PL100558B1 - Selektywna sonda do pomiaru natezenia pola elektromagnetycznego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest selektywna sonda do pomiaru natezenia pola elektromagnetycznego, stosowana do pomiaru natezenia skladowych elektrycznej i magnetycznej, zwlaszcza w obszarze Cresnela.

Z polskiego opisu patentowego nr 54638 znana jest selektywna sonda do pomiaru natezenia skladowej elektrycznej pola elektromagnetycznego, która zbudowana jest z dwóch cewek sprzezonych ze soba magnetycz¬ nie, przy czym jedna z cewek jest polaczona równolegle z kondensatorem o regulowanej pojemnosci, do którego jest dolaczona antena dipolowa. Uklad elektryczny skladajacy sie z pojemnosci kondensatora, indukcyjnosci cewek i pojemnosci anteny stanowi obwód rezonansowy, którego napiecie wyjsciowe jest miara natezenia skladowej elektrycznej pola.

Z polskiego opisu patentowego nr 69717 znana jest sonda umozliwiajaca pomiar natezenia skladowej magnetycznej pola elektromagnetycznego, która jest zbudowana z anteny ramowej polaczonej z kondensatorem strojeniowym. Obwód rezonansowy jest w tym przypadku utworzony z indukcyjnosci wlasnej anteny i pojem¬ nosci kondensatora. Ponadto, z polskiego opisu patentowego nr 69106 znana jest sonda szerokopasmowa, która jest zbudowana z anteny polaczonej z dioda detekcyjna i dolnoprzepustowym filtrem, do którego wyjscia jest dolaczona linia pól przewodzaca, za posrednictwem której jest przekazywany sygnal pomiarowy.

Znana sonda szerokopasmowa uniemozliwia pomiar natezenia pola wytwarzanego przez jedno zródlo promieniowania w obecnosci pól wytwarzanych przez inne zródla promieniowania, oraz natezen pól o czestotli¬ wosciach harmonicznych wytwarzanych przez zródlo promieniowania. Znane sondy selektywne maja duze wymiary, co jest zródlem znieksztalcen mierzonego pola, a zarazem bledów pomiaru.

Wynalazek dotyczy selektywnej sondy do pomiaru natezenia pola elektromagnetycznego, która sklada sie z detektora polaczonego poprzez dolnoprzepustowy filtr z wyjsciowymi liniami pól przewodzacym i, oraz ma symetryczny obwód wejsciowy, zawierajacy diode pojemnosciowa i co najmniej jedna pare cewek indukcyjnych.

Istota wynalazku polega na tym, ze dioda pojemnosciowa jest zasilana za posrednictwem wyjsciowych linii pólprzewodzacych i dodatkowej linii pól przewodzacej, albo za posrednictwem dwóch oddzielnych, dodatko-2 100 558 wych linii pól przewodzacych. W pierwszym przypadku zasilania diody pojemnosciowej stosuje sie symetryczny uklad rezystorów wlaczony miedzy wyjsciowe linie pól przewodzace a diode. Sonda ma ponadto- przelacznik wielopolozeniowy, który jest wlaczony miedzy zaciski wejsciowe sondy, cewki indukcyjne a detektor i filtr dolnoprzepustowy.

Selektywna sonda wedlug wynalazku, ze wzgledu na male wymiary i mozliwosc wspólpracy z antenami pomiarowymi o malych wymiarach, umozliwia wykonywanie pomiarów w niewielkich odleglosciach od zródel promieniowania. Dokladnosc pomiarów jest wieksza niz przy uzyciu znanych sond, gdyz dzieki zastosowaniu zasilania diody pojemnosciowej za posrednictwem linii pól przewodzacych eliminuje sie wplyw osoby wykonuja¬ cej pomiar na jego dokladnosc. Sonda nie wprowadza znieksztalcen rozkladu pola w jej otoczeniu, a ponadto upraszcza proces przeprowadzania pomiarów. Dobór parametrów elektrycznych anten wspólpracujacych z sonda oraz cewek indukcyjnych pozwala na uzyskanie szerokiego zakresu pomiarowego i duzej czulosci pomiarów.

Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy sondy z wykorzystaniem wyjsciowych linii pólprzewodzacych do zasilania diody pojemnoscio¬ wej, a fig. 2 — schemat ideowy sondy z oddzielnym zasilaniem diody pojemnosciowej.

