RU105465U1

RU105465U1 - MAGNETIC AND ELECTRIC FIELD INDICATOR

Info

Publication number: RU105465U1
Application number: RU2010149089/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Валерьевич Мамаев; Сергей Александрович Черныш; Анатолий Афанасьевич Рода; Евгений Викторович Огарев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КВАРТА-РАД"
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Индикатор магнитного и электрического полей промышленной частоты, содержащий антенну, блок отображения информации, звуковую сигнализацию, клавиатуру, источник питания, микроконтроллер, отличающийся тем, что в нем установлены три антенные платы-датчики электрического и магнитного полей по координатам X, Y, Z, выходы каждого датчика соединены с входами микроконтроллера, один из выходов микроконтроллера соединен с дисплеем, второй с входом усилителя, выход которого соединен со звуковым излучателем, третий выход микроконтроллера соединен с клавиатурой, а четвертый - с источником питания. An indicator of magnetic and electric fields of industrial frequency, containing an antenna, an information display unit, an audible alarm, a keyboard, a power source, a microcontroller, characterized in that it has three antenna boards-sensors of electric and magnetic fields in X, Y, Z coordinates, outputs each sensor is connected to the inputs of the microcontroller, one of the outputs of the microcontroller is connected to the display, the second to the input of the amplifier, the output of which is connected to the sound emitter, the third output of the microcontroller is connected to keyboard, and the fourth with a power source.

Description

Полезная модель предназначена для применения населением с целью обнаружения и локализации зон электромагнитной опасности в жилых и общественных помещениях. Его использование позволяет предотвратить неблагоприятное влияние на здоровье человека электромагнитных полей промышленной частоты.The utility model is intended for use by the population in order to detect and localize zones of electromagnetic danger in residential and public buildings. Its use helps prevent adverse effects on human health of electromagnetic fields of industrial frequency.

Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, анализатор и фотоприемник. Патент США №5,212,446, кл. G01R 33/02, 1993. Недостатком ее является значительная зависимость мощности источника оптического излучения от температуры, приводящая к погрешностям измерений.Known magneto-optical measuring system for monitoring electric current and magnetic field strength, containing a source of optical radiation, a polarizer, a magneto-optical element, an analyzer and a photodetector. U.S. Patent No. 5,212,446, cl. G01R 33/02, 1993. Its disadvantage is the significant dependence of the power of the optical radiation source on temperature, leading to measurement errors.

Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, выход которого соединен с двумя параллельными цепочками, состоящими из последовательно включенных анализаторов, фотоприемников и усилителей. Патент США №5,502,373, кл. G01R 31/00, 1996. Недостатком данной системы является недостаточно высокая точность измерений вследствие использования аналоговых элементов и ограниченные функциональные возможности вследствие отсутствия устройств обработки, хранения и записи информации об измеренных величинах электрического тока и напряженности магнитного поля.Known magneto-optical measuring system for monitoring electric current and magnetic field strength, containing a source of optical radiation, a polarizer, a magneto-optical element, the output of which is connected to two parallel chains consisting of series-connected analyzers, photodetectors and amplifiers. U.S. Patent No. 5,502,373, cl. G01R 31/00, 1996. The disadvantage of this system is the insufficiently high measurement accuracy due to the use of analog elements and limited functionality due to the lack of devices for processing, storage and recording of information about the measured values of electric current and magnetic field strength.

