Измеритель электрического поля Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к электроизме рительной тезшике и препназначается для измерения электрических полей в море и в других жидких провоа5пцих средах. Известен измеритель Электрического поля в проводящей жиакой среде, содержащий стационарный солевой мост и гидро- Ключ, врзвратно-поступательныМ движением которого производится переключение электродов L. Недостатком его является низкая надежность ;и точность измерений, связанные с трудностью осуществления необходимого высокого электрического сопротив ления перекрытого гидроключа при измере ниях в море на больиих Глубинах из-за различного воздействия высокого давления на конструктивные элементы прибора из различных материалов с разными модулями упругости. Кроме того, длительное тр ние поверхностей активной и пассивной частей гиароключа может привести к их неравномерному истиранию, что вызовет изменение величины сопротивления изоляции, из-за чего могут пр.тхучаться неверные результаты измерений. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений,. С этой целью измеритель электрического поля, содержащий стационарный солевой мост и гицроключ, снабжен герметичной камерой, заполненной нейтральной электроизоляционной жидкостью, в которой размещен гидроключ, неподвижная часть Клапана которого выполнена в виде плоской полированной пластины из гидрофобного материала j а скользящая поверхность подвижной части клапана вьтолнена с покрытием из эластичного пористого материала. На фиг. 1 показан измеритель электрического поля, с закрытым клапаном гидроключа, разрез; на фиг. 2-е открытым клапаном- гидроключа. Устройство состоит из корпуса 1 с имеющимися внутри этого корпуса двумя электрош1Ыми камерами 2 с электродами 3. Элоктрооные камеры 2 перехоцяг в грубы 4 солевого мосга, а т-акнсе имеют выход па гшос1 ую рабочую по&ерзшость жесткой полированной пластины 5 из гиргрофобного материала, являющейся непод- вижной Частью клапона, через цилиндрические каналы 6. Корпус 1 и трубы 4 сделаны из высокоизоляционных материалов. Трубы 4 вместа с электрош1ыми камерами 2 и цилиндрическими каналами 6, буручи заполнен иыми морской водой, являются каналами , Водной измерительной электрической uetiri. К пластине 5 прижата пружиной (на чер- теже не показана) подвижная часть 7 Клапана гидроключа, совершающая возвратно-поступательное движение и этим позволяющая электричесКи соединять и разъединять две части водной измерительной цепи солевого моста. . Подвижная часть Клапана представляет собой выполненный из высокойзоляционно го материала плоский параллелепипед, в грани которого, соприкасающейся с рабо- чей поверхностью корпуса, имеется сплошная область, достаточная для перекрытия отверстий цилиндрических каналов 6 (фиГо 1), и область, имеющая продольну1б полость 8, шириной и Глубиной равной вдаметру отверстий цилиндрических каналов б и длиной, обеспечивающей в определенном положении подвижной части клапана соединение водной цепи цилиндрических каналов, заполняющей эту полость морской водой (фиг. 2). Для повышения электроизоляции контакта взаимодействующих частей клапана, приводящего к повышению надежности и точности измерения поля, неподвижная часть Клапана образована плоской полиро ванной пластиной 5 из гидрофобного материала, например фторопласт, а скользящая по ней поверхность 9 подвижной клапана образована прочным эластичным покрытием из пористого материала, например из фетра-велюра, пропитанного нейтральной электроизол5шионной жидкостью с щзким коэффициентом треНия, на-пример минеральным или силиконовым Matслом и др. ... Клапан- вместе с двумя электромагнитами iO и 11, служащими для сообщения возвратно-поступательного движения этому клапану, помещен в герметичной камере 12, установленной на основном корпусе с герметизирующей прокладкой 15. Камера 12 заполнена той же электроизоляционной жидкостью, которой пропитана пористая эластичная поверхность. В своей Крышке камера 12 имеет упругую диафрагму 14 для выравнивания внутреннего давления с вцешним при погружении прибора на гг убину. Для повышения точности измерений в предлагаемом морском электрополимере введен блок градуировки его чувствитель ности в любой момент измерений. С этой, налью у внешних Концов труб солевого IMOCTH установлены градуировочные элект роды 15, на которые в заданное прогipaMMHO-командным блоком время подается Калиброванный граруировочный сигнал. Работает измеритель следующим образом. При помощи электромагаита 10 (фиг.1) подвижная часть Клапана сдвигается так, .