Устройство для измерения напряженности электрического поля в морской воде Советский патент 1989 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к физической океанологии и может быть использовано для измерения электрических составляющих напряженности электромагнитных полей в морской воде.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности измерений.

На фиг. 1 представлен первичный измерительный преобразователь устрой - ства для измерения напряженности электрического поля в морской воде, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая структурная схема предлагаемого устройства.

Первичный измерительный преобразователь выполнен двухканальным и содер- жит (фиг. 1) полый диэлектрический корпус 1, выполненньш в виде цилиндра высотой, много меньшей радиуса оснований, и измерительные электроды 2 и 3. Электроды 2 установлены неподвижно с внешней стороны корпуса напротив центров его основание, а электроды 3 в виде изолированных друг от друга металлических дисков - внутри корпуса на неподвижном диэлектрическом диске 4. На основаниях корпуса вблизи боковых поверхностей выполнено по одному контактному отверстию 5. Контактные : отверстия 5 расположены на взаимно ортогональных направлениях на расстояниях от оси вращения, равных радиусам внутренних электродов. Такая конструкция первичного измерительного преобразователя устраняет модуляцию сопротивлений растекания измерительных электродов.

Вращение корпуса 1 и контактных отверстий 5 (фиг. 1) от механического

О5

о

31497

привода (не показан) с частотой S2 при- приводит к модуляции измеряемой напряженности электрического поля E(t). При этом на выходе первичного измери- тельного преобразователя 6 (фиг. 2) сигналы будут изменяться как E(t) х X К а, sinQt для первого канала и ECt) Kq,j cosQt дпя второго канала

(Kg. и Kg- - коэффициенты преобразо-

вания первичного преобразователя по каналам). Выходы первичного преобразователя через усилители 7 соединены с входами перемножителей 8, на другие входы которых подаются сигналы sinS2t и cos 521 от датчика 9 сигналов частоты врапдения, связанного с первичным измерительным преобразователем 6. Перемножители 8 осуо ествлягот перемноже- ние сигналов , поступающих на их входы их выходные сигналы через сут 1матор 10 поступают на .вход фильтра Ы низших частот и далее на регистратор.

При вращении корпуса и контактных отверстий с постоянной угловой скоростью, т.е. частота модуляции С2 const сигналы на выходе усилителя 7 имеют вид: Uy (t) К. Кц .E(t) sinat + n(t);

V.(1)

Uy2(t) К,. . E(t) cos Jit + n(t),

где К , KU - коэффициенты усиления ° усилителей соответствующих каналов;

n|(t), n.(t) - шумы первичного измерительного преобразователя и усилителей уст- ройства .измерения. В перемножителях 8 сигнал Uu(t)

умножается на sinfjt, а оигнал Uu (t)

. 2

на cos Q t:

U,, (t) Kg,-Ky. ECt) sin s. t + + n,,(t).sin«2t K. Ку. Е(Г-) - - ., E(t). cos251t +

+ n, (t)sinJlt;

(2)

S K,-K,(t). + + n.(t) cos Sit Kg Км E(t) +

T)T. T.

+ I Kq Ky, E(t) COS 2Qt + / ()

+ n2(t) COS Qt .

Фильтр 11 нижних частот с частотой, среза, много меньшей S2 , отфиль- тровьтает составляющие основной Я и удвоенной 2 7. частот и выделяет сигнал

UcpH.(t)

или При полной идентичности каналов ( К, К,К)

,4(t) K.K.E(t).(4)

Формула изобретения

Устройство дпя измерения напряженности электрического поля в морской воде, содержащее первичный измерительный преобразователь в виде соединен- ного с механическим приводом полого диэлектрического корпуса и расположенных внутри и вне корпуса измерительных электродов, блок обработки информации и регистратор, о т л и - ча Ющееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, первичньй преобразователь выполнен двухканальнь1м с ортогонально расположенными осягш чувствительности, а в блок обработки введены подключенные к измерительным электродам усилители, связанньй с первичным измерительным преобразователем датчик сигналов частоты вращения, два перемножителя, сумматор и фильтр нижних частот, причем выходы усилителей и датчика сигналов частоты вращения подключены к входам перемножителей, выходы которых через сумматор и фильтр нижних частот соединены с регистратором.

Изобретение относится к электроизмерительной технике для исследований в области физической океанологии. Цель изобретения - увеличение чувствительности и точности измерений. Первичный измерительный преобразователь устройства выполнен двухканальным с двумя электродами, расположенными снаружи, и двумя электродами, расположенными внутри диэлектрического корпуса, соединенного с механическим приводом. Информация, получаемая с первичного преобразователя, обрабатывается в двух каналах, включающих усилители и перемножители, на вторые входы которых подаются сигналы датчика частоты вращения, причем выходы перемножителей подключены через сумматор к фильтру низких частот, выходное напряжение которого подается на регистратор.

I к« «5й«%:5::55й

КХХХХХХХХХхХХХХХХ

фиг.2 2

фиг.1

А - А

3 f

Фиг.З