Известен индикатор интенсивности электромагнитного излучения, содержащий печатную антенну на диэлектрической подложке, к выходу которой подключен диод, и регистрирующее устройство, в котором индикатор выполнен на основе резонаторной плоской печатной симметричной поляризационно-изотропной антенны на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной с двумя выходами, ортогонально расположенными в плоскости антенны, и содержит второй диод с идентичной первому характеристикой, при этом к каждому из выходов непосредственно подсоединены одноименными выводами оба диода, расположенные перпендикулярно к экрану в отверстиях диэлектрической подложки под нулевыми точками эквивалентных магнитных токов для взаимно ортогональной поляризации одной из синфазно излучающих кромок антенны, другие выводы диодов соединены с экранирующей пластиной, а к центру антенны, которым является нулевая точка эквивалентных магнитных токов для любой поляризации, подсоединен проводник, пропущенный через соответствующее отверстие под ним в диэлектрической подложке и экранирующей пластине и подключенный к входу регистрирующего устройства, другой вход которого соединен с экранирующей пластиной, причем все элементы индикатора, кроме антенны, экранированы. Печатная антенна выполнена в виде квадрата, а ортогонально расположенными выходами с нулевыми точками эквивалентных магнитных токов взаимно ортогональной поляризации синфазно излучающих кромок антенны являются середины двух смежных сторон или две смежные вершины квадрата соответствующего резонансного размера. Патент Российской Федерации на полезную модель № МПК: G01R 29/00, 2000 г.A known indicator of the intensity of electromagnetic radiation containing a printed antenna on a dielectric substrate, to the output of which a diode is connected, and a recording device in which the indicator is made on the basis of a resonant flat printed symmetric polarization-isotropic antenna on a dielectric substrate with a shielding plate with two outputs orthogonally located in plane of the antenna, and contains a second diode with an identical first characteristic, while directly connected to each of the outputs the same leads are both diodes located perpendicular to the screen in the holes of the dielectric substrate under the zero points of the equivalent magnetic currents for mutually orthogonal polarization of one of the in-phase radiating edges of the antenna, the other terminals of the diodes are connected to the shielding plate, and to the center of the antenna, which is the zero point of the equivalent magnetic currents for any polarization, a conductor connected through a corresponding hole beneath it in the dielectric substrate and the shield plate is connected, and connected to the input of the recording device, the other input of which is connected to the shielding plate, and all the indicator elements, except the antenna, are shielded. The printed antenna is made in the form of a square, and the orthogonally located outputs with zero points of equivalent magnetic currents of mutually orthogonal polarization of the in-phase emitting edges of the antenna are the midpoints of two adjacent sides or two adjacent vertices of a square of the corresponding resonant size. Utility Model Patent of the Russian Federation IPC No. G01R 29/00, 2000

Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, анализатор и фотоприемник. В нее введены микроконтроллер, второй фотоприемник, жидкокристаллический индикатор и устройство записи информации, в качестве анализатора использован поляризационный разделитель светового луча, выходы которого соединены с двумя фотоприемниками, подключенными к микроконтроллеру, имеющему встроенные коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, порты ввода-вывода, память и микропроцессор, а выход микроконтроллера соединен с жидкокристаллическим индикатором и устройством записи. Прототип. Патент Российской Федерации на полезную модель №90570, МПК: G01R 29/00, 2010.Known magneto-optical measuring system for monitoring electric current and magnetic field strength, containing a source of optical radiation, a polarizer, a magneto-optical element, an analyzer and a photodetector. A microcontroller, a second photodetector, a liquid crystal indicator and an information recording device are introduced into it, as an analyzer, a polarizing light beam splitter is used, the outputs of which are connected to two photodetectors connected to a microcontroller having a built-in switch, amplifier, analog-to-digital converter, input-output ports , memory and microprocessor, and the output of the microcontroller is connected to a liquid crystal display and a recording device. Prototype. Patent of the Russian Federation for utility model No. 90570, IPC: G01R 29/00, 2010.

Недостатками аналогов и прототипа является сложная структурная схема и отсутствие возможности проведения изотропных измерений.The disadvantages of analogues and prototype is a complex structural scheme and the lack of the possibility of isotropic measurements.

Техническим результатом полезной модели является проведение изотропных измерений.The technical result of the utility model is to conduct isotropic measurements.

Технический результат достигается тем, что в индикаторе магнитного и электрического полей, содержащем антенну, блок отображения информации, звуковую сигнализацию, клавиатуру, источник питания, микроконтроллер, установлены три антенные платы-датчики электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, выходы каждого датчика соединены с входами микроконтроллера, один из выходов микроконтроллера соединен с дисплеем, второй с входом усилителя, выход которого соединен со звуковым излучателем, третий выход микроконтроллера соединен с клавиатурой, а - четвертый с источником питания.The technical result is achieved by the fact that in the indicator of magnetic and electric fields containing the antenna, information display unit, sound alarm, keyboard, power supply, microcontroller, three antenna boards are installed, sensors of electric and magnetic fields in X, Y, Z coordinates, outputs of each the sensors are connected to the inputs of the microcontroller, one of the outputs of the microcontroller is connected to the display, the second to the input of the amplifier, the output of which is connected to the sound emitter, the third output of the microcontroller is connected to the valve iaturoy and - the fourth to the power supply.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1 и фиг.2.The essence of the utility model is illustrated in figure 1 and figure 2.