ЧТО его областью перекрываются цилиндрические каналы и этим рассоединяются электродные камеры. При таком положении Клапана трубы двух частей солевого моста не имеют сообщения между .собой. Тогда регистрируется сигнал ,-v.e, где дУ - разность потенциалов в море меж) концами труб солевого моста; R - сопротивление водной цепи солевого моста;е - собственная ЭДС электродов(2) где г - сопротивление перекрытий водгной цепи цилиндрических каналов и 4 сопротивление входа усилительно-измерительного устройства (на черт, не показано). Подставив выражение (2) в (1),. имеемгU..e. Возбуждением второго электромагнита 11 его якорь втягивается и подвижная часть Клапана передвигается в положение, показанное на фиг. 2. При этом электродные камеры, а следовательно и трубы со:левого моста, соединяются между собой водной цепью, проходящей через цилиндрические каналы 6 и продольную полость Клапана. В этом положении регистрируется сип д V -- + е г + R в котором где Го. - сопротивление входной части цепи на участке между электродами. Подставив выражение (5) в (4), полу чим .дУ -v Из Вьфажений (3) и (6), по условиям применения в устройстве неполяридующих ся электродов их собственная ЭДС при близких по времени измерениях U vi 1 остается в пределах пренебрежимых ошибок измерений неизменной. . Получаем (т, -ЬУ .-( Ч z выражение, при помоци которого можно определить V по измеренным значени;яМ . U 4 и U /2 и легко определяемым лабора-т торно для заданных морских условий параметрам данного экземпляра измеритеПри измерениях с неполяризующимися электродами, с целью исключения поляризационных эффектов, применяется измерительная аппаратура с большим входным сопротивлением. Поэтому в практических конструкциях прибора Г R и тогда с пренебрежимо малой ошибкой выражение (7) можно переписать так: - 1т7Г5-;гтг (8) г откуда напряженность поля t определяется так: . II и1 ,,, г 1 где б - длина измерительной базы (расстояние между концами труб солевого моста). Вся водная электрическая цепь образуется одной и той же морской водой. По- этсму второй Член правой части выражения (9) практически может приниматьс постоянным для данного экземпляра полимера независимо от изменений температуры и. солености моря (что в неявном вид| и принимается авторами всех предыдущих таких устройств), если только от97 г /R - величины сопротивления ношение изоляций перекрытия каналов солевого моста к сопротивлению его водной части цепи остается достаточно большим и постоянным, поскольку отнстиение сопротивления электродов PIK невелико и в процессе измерений мокет изменяться лишь незначительно. Однако с течением времени при измерениях в море величина сопротивления перекрытия водной цепи электрических может изменяться, что приведет к возникновению погрешностей определения напряженности поля Е, никак не контролируемых в ранее предложенных полимерах. Грато ировочное устройство предлагав- мого измерителя дает возможность определять его чувствительность в любой момент измерения. Предложенное устройство по сравнению с известными позволяет повысить точность измерений и надежность работы прибора. Формула изобретения Измеритель электрического поля, со- держанхий стационарный солевой мост и гидроключ, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и точности измерений, он снабжен герметичной камерой, заполненной нейтральной электрсизоляционной жидкостью, в рой размещен гидроключ, неподвижная часть Клапана которого выполнена в виде плоской полированной пластины из гидрофобного материала, а скользящая поверхность подвижной части клапана выполнена с покрытием из эластичного пористого Материала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.3.H.Fieeoux.Eeectr-ic lleedrecort ing on the Sea iRoor with span nsirumenie Journ. Geoma5n.Geoe6ecir v26,№2 -1974 С.269-2Г9. 10// / p йkg Й; :%: ; :::Ё К12мшм2&я тПвВЕВнВмммв . .....л. .; РфО уг 9у&1 И. 4/e/ /3 /

Ш1Й

.К6У)(Л( ... ;. .... . ...

Ji tiiiMiiii P

JbOj

lUMVtVU