Изобретение относитс к измерительной технике и может быть, использовано при проведении гидрофизических и геофизических исследований напр женности электрического пол в MQ ре, производимых с движущихс объектов . Целью изобретени вл етс расшире ние функциональных возможностей за счет проведени векторных исследований напр женности электрического пол . На фиг. 1 и;2 схематически изобра жено предлагаемое устройство.. Устройство состоит из диэлектричес кой пластины 1, выполненной в форме диска или квадрата, двух полых диэлектрических дисков 2 и 3, укреплен ных по обеим сторонам пластины 1 и имеющих радиальные отверсти 4 и 5, измерительных электродов 6 и 7, поме щенных во внутренние полости дисков 2 и 3, механической вертушки 8, осуществл ющей вращение дисков 2 и 3 вокруг оси 9, проход ще и через пластину f на рассто нии, равном радиусу дисков 2 и 3 от центра пластины 1., дополнительного электрода 10,установленного неподвижно вне диэлектрически дисков, и системы 11 определени положени отверстий диэлектрических дисков относительно оси координат. Измерительные электроды 6 и 7 подклю чены к сигнальным входам предваритель ных усилителей 12 и 13, а дополнительньй электрод 10 - к их общим входам. Выходы предварительных усилителей 12 и 13 через избирательные усилители 14 и 15 подключены к входам осинхрон ных детекторов 16 - 18,.управл ющие входы которых соединены с квадратурными выходами системы 11 определени положени отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат. Устройство работает следующим образом . Преобразователь электрического по л буксируетс ДВИЖУ1ДИМСЯ судном вдо оси X в провод щей среде мор , в которой осуществл ет три составл ющих Е, Еу и Е2 стационарного электричес кого пол , две из которых ЕХ и Е об разуют вектор электрического пол Е в вертикальной плоскости, параллельной диэлектрической пластине 1. Во в утренних полост х диэлектрических дмскоз 2 и 3, укрепленных по обеим сторонам пластины 1, воспроизвод тс электрические потенциалы, соответствующие ., их значени м в точках расположени радиальных отверстий 4 и 5. Таким образом, диэлектрические диски 2 и 3 выполн ют роль электролитических проводников потенциалов от поверхности пластин к расположенным в них измерительным электродам 6 и 7. При буксировке преобразовател вертушка 8 осуществл ет синфазное вращение дисков 2 и 3, т.е. перемещение отверстий 4 и 5 в пространстбе по поверхности пластины 1, вследствие чего значени потенциалов, поступающих на измерительные электроды 6 и 7, измен ютс по синусоидальному закону. Значение потенциала в точке расположени дополнительного электрода 10. условно названного нулевым, посто нно . Поэтому разность потен1Д1алов на выходе пар электродов 6 - 10 и 7 - 10, помимо посто нной составл ющей , величина которой определ етс разностью собственных ЭДС электродов и базой измерени (направлением и размером отрезка пр мой между электродами ) , содержит переменную составл ющую с частотой, амплитуда которой пропорциональна величине составл ющих напр женности электрического пол и диаметру дисков, а фаза - их направлению. Направление осей координат считаетс заданным и, если обозначить через ос угол между осью координат X и на-., правлением вектора напр женности электрического пол в вертикальной плоскости Eg, то можно записать выражени дл переменного напр жени на выходе пар электродов в виде Ufe-to IfEedsinOlt + oi) + -Eyd x X sinflt ;(1) : j,fj U-,5 3in(2t + oi) - x X sin9t,(2) где d - циаметр полого диска. Вторые составл ющие напр жений в выражени х (1) и (2) обусловлены обтеканием диэлектрической пластины 1 током проводимости ,, т.е. искажением структуры однородного пол составл ющей напр женности Еч(. Напр жени U., и U.,.j поступают на выходы предварительных усилителей 12 и 13 и через избирательные усилители 14 и 15, служащие дл исключени посто нных Составл ющих, по3 падают на сигнальные входы синхронны детекторов 16 - 18, управление которыми осущестл етс двум опорными напр жени ми от системы определени положени отверстий диэлектрических дисков относительно осей координат. Может использоватьс электромагнитна система синхронизации. Опорные напр жени формируютс в моменты про хождени отверстий через оси координат X и Z и сдвинуты одно относитель но другого на 90°. После перемножени спектров сигна ла и опорных напр жений на синхрон ных детекторах посто нные составл ющие полученных напр жений имеют вид 17 и EgdsinUt + а) + х X sinSJt sinflt 7; Egdcoso + + |E,,d ; 2 | Egdsin(flt +0) - dE- X - Eadcos- X sinflt - U - | Egdsin(at +oi ) + |dE у X X sinSitjcosiJt rE dsind, (5). где Egdcos ot End; Egdsinoi E. Сумма и разность напр жений U и Uj несут информацию о величине и направлении составл ющих напр женности электрического пол Еу и Еу соответственно , напр жение U пропорционально Ej. Помеха, индуцированна на входе устройства за счет перемещени в магнитном поле земли, входит только в составл ющую Е и пропорциональна скорости движени V, и индукции В, т.