Датчик для измерения напряженности электрического поля в электролите Советский патент 1990 года по МПК G01R29/12 

10

IS

Изобретение относится к измери- : тельной технике и может быть использовано при измерении электрических Полей в море при геофизических исследованиях или электроразведке полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.1 изображен датчик для измерения напряженности электрического поля в электролите; на фиг.2 - то , с диэлектрической заслонкой в виде вращающегося диска, : Датчик содержит диэлетрические |грубы 1 и 2, в ближних концах кото- |5ых установлены диэлектрические заглушки 3 и 4, между которыми располо- сена диэлектрическая заслонка 5. В Диэлектрических заглушках 3 и 4 выг1:ол-20 йены сопряженные окна 6 и 7, в которых установлены диэлектрические экра- |1Ы 8 и 9. В гидроканалах 10 и 11, йьгходные отверстия которых расположе- йы на обращенных к заслонке 5 поверх- 25 йостях диэлектрических экранов 8 и 9, установлены контактные электроды 12 И 13. Диэлектрическая заслонка 5 может быть выполнена в виде диска с от- Ьерстием 14, вращающегося вокруг оси 15, совпадающей с геометрической осью tpy6 1 и 2.

Датчик работает следующим образом.

Диэлектрическая заслонка 5 совер- ает движения (колебательные на фиг.1 и вращательные на фиг.2), периодичес- }си перекрывая просвет между электродами 12 и 13.

Снимаемое с электродов 12 и 13 Напряжение связано с измеряемой напряженностью электрического поля F, Соотношением

30

35

40

и Е L + j ц|

(1)

Рце L - значение базы электродного датчика в момент измерения; u(f - собственная ЭДС электродов.

Перекрытие просвета между электродами заслонкой 5 изменяет базу датчика, что сопровождается модуляцией снимаемого с электродов напряжения.

Пусть в момент времени t, О произведено измерение напряжения при большой базе датчика (заслонка 5 за-, крыта)

и.

E,-L,

+ й(,

(2)

В момент времени t-, соответствующий полностью выведенной из промежутка между электродами заслонкой 5, значение напряженности измеряемого поля представим в виде .7. ., тогда напряжение в момент t

и, ( ЛЕ)1. + гК.

(3)

Значение измеряемой в момент напряженности электрического поля EJ определяется из (2) и (3) выражением

V лн

ml,

1

ml-i.

m

(4)

t

где m

.LjtiL .

- коэффициент модуля- ции базы датчика. Из (4) следует, что точность измерения Е тем вьш1е, чем m ближе к единице . При выполнении условий

d «D; d,+d 2 «П;

(d,+dj+d) S ; гидр S,

(5)

5

0

5

0

где d - толщина диэлектрической заслонки 5; D - диаметр сопряженных окон 6

и 7 в заглушках 3 и 4; 2 зазоры между торцовыми заглушками 3 и 4 и заслонкой

5;

.площадь диэлектрических

экранов 8 и 9; гидр площадь выходного отверстия

гидроканалов 10,, 11, .коэффициент модуляции m превышает 0,99, что обеспе чивает повышение точности измерения напряженности электрического поля. I . .

Введение равновеликих зазоров d| и dj между диэлектрической заслонкой 5 и торцовьп 1и заглушками 3 и 4 повьтает надежность работы датчика, поскольку позволяет избежать заклинивания заслонки 5 при наличии в электролите твердых частиц, либо вследствие перекосов при работе датчика в условиях высокого давления, а также ведет к высокой устойчивости передаточного коэффициента датчика

при возникиове1 ии смещений И переко- сов заслонки.

Формула изобретения

1.Датчик для измерения напряженности электрического поля в электролите, содержаи ий две соосные диэлектрические трубы, между ближними концами которых установлена перемещающаяся диэлектрическая заслонка, по обе стороны от которой в диэлектрических трубах установлены контактные электроды, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности измерения, в торцах ближних концов диэлектрических труб установлены диэлектрические заглушки с сопряженными окнами, при этом диэлектрическая заслонка выполнена в виде пластины, толщина которой много меньше диаметра окон,

2.Датчик ПОП.1, отличающийся тем, что между диэлектрическими заглушками и диэлектрической

5

0

заслонкой введены равновеликие зазо- ры, суммарная величина которых много меньше диаметра окон,

3.Датчик по ПП.1 и 2, отличаю щ и и с я тем, что в сопряженных окнах установлены диэлектрические экраны, не перекрывающие окна полностью, а контактные электроды установлены в гидроканалах, выходные отверстия которых расположены.симмет- , рично относительно заслонки на обращенных к ней поверхностях диэлектрических экранов, при этом площадь экранов много больше квадрата расстояния между экранами и много больше площади выходных отверстий гидроканалов .

4.Датчик по ПП.1-3, отличающийся тем, что диэлектрическая заслонка выполнена в виде диска, вращающегося вокруг оси, совпадающей с осью диэлектрических труб, причем

в диске выполнено отверстие, охватывающее сопряженные окна.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении электрических полей в море при геофизических исследованиях или электроразведке полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение точности измерений. В результате выполнения диэлектрической заслонки 5 в виде тонкой подвижной пластины, расположенной между установленными в торцах ближних концов диэлектрических труб 1,2 диэлектрическими заглушками 3,4 с сопряженными окнами 6,7, достигается близкий к единице коэффициент модуляции базы датчика, вследствие чего повышается точность измерений. Заслонка 5 может быть выполнена в виде диска с отверстием 14, вращающегося вокруг оси 15, совпадающей с геометрической осью труб 1,2. Введение равновеликих зазоров между заслонкой 5 и заглушками 3,4 повышает надежность работы датчика. Датчик содержит также диэлектрические экраны 8,9, гидроканалы 10,11 с контактными электродами 12,13. 1 с.п. ф-лы, 2 ил.