Przyklad I. Sonda wedlug wynalazku jest zbudowana z pojemnosciowej diody 1, która jest polaczona z zaciskami wejsciowymi poprzez dwa oddzielajace kondensatory 2. Katoda pojemnosciowej diody 1 jest polaczona poprzez rezystor 3, odblokowany do obudowy 4 sondy przepustowym kondensatorem 5 z pólprzewo- dzaca linia 6. Anoda pojemnosciowej diody 1 jest polaczona poprzez drugi rezystor 3 ze wspólnym punktem polaczen dwóch zasilajacych rezystorów 7, z których jeden jest polaczony z obudowa 4 i z druga pólprzewodza- ca linia 8, a drugi jest odblokowany do obudowy 4 przepustowym kondensatorem 9 i polaczony z trzecia pólprzewodzaca linia 10 oraz z filtrujacym rezystorem 11. Miedzy filtrujacym rezystorem 11 a zasilajacym rezystorem 7 polaczonym z obudowa 4 jest wlaczony blokujacy kondensator 12, tworzacy wraz z rezystorem 11 dolnoprzepustowy filtr RC. Sonda jest wyposazona w dwie pary cewek indukcyjnych, przy czym sprzegajace cewki 13, sa polaczone z jednej strony z obudowa 4 sondy i z pierwsza sekcja trój polozeniowego, trój sekcyjnego przelacznika 14, a z drugiej strony z druga sekcja tego przelacznika 14. Pozostale cewki 15 sa polaczone poprzez pierwsza i trzecia sekcje przelacznika 14 z zaciskami wejsciowymi sondy. Druga sekcja przelacznika 14 jest polaczona z anoda detekcyjnej diody 16, której katoda jest polaczona z filtrujacym rezystorem 11. Ruchome zestyki sekcji przelacznika 14 sa sprzezone ze soba mechanicznie, a druga i trzecia sekcja sa polaczone ze soba elektrycznie.

Przy pomiarze natezenia skladowej elektrycznej pola elektromagnetycznego, do zacisków wejsciowych sondy dolacza sie dipolowa antene elektryczna, a przelacznik 14 ustawia sie w polozeniu pierwszym lub drugim, zaleznie od czestotliwosci mierzonego pola. Wyindukowana w antenie sila elektromotoryczna, proporcjonalna do mierzonego natezenia pola, pobudza do drgan obwód rezonansowy utworzony z pojemnosci diody 1 i indukcyj- nosci cewki 15. Obwód ten wraz z antena dipolowa tworzy uklad symetryczny wzgledem obudowy 4 sondy.

Napiecie z obwodu rezonansowego jest doprowadzone poprzez detekcyjna diode 16 i filtr 11, 12, do pólprzewo¬ dzacych linii 8 i 10. Przy pomiarze natezenia skladowej magnetycznej pola, do zacisków wejsciowych sondy dolacza sie antene ramowa, a przelacznik 14 ustawia sie w polozeniu trzecim , w którym tworzy sie obwód rezonansowy skladajacy sie z indukcyjnosci anteny ramowej i pojemnosci diody 1. Pojemnosciowa dioda. 1 jest zasrlana za posrednictwem pólprzewodzacej linii 6, oraz poprzez symetryczny uklad zasilajacych rezystorów 7 za posrednictwem pólprzewodzacych linii 8 i 10.

Przyklad II. Sonda jest zbudowana analogicznie jak w przykladzie I, z ta róznica, ze jest wyposazona w oddzielny uklad zasilania pojemnosciowej diody 1. W tym celu katoda diody 1 jest polaczona jak w przykladzie I, zas anoda diody 1 jest polaczona poprzez rezystor 3, odblokowany do obudowy 4 sondy dodatkowym, przepustowym kondensatorem 17, z dodatkowa, pólprzewodzaca linia 18. Oddzielenie zasilania pojemnosciowej diody 1 od wyjsciowych, pólprzewodzacych linii 8 i 10 pozwala na wyeliminowanie sprzezenia miedzy obwodem zasilania diody 1 a obwodem sygnalu uzytecznego z detekcyjnej diody 16, wystepujacego wskutek niewielkich asymetrii wejscia miernika napiecia dolaczonego do wyjscia sondy. Zaleta takiego rozwiazania jest zwiekszenie czulosci pomiarów.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Selektywna sonda do pomiaru natezenia pola elektromagnetycznego, skladajaca sie z detektora polaczonego poprzez dolnoprzepustowy filtr z wyjsciowymi liniami pól przewodzacym i, oraz majaca symetrycz¬ ny obwód wejsciowy zawierajacy diode pojemnosciowa i co najmniej jedna pare cewek indukcyjnych, znamienna tym, ze pojemnosciowa dioda (1) jest polaczona z dodatkowa pólprzewodzaca linia (6) oraz poprzez symetryczny uklad zasilajacych rezystorów (7) z wyjsciowymi pólprzewodzacymi liniami (8 i 10), a miedzy indukcyjne cewki (13, 15), zaciski wejsciowe sondy a detektor (16) i filtr (11 i 12) jest wlaczony wielopolozeniowy przelacznik (14).100 558 3

2. Selektywna sonda do pomiaru natezenia pola elektromagnetycznego, skladajaca sie z detektora polaczonego poprzez dolnoprzepustowy filtr z wyjsciowymi liniami pólprzewodzacymi,oraz majaca symetrycz¬ ny obwód wejsciowy zawierajacy diode pojemnosciowa i co najmniej jedna pare cewek indukcyjnych, znamienna tym, ze pojemnosciowa dioda (1) jest polaczona z dodatkowymi pólprzewodzacymi liniami (6 i 18) a miedzy indukcyjne cewki (13, 15), zaciski wejsciowe sondy a detektor (16) i filtr (11, 12) jest wlaczony wielopolozeniowy przelacznik (14). Rg.2.