Трехкомпонентный датчик переменного электрического поля Советский патент 1978 года по МПК G01V3/06 

1

Изобретение относится к области электромагнитных измерений, а именно к устройствам для измерения неременных электрических полей, и может быть использовано в физических экспериментах, в электромагнитных методах геофизической разведки, в радиоизмерителях для приема и измерения составляющих вектора напряженности перемеипого электрического поля.

Известен датчик для электроразведочной аппаратуры, содсржапдей тороидальную каTyuiKy индуктивности, электропроводящий стержень, снабжеппый спустителями-обтекателями, выполиенными в виде половин проВ(;дящего сфероида 1.

Недостатком известного датчика является возможность одновременного измерения лишь одиой составляющей вектора напряженности переменного электрического поля. Известен датчик для электроразведочиой апнаратуры, содержащий тороидальную катущку индуктивности, в окне которой распололсен электропроводящий стержеиь 2.

Недостатком этого датчика является возможность одновременного измерения только одной составляющей вектора напряженности переменного электрического поля.

Наиболее близким к предлагаемому техническим рещением является датчик составляющих вектора напряженности переменного электрического поля, содержащий тороидальную катущку индуктивности, нанесенную на нее дополнительную обмотку, начало и конец которой электрическн соединены с частями разрезного проводящего сердечника, состоящего из двух изолированных друг от друга и механически соединенных частей 3.

Недостатком нззестного датчика является возможность одновременного измерения лнн1ь одиой составляющей вектора напряженности леременного электрического поля.

Целью изобретения является одновременное измеренне величины вектора нанряженности неременного электрического поля и его трех взаимно ортогональных комноне гг.

Поставленная цель достигаемся тем, что предлагаемый трехкомпоиентный датчик иеремеиного электрического ноля донолннтельно содержит два одиокомпонеи;ных датчика переменного электрического ноля, нричем все три датчика идеитичны н расположены так, что их оси чувствител мюстн взаимно ортогональны, а геометрические центры совмещены.

При иомещеиии однокомионентного датчика переменного электрического поля в среду, Б которой существует иеремещюе электрическое поле, в частях разрезного

проводящего сердечника и электрически соединенной с ними дополнительной нноговлтковой обмотке протекает ток, велнчнна которого нропорциоиальна измеряемой составляющей вектора напрял еиности переменного электрического поля. При этом ось чувствительности одпокомпопентиого датчика совпадает с геометрической осью сердечника, т. е. выбор необходимой для измерения составляющей осуществляется орнеитацпей геометрической оси сердечника датчика.

В изобретеппи используется три идентичных однокомпонеитных датчика, которые расположеиы так, что их оси чувствительности взаимно ортогональны, а геометрические центры совмещены. ЭДС на выходе каждого нз однокомпонентпых датчиков будут пропорциональны одной из трех одновременно измеряемых взаимно ортогональных составляющих вектора напряженпости переменного электрического поля.

На чертеже схематически представлеп предлагаемый трехкомпопентпый датчик переменного электрического поля.

Он содержит тороидальные катугнки индуктивности 1 с нанесенными на них дополнительными обмотками, части разрезных проводящих сердечников 2, выходные зажимы 3 однокомнонентных датчиков.

Если сориентировать оси чувствительности однокомпонентных датчиков, входящих в состав предлагаемого трехкомпопеитпого датчика перемеппого электрического поля, вдоль осей ОХ, OY, XZ декартовой системы координат, то ЭДС на выходных зажимах 3 предлагаемого датчика будут пропорциональны составляющим ЕХ, Еу и Е вектора напряжеппости переменного электрического поля соответственно.

Изобретенне обеспечивает также возможность определения величииы вектора напряженности переменного электрического поля, исходя из зависимости;

гдеЕ - величина вектора;

ЕХ, Еу, EZ - взаимно ортогональные составляющие.

Предлагаемый трехкомпонентный датчик неременного электрического поля по сравиению с известным обладает рядом преимуществ.

Во-первых, оп позволяет одновременно измерять три взаимно ортогональные компонепты переменного электрического поля, что, с одной стороны, обеспечивает зиачптельно большую информативность измерений даиным датчиком по сравнению с известными однокомпонеитиыми, а с другой- значительно повышает производительность работ.

Во-вторых, предлагаемый трехкомпонентиый датчик обеспечивает возможность измерения величины вектора напряженности переменного электрического поля.

В-третьих, практическая реализация изобретения пе требует больших усложнений и доработок к конструкциям известиых однокомпонентных датчиков.

Предложенный датчик может найти широкое применение в физических экснеримептах, в радиоизмерителях для нриема и измере 1ия величииы вектора напряжепности переменного электрического поля и его трех взаимно ортогональных составляющих. Особенно эффективным он может быть при использовании в электромагнитных методах геофизической разведки (в воздушном, назе.мном и морском вариантах).

Формула изобретения

Трехкомпонептиый датчик переменного электрического поля, содержащий однокомпонентный датчик, состоящий из тороидальиой катушки индуктивности, нанесенной на нее дополпительной обмотки, начало и конец которой электрически подключены к двум изолироваипым и механически соединенным частям разрезного проводящего сердечника, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения величииы вектора наиряженности переменного, электрического ноля и трех его взаимно ортогональных компонент, он дополнительно содержит два однокомпопентных датчика переменного электрического поля, причем все три датчика идентичны и расположены так, что их оси чувствительности взаимно ортогональны, а геометрические центры совмещены.

Источники информации,

принятые во вннмание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 417753, кл. G 01V 3/06, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР М 357337, кл. G 01V 3/06, 1966.

3.Авторское свидетельство СССР № 466436, кл. G 01R 29/08, 1973.