е. может быть точно вычислена.The invention relates to a measurement technique and can be used when conducting hydrophysical and geophysical studies of the intensity of the electric field in MQ pe produced from moving objects. The aim of the invention is to expand the functionality by conducting vector studies of the strength of the electric field. FIG. 1 and; 2 schematically depict the proposed device. The device consists of a dielectric plate 1, made in the form of a disk or a square, two hollow dielectric disks 2 and 3, mounted on both sides of the plate 1 and having radial holes 4 and 5, measuring electrodes 6 and 7 placed in the internal cavities of disks 2 and 3, of a mechanical propeller 8 rotating disks 2 and 3 around axis 9, passing through plate f at a distance equal to the radius of disks 2 and 3 from the center of plate 1 ., additional electrode 10, installed th is fixedly dielectrically disk system 11 and the position determining holes dielectric disks relative to the coordinate axes. The measuring electrodes 6 and 7 are connected to the signal inputs of the preliminary amplifiers 12 and 13, and the additional electrode 10 to their common inputs. The outputs of preamplifiers 12 and 13 are connected via selective amplifiers 14 and 15 to the inputs of the asynchronous detectors 16-18, the control inputs of which are connected to the quadrature outputs of the system 11 for determining the position of the openings of the dielectric disks with respect to the axes of coordinates. The device works as follows. The electric transducer is pulled along by the vessel moving along the X axis in a conducting sea, in which the three components E, Eu and E2 of the stationary electric field, two of which EX and E form the vector of the electric field E in a vertical plane parallel to dielectric plate 1. In the morning cavities of dielectric circuits 2 and 3, reinforced on both sides of plate 1, electric potentials, corresponding to their values, are reproduced at the points of radial holes 4 and 5. Thus, In this way, the dielectric disks 2 and 3 play the role of electrolytic potential conductors from the surface of the plates to the measuring electrodes 6 and 7 located in them. When towing the converter, the turntable 8 carries out the common-mode rotation of the disks 2 and 3, i.e. the movement of the holes 4 and 5 in the space on the surface of the plate 1, as a result of which the values of the potentials supplied to the measuring electrodes 6 and 7 are sinusoidally modified. The value of the potential at the point of location of the additional electrode 10. conventionally called zero, is constant. Therefore, the potential difference between the output pairs of electrodes 6-10 and 7-10, in addition to the constant component, the value of which is determined by the difference in the own EMF of the electrodes and the measurement base (the direction and size of the straight segment between the electrodes), contains a variable component with a frequency the amplitude of which is proportional to the magnitude of the components of the electric field intensity and the diameter of the disks, and the phase to their direction. The direction of the axes of coordinates is assumed to be given and, if we denote the angle between the coordinate axis X and, through the axis, the direction of the electric field strength vector in the vertical plane Eg, then we can write expressions for alternating voltage at the output of the electrode pairs in the form of Ufe-to IfEedsinOlt + oi) + -Eyd x X sinflt; (1): j, fj U-, 5 3in (2t + oi) - x X sin9t, (2) where d is the diameter of the hollow disk. The second components of the stresses in the expressions (1) and (2) are caused by the flow of the conduction current 1, i.e. the distortion of the structure of the homogeneous field of the component strength Ech (. The voltages U., and U.,. j arrive at the outputs of the preamplifiers 12 and 13 and through the selective amplifiers 14 and 15, which serve to eliminate the constant Components, fall on the signal Synchronous inputs of detectors 16-18, which are controlled by two reference voltages from the system for determining the position of the holes of dielectric disks relative to the axes of coordinates. An electromagnetic synchronization system can be used. At the moments of the passage of holes through the X and Z coordinate axes and shifted one relative to the other by 90. After multiplying the signal and reference voltage spectra on the synchronous detectors, the constant components of the received voltages have the form 17 + x x sinSJt sinflt 7; Egdcoso + + | E ,, d; 2 | Egdsin (flt +0) - dE- X - Eadcos- X sinflt - U - | Egdsin (at + oi) + | dE at X X sinSitjcosiJt rE dsind, (5). where Egdcos ot End; Egdsinoi E. The sum and difference of the voltages U and Uj carry information about the magnitude and direction of the components of the electric field strengths Ey and Ey, respectively, and the voltage U is proportional to Ej. Interference induced at the input of the device due to movement in the earth’s magnetic field enters only component E and is proportional to the speed of movement V and induction B, i.e. can be accurately calculated.
1one
10ten
//
//
fpu8.Zfpu8.Z