SU1442959A1 - Устройство дл измерени естественного электрического пол в провод щих средах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к океанографическим измерени м, а конкретнее к устройствам дл  измерени  напр женности естественного электрического пол  в провод щих средах. Цель - повышение чувствительности при измерени х напр женности электрического пол . Цель достигаетс  применением в устройстве, содержащем первичный кз- мерительньш преобразователь и электронный блок обработки информации, в качестве первичного измерительного преобразовател  дискового сердечника с двум  одинаковыми диаметрально противоположными отверсти ми и помещенной на внутренней перемычке между отверсти ми обмоткой возбуждени  и двум  информационными обмотками, размещенными на внешних диаметрально . противоположных перемычках сердечника , а боковые поверхности сердечника закрыты двум  металлическими концентраторами , которые соединены между co-j бой двум  одинаковыми металлическими немагнитными стержн ми, проход щими через отверсти  в сердечнике. Данна  конструкци  позвол ет реализовать дифференциальный метод обработки информации и повысить чувствительность. Г 3. п. ф-лы, 3 ил. (Л N 4 ю со СП

Description

Изобретение относитс  к океанографическим измерени м и может быть использовано дл  измерени  естественной электрической составл ющей напр женности электромагнитного пол , индуцированного при взаимодействии пол  скоростей движущейс  области морской воды с магнитным полем Земли.

Целью из обретени   вл етс  повы- шение чувствительности устройства.

На фиг.1 приведена конструкци  первичного измерительного преобразовател , разрез; на фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.З - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Первичньй измерительный преобразователь содержит дисковый сердечник 1 с двум  одинаковыми диаметрально противоположными отверсти ми, обмотку 2 возбуждени , помещенную на внутренней перемычке между отверсти ми, две информационных обмотки 3 и 4, которые размещены на внешних диаметрально г противоположных перемычках сердечника . Боковые поверхности дискового сердечника закрыты двум  металлическими концентраторами 5 и 6, соединенными между собой двум  контактными стержн ми 7. Сердечник с размещенными на нем обмотками заключен в герметичный корпус .8. Устройство содержит также генератор 9 пилообразных токовых импульсов (фиг.2 ), электронный блок 10 обработки первичной информации , включaюшз й дифференциаторы 1 1 и 12, формирователи 13 и 14 пр моугольных импульсов, инвертор 15, схему 16 совпадени  и фильтр 17 нижних частот.

Устройство работает следующим образом .

Электромагнитный процесс в исследуемой провод щей среде про вл етс  г существовании тока, протекающего через свободные проемы сердечника под действием осевой составл ющей напр женности электрического пол . Этот ток наводит в дисковом сердечнике магнитное поле напр женностью

Н

мэм I

пропорциональное напр женности

55

измер емой электрической составл ющей электромагнитного пол . Магнитное поле напр женностью (посто нное или медпенно мен ющеес ) взаимодействует с переменным (пилообразным ) полем возбуждени  Н, соз- даваемь1М посредством подачи в обмот- л ющей исследуемого электромагнитновнешних перемычках сердечника смещение максимумом сигналов U и U (фиг.З), навод щихс  в информационных обмотках 4 и 3, помещенных на внешних диаметрально противоположных перемычках, происходит в противоположные стороны на равные доли периода пилообразного пол  возбуждени . После выделени  моментов достижени  максимумов сигналами U и U с помощью дифференциаторов 11 и 12 и последующего формировани  пр моугольных импульсов посредством формирователей 13 и 14 импульсные последовательности Uj и и (фиг.З) на их выходах имеют различные скважности: в одной из последовательностей длительность импульсов несколько больше длительности пауз, в другой, наоборот, длительность пауз на такую же величину больше длительности импульсов. С помощью инвертора 15 и схемы 16 совпадени  из последовательностей пр моугольных импульсов Uj и U4 формируетс  последовательность пр моугольных импульсов Uj , длительность импульсов в которой пропорциональна величине напр женности измер емого магнитного пол  Hj,, , а следовательно, в конечном счете пропорциональна величине Напр женности электрической состав

. о 5 О -

5

5

0

5

л ющей исследуемого электромагнитноку 2 возбуждени  пилообразных токовых и myльcoв от генератора 9 пилообразных импульсов. Так как обмотка 2 возбуждени  помещена на средней перемычке дискового сердечника, то создаваемое ею переменное магнитное поле Н, замыкающеес  Bojcpyr свободных проемов сердечника, в одной из внешних пере- мьгчек суммируетс  с измер емым полем изм создаваемым за счет протекани  тока через свободные проемы сердечника , в другой внешней перемычке, наоборот, эти пол  вычитаютс . Следовательно , при указанном расположении обмотки возбуждени  измер емое поле Н,з в одной из внешних перемычек смещает пилообразное поле возбуждени  в положительную сторону, в другой внешней перемычке - в отрицательную . В силу однородности материала одного сердечника эти смещени  пол  возбуждени  во внешних перемыч- ках при разных знаках имеют одинаковые абсолютные значени . В результате дифференциального сложени  полей возбуждени  H.i и измер емого Н„, во

И ЗМ

внешних перемычках сердечника смещение максимумом сигналов U и U (фиг.З), навод щихс  в информационных обмотках 4 и 3, помещенных на внешних диаметрально противоположных перемычках, происходит в противоположные стороны на равные доли периода пилообразного пол  возбуждени . После выделени  моментов достижени  максимумов сигналами U и U с помощью дифференциаторов 11 и 12 и последующего формировани  пр моугольных импульсов посредством формирователей 13 и 14 импульсные последовательности Uj и и (фиг.З) на их выходах имеют различные скважности: в одной из последовательностей длительность импульсов несколько больше длительности пауз, в другой, наоборот, длительность пауз на такую же величину больше длительности импульсов. С помощью инвертора 15 и схемы 16 совпадени  из последовательностей пр моугольных импульсов Uj и U4 формируетс  последовательность пр моугольных импульсов Uj , длительность импульсов в которой пропорциональна величине напр женности измер емого магнитного пол  Hj,, , а следовательно, в конечном счете пропорциональна величине Напр женности электрической составго ПОЛЯ провод щей среды. При этом вследствие реализации в устройстве дифференциального принципа преобразовани  крутизна преобразовани  напр женности пол  в пропорциональный временной интервал в два раза вьпле по сравнению с прототипом. Используемьй в блоке обработки первичной информации фильтр 17 нижних частот выполн ет функцию детектора скважности, по уровню сигнала на выходе которого можно судить о направлении тока через свободные проемы сердечника, а значит, и о направлении осевой составл ющей напр женности электрического пол  провод щей среды.

Использование в предпагаемом устройстве описанной конструкции первичного измерительного преобразовател  дл  измерени  напр женности электрического пол  в провод щей среде позвол ет на одном сердечнике с двум  свободными проемами реализовать дифференциальный принцип преобразовани  и, тем самым, вдвое повысить крутизну преобразовани  без ухудшени  других метрологических характеристик.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  естественного электрического пол  в провод щих средах, содержащее первичный измерительный преобразователь, выполенный на ферромагнитном сердечнике с обмотками, и электронный блок

/

42959

обработки первичