где М равно количеству часов дозиметрирования, на которое рассчитана работа устройства, например 12. Общее количество световодов составляет М. N. Каждый световод пучка предназначен для передачи излучения светодиода соответствующего канала компаратора в течение одного часа дозиметрирования. Таким образом, пучо состоит из световодов 1-го. 2-го,..., М-го часа дозиметрирования. Один торец (входной) каждого из свето водов пучка оптически связан со светодиодом. Вторые (выходные) торцы световодов пучка установлены над плоскостью диафрагмы 6 с зазором по отно1иению к 1гей на расстоянии 3-5 диаметра световода друг от друга вдоль радиуса диафрагмы. Этим исключается при проявлении фотодиска слияние изображения двух установленных рядом световодов в одно пятно. Для удобства визуального выделения записи информации на разных каналах дозиметра инте вала между выходными торцами крайних световодов смежных пучков быть увеличены. Диафрагма 6, закрепленная на часовой оси 7 часового механизма 9, предназначена для коммутации светового ко такта выходных торцов световодов со светочувс вительной поверхностью фотописка 10 и выполн на в форме диска из светонепроницаемого матер ала. На диске в определенном порядке нанесены группы дугообразных щелевых отверстий А (фиг. 2 и 3), где 1,2,3N-группы отверстий. Количество групп отверстий равно числу каналов компаратора N. Количество о верстий в группе равно числу световодов в пучке М. Длина 1-, i-io щелевого отверсти выбирается равной длине дуги, на которую перемещается диск диафрагмы 6 в точке yciaHORKH нал ним i-ro световода в течение )54 ОДНОГО часа, т. е. за 1/12 полного оборота час(1вой оси 7; 2лК е..-,;- 0,52 R, , где R; - расстояние от центра вращения диафрагмы до центра торцовой поверхности i-ro световода, установленного над диафрагмой. Размещение щелевых отверстий одной из групп поясняется фиг. 2. Они располагаются в смежных секторах, смещенных относительно друг друга в направлении, обратном вращению диафрагмы, на 1/12 полного оборота часовой оси 7, т. е. на 30. В радиальном направлении щелевые отверстия смещены на расстояние пага h растановки выходных торцов световодов над диафрагмой. Фотодиск 10, закрепленный на минутной оси 8, предназначен для регистрации информации в моменты светового контакта соответствующего световода 5 одного из ггучков через щелевые отверстия в диафрагме со светочувствительной поверхностью фотодиска. Фотодиск изготавливается из негативного пленочного фотоматериала с высокой разрешающей способностью, например, типа Микрат-200. Часовой механизм 9 предназначен для приведения во вращение минутной и часовой осей с закрепленными на них фотодиском и диафрагмой. Часовой механизм может быть электромеханического типа, например, марки ручных часов . Этим достигается малогабаритность и высокая надежность работы регистрирующей части дозиметра. Для светозащиты от посторонней засветки диафрагма 6 и фотодиск 10 могут монтироваться с обратной стороны часового механизма. Дозиметр работает следующим образом. В исходном состоянии в зависимости от напряженности Е дозиметрируемого злектрического поля на одном из выходов многоканального компаратора 3 формируется напряжение, под действием которого начинает излучать свет соответствуюпщГ светодиод 4. Находящийся с ним в световом контакте Световод 5 одного из пучков передает излучение через соответствующее щелевое отверстие А диафрагмы 6 к светочувствительной поверхности фотодиска 10. В течение времени, пока испытуемый с дозиметром находится в пределах данной градации напряженности Е, информация со светодиода записывается на вращающемся фотодиске. Если время нахождения испытуемого в пределах данной градации напряженности поля превыщает час, выходной торец световода, осуществляющего запись на фотодиск, перекрывается светонепроницаемой частью непрерывно вращающейся диафрагмы. При этом в световой контакт с фотодиеком входит следующий световод этого же пучка, смещенный в направлении центра вращения на величину шага h (фиг. 2), перед которым оказывается нижерасположенное щелевое отверстие той же группь диафрагмы 6. Благодаря предлагаемому устройству диафрагмы дозиметрирование в пределах любО го из N каналов может осуществляться в течение М часов при непрерывной работе дозиметра ( - 12 ч). При перемещении испытуемого в область другой градации напряженности электрического поля работа дозиметра происходат аналогичным образом. После проведения дозиметрирования фотодиск снимается с минутной оси и проявляется. Полученная информация регистрируется на фотодиске в форме тонких зачерненных дуг различной длины, размещенных на разном расстоянии от его центра вращения (фиг .4). Длина зачерненной дуги I; н время t экспонирования в поле данной градации, соответствующее ей, связаны зависимостью

9,55 - мин ,

R;

ZTiR151895

где R. - расстояние от центра фотодиска до .цуги . , измеренное вдоль радиуса фотодиска.

Общее время Т экспонирования, испытуемо5 го в пределах данной градации напряженности Е, определяется путем суммирования длин зарегистрированных дуг, записанных М световодами данного пучка.

М

Т

t, 9,55

Аналогично определяется общее время экспонирования на других каналах дозиметрирования.

Таким образом, благодаря изобретению расширяются функциональные возможности дозиметра, так как устройство позволяет регистрировать динамику накопления суммарной дозы на каждом канале и длительность пауз между непрерьшными воздействиями. Кроме того, устройство позволяет реализовать многоканальный дозиметр с применением лищь одного часового механизма независимо от числа каналов. Тем самым повыщается надежность дозиметра.

ДОЗИМЕТР НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий датчик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, выходы которого соединены со светодиодами, и часовой механизм электромеханических часов, отличагощийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый канал компаратора снабжен пучком световодов, входные торцы которых оптически связаны со светодиодами, а выходные размещены с шагом не менее диаметра световода на плоскости диафрагмы, закрепленной на часовой оси часового механизма с возможностью светового контакта с фотодиском, закрепленным на минутной оси часового механизма, причем отверстия в диафрагме выполнены в виде дугообразных щелей, расположенных группами по числу С 5S каналов компаратора, смешенных одна относи(Л тельно другой в радиальном направлении на расстоянии шага расстановки выходных торцов световодов и в направлении, обратном вращению диафрагмы, на длину шели, причем количестно отверстий в группе соответсгвует числу световодов в пучке каждого канала.

Припер

записи индзорноции д 1-п KQHo/ie

Ю

Припер

затеи и инарорпации 8 И-п канале