На фиг.1 представлена блок-схема индикатора, где: 1, 2, 3 - антенные платы-датчики электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, 4 - микроконтроллер, 5 - дисплей с подсветкой, 6 - усилитель, 7 - звуковой излучатель, 8 - клавиатура, 9 - источник питания.Figure 1 shows a block diagram of an indicator, where: 1, 2, 3 - antenna boards-sensors of electric and magnetic fields at the coordinates X, Y, Z, 4 - microcontroller, 5 - backlit display, 6 - amplifier, 7 - sound emitter, 8 - keyboard, 9 - power source.

На фиг.2 представлен вид лицевой части прибора.Figure 2 presents a view of the front of the device.

Антенные платы-датчики преобразуют колебания электромагнитного поля по каждой координате X, Y, Z, в колебания электрического напряжения, выделяют с помощью усилителя 6, а микроконтроллер 4 проводит частотную фильтрацию этих колебаний и преобразует их в цифровую форму, вычисляя усредненные величин векторов поля.Antenna boards-sensors convert electromagnetic field oscillations at each X, Y, Z coordinate into electric voltage fluctuations, are isolated using an amplifier 6, and microcontroller 4 carries out frequency filtering of these oscillations and converts them into digital form, calculating the average values of the field vectors.

Результаты измерения высвечиваются на ЖК-дисплее 5. Коэффициенты усиления для каждой антенной платы-датчика 1, 2, 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, программным образом устанавливают в процедуре калибровки индикатора и сохраняют в памяти антенных плат-датчиков 1, 3, 3.The measurement results are displayed on the LCD 5. The gain for each antenna card sensor 1, 2, 3 of the electric and magnetic fields at the coordinates X, Y, Z, programmatically set in the calibration procedure of the indicator and stored in the memory of the antenna card sensor 1 , 3, 3.

Индикатор работает следующим образом. Нажимают на кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» клавиатуры 8. Сигналы напряжения с антенных плат-датчиков 1, 2, 3 поступают на входы аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера 4.The indicator works as follows. Press the ON / OFF button of the keyboard 8. The voltage signals from the antenna circuit boards of the sensors 1, 2, 3 are fed to the inputs of the analog-to-digital converter, which is part of the microcontroller 4.

Микроконтроллер 4 выполняет дальнейшую обработку сигналов: дискретизацию отсчетов, цифровую фильтрацию, масштабирование сигналов от антенных плат-датчиков 1, 2 и 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, в соответствии с калибровочными коэффициентами, вычисление среднеквадратичных значений векторов электрического и магнитного поля, усреднение результатов по времени. Полученные результаты выводят на дисплей прибора 5.Microcontroller 4 performs further processing of the signals: sampling samples, digital filtering, scaling the signals from the antenna boards of sensors 1, 2 and 3 of the electric and magnetic fields according to the coordinates X, Y, Z, in accordance with calibration coefficients, calculating the rms values of the electric and magnetic vectors fields, averaging of results over time. The results are displayed on the display of the device 5.

Функционирование прибора обеспечено программами микроконтроллера 4, управление режимами осуществляют через экранное меню. Кроме непосредственно индикации текущих величин электрического и магнитного поля предусмотрен режим мониторинга-измерения через регулируемые интервалы времени и запоминание результатов в памяти с возможностью последующего просмотра.The operation of the device is provided by the programs of the microcontroller 4, the control of the modes is carried out through the on-screen menu. In addition to directly indicating the current values of the electric and magnetic fields, a monitoring-measurement mode is provided at adjustable time intervals and the results are stored in memory with the possibility of subsequent viewing.

При калибровке прибора вычисляют калибровочные коэффициенты для каждого антенного платы-датчика 1, 2 и 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, которые сохраняют в памяти соответствующих антенных плат датчиков 1, 2 и 3.When calibrating the device, calibration coefficients are calculated for each antenna card sensor 1, 2 and 3 of the electric and magnetic fields at the coordinates X, Y, Z, which are stored in the memory of the corresponding antenna card sensors 1, 2 and 3.

Claims

An indicator of magnetic and electric fields of industrial frequency, containing an antenna, an information display unit, an audible alarm, a keyboard, a power source, a microcontroller, characterized in that it has three antenna boards-sensors of electric and magnetic fields in X, Y, Z coordinates, outputs each sensor is connected to the inputs of the microcontroller, one of the outputs of the microcontroller is connected to the display, the second to the input of the amplifier, the output of which is connected to the sound emitter, the third output of the microcontroller is connected to keyboard, and the fourth with a power source.