Трехкомпонентный датчик напряженности электрического поля в море Советский патент 1990 года по МПК G01R29/12 

Фиг. 1

Изобретение относится к физической океанологии, в частности к измерениям постоянных м медленноменяющихся электрических полей в море, и может быть использовано при исследовании структуры электрических полей в океане буксируемыми, стационарными или зондирующими аппаратурными комплексами.

Целью изобретения является повышение точности измерений,

На фиг,1 показан трехкомпонентный датчик электрического поля, вид сверху; на фиг.2 - то же, общий вид.

В жестком цилиндрическом корпусе 1 закреплены электроды 2-5 и торцы четырех гидроканалов 6-9. Оси трех гидроканалов 6-8 закреплены на боковой поверхности корпуса, расположены в одной плоскости под углом 120° одна к другой и гидроканалы имеют одинаковую длину I, а ось гидроканала 9 сравнения перпендикулярна к указанной плоскости, а гидроканал имеет длину / V Электроды 2-4 закреплены в верхнем (по рисунку) торце корпуса 1 на равном расстоянии от центра с угловыми расстояниями 120° друг от друга над соответствующими гидроканалами, электрод 5 сравнения усте- новлен в центре нижнего торца корпус;:.- и сообщается с гидроканалом 9 срзвненмя,

В корпусе 1 установлен гидроключ 10 в виде цилиндра, в котором выполнен контактная полость 11, дополнительная полость 12 и сквозной канал 13, Центры электродов 2-4 и полостей 11 и 12 находятся на одной окружности. Сквозной канал 13 выполнен в теле гидроключа наклонно, соединяя полость 12 с центром нижнего торца гидроключа и является таким образом продолжением гидроканала 9 сравнения. Ось гидроключа 14 проходит сквозь центр верхнего торца корпуса м подсоединяется к приводу (электродвигателю или водяной турбине).

Контактная полость 11 охватывает частично его боковую поверхность на глубину, превь1шающую расстояние от верхнего торца гидроключа до осей гидрокакалов, так что в положении гидроключа, когда полость 11 совпадает с одним из электродов, например 2, (.2), она осуществляет коммутацию электрода с гидроканалом.

Дополнительная полость 12 выполнена в верхнем горце гидроключа 10, так что при совпадении этой полости с одним из электродов, электрод с гидроканалом не коммутируется и отстоит от контактной полости 11 на некоторое угловое расстояние (на фм г. 1,2-на 60°),

Устройство работает следующим образом,

Датчик помещают в исследуемую среду и включают привод, который через ось 14 приводит во вращение гидроключ 10 в указанном на фиг.2 направлении. Пусть в на- чальный момент гидроключ находится в положении, показанном на фиг.2. В этом положении электрод 2 через контактную полость 11 снимает потенциал с выхода гидроканала 8 (скажем, канал х), а электрод 5

0 сравнения - с гидроканала 9, при этом измеряется разность потенциалов Uxi Ux + + ех. При повороте гидроключа 10 на угол 60° с электродом 2 совпадает дополнительная полость 12 и через канал 13 закоммутирует

5 его напрямую с электродом 5 сравнения, при этом будет измерена собственная ЭДС электродов Ux2 ex. При повороте гидроключа 10 еще на 60° полость 11 совпадает с электродом 3 и гидроканалом 7 канала у, измерится величина Uyi Uy + ву, а при следующем повороте на 60° с электродом 3 совпадает полость 12, закоммутировав его с электродом 5 сравнения, измерится собственная разность потенциалов Uy2 еу.

В той же последовательности при дальнейшем вращении гидроключа 10 произойдет опрос третьего канала z. Значение напряженности электрического поля в море

j-j определязот путем вычитания результатов дйух измерений выходного напряжения датчика Ui и Da в каждом канале х, у, г и деления полученной разности на эффективную базу L датчика

0

35

Б

Ui - U2 L

Благодаря введению в гидроключ дополнительной полости 11 и канала 13 повышается точность измерения напряженности электрического поля путем исключения влияния на результат измерения собственных ЭДС электродов.

Формула изобретения Трехкомпонентный датчик напряженности электрического поля в море, содержащий цилиндрический полый диэлектрический корпус, на внутренней стороне первого основания которого на окружности радиусом г, центр которой совпадает с центром основания, на угловых расстояниях 120° установлены три измерительных электрода, три радиально установ- ленных под углом 120° гидроканала, внешними концами открытые в окружающую среду, а внутренними - закрепленные в корпусе против соответствующих измерительных электродов, четвертый гидроканал, установленный в центре основания корпуса по его оси, внешним концом сообщающийся

с окружающей средой, во внутреннем конце которого, закрепленном в корпусе, установлен электрод сравнения, расположенный внутри корпуса гидроключ в форме цилиндра, в основании которого, обращенном к измерительным электродам, выполнена контактная полость, выходящая на его боковую поверхность, соединенный с проходящей через центр основания корпуса осью механического привода, отличающий0

с я тем, что, с целью повышения чувствительности, гидроключ снабжен дополнительной полостью, расположенной на расстоянии г от его центра на обращенном к измерительным электродам основании гидроключа, и сквозным каналом, соединяющим дополнительную полость с центром противоположного основания гидроключа и открытым внутренним концом четвертого гидроканала.

Изобретение относится к физической океанологии, в частности к измерениям постоянных и медленно-меняющихся электрических полей в море. Цель изобретения - повышение точности измерений. Благодаря выполнению в гидроключе 10 дополнительной полости 12 и сквозного канала 13 при вращении гидроключа электрод сравнения 5 соединяется поочередно с отключенными от внешней среды измерительными электродами 2 - 4. При этом выходное напряжение датчика определяется собственной ЭДС электродов, что позволяет ее измерить и учесть при определении истинного значения напряженности электрического поля, тем самым повысить точность измерений. Датчик также содержит корпус 1, гидроканалы 6 - 9, контактную полость 11, ось механического привода 14. 2 ил.

7