Устройство для измерения потенциала и напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в проводящей среде Советский патент 1978 года по МПК G01V3/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА И НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЕ

12 с понижением частоты ток через электрод будет . где Я р - сопротивление расте™ кания между половинами сфероида; Z д - импеданс двойного слоя поверхности раздела металл электрода - морская среда. Из формулы (2) следует, что для повышения чувствительности на низких частотах необходимо уменьшать Z д . в какой-то степени этсяго можно достигнуть выбором материала электродов, например, используя кадмирование, поЗпладирование или золочение их поверхности. Но во всех случаях дальнейшее понижение частоты сигнала приведет к увеличению. .с. а следовательно, и к уменьшению чувствительности. Целью изобретения является повы Ыение чувствительности и избирательности измерений низкочастотных сигна нов путем компенсации емкостной составляющей импеданса двойного электри ческого слоя на поверхности раздела металл-окружающая среда. Это достигается тем, что в пред лагабмом устройстве стержень выполнен из изоляционного материала и до Полнительно введены источник тока подмагничивания и обмока, которая расположена на измерительной катушке и соединена с половинами сфероида, а указанный источник.тока подключен к измерительной катушке. На фиг. 1 показана измерительна часть устройства, продольный разрез; ма фиг. 2 - эквивалентная схема изме рительной части и блок-схема устройства. Измерительная часть, устройства (фиг.1) состоит из двух металлически полусфероидов 1, разделенных диэлектрической вставкой 2 с выходным электрическим патрубком 3, через когорый проходят выводы и производится заполнение полости сфероида изоляционной герметизирующей массой 4. Внут ри сфероида на изоляционном стержне установлена измерительная катушка 6, выполненная на тороидальном ферромаг нитном сердечнике 7. Начало 8 и конец 9 дополнительной обмотки 10 элек трически соединены с металлическими полусфероидами. Начало 11 и конец 12 основной обмотки 13 подключены к рег лируемому источнику 14 постоянного тока (фиг.2) и через разделительный конденсатор 15 ко входу предваритель ,ного усилителя 16. К дополнительной обмотке (фиг.2) через активную 17 и емкостную 18 составляющие импендан са двойного слоя подключен источник 19 переменного тока сигнала, зашунтированный сопротивлением 20 растекания.. 6 Измерение потенциала производится аналогично известному путем подключения одного полусфероида к измерительной схеме (на чертеже не показано). При работе устройство располагает в выбранных точках исследуемого Морского пространства. При наличии ЭМП в исследуемой среде один из полу сфероидов 1 имеет потенциал исследуемой точки пространства, а потенциал второго полусфероида 1 отличается на ду f которое при однородном поле равно ДУ , Ci) где .- круговая частота сигнала;-( - индуктивность дополнительной обмотки 10 кату1ш и б. В этом случае ток 3 выражается следующей формулой: - / p Vcri c Для увеличения величины а следовательно, .л и напряжения на . входе предварительного усилителя 16 необходимо выполнить условие peэoнaнtt;a напряжений: .U.. .С. в этом случае %.с. Для выполнения условий резонамса на различных частотах «Jc сигнала к основной обмотке 13 катуш ки 6 подключен регулируемый источник 14 постоянного тока. Изменением велиг чины тока подмагничивания от этого источника,достигается равенство модулей индуктивного сопротивления дополнительной обмотки и емкостной составляющей импеданса двойного слоя на заданной частоте сигнала. Изменени.Я величины тока подмагничивания ферромагнитного сердечника 7 катушки 6 приведут к изменению магнитной проницаемости и , а следовательно, и , что позволит выполнить условие (5) при различных №);. Таким образом, в предлагаемом устройстве не только повышается чувствительность в области низких частот, но и осуществляется частотная селекциь сигнала, что особенно перспективно при решении задач по измерению скорости морских течений электромагнитными методами, когда e. известна и фиксирована. Формула изобретения Устройство для измерения потенциала и напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в проводящей среде, содержащее Два

укрепленных на изолированных опорах металлических электрода, выполненныз в виде двух половин сфероида и соединенных стержнем, на котором размещены тороидальные катушки с ферромагнитным сердечником, соединенные связи с усилителем, регистра-, тором и схемой управления, отличающееся тем, что с целью повышения чувствительности и избирательности измерений низкочастотных сигналов путем компенсации емкостно составлякяцей импеданса двойного элеь, трического лоя на поверхности раздела металл-проводящая окружающая среда, оно содержит источник тока подмагничивания и обмотку, расположенную на измерительной катушке и соединенную с половинами сфероида, при этом стержень выполнен из изоляционного материала, а источник тока подмагничивания подключен к измерительной катушке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 417753, кл. q 01 у 3/02, 1974.

W

/г

-1

1 -Н

-0

lijF±

f2f

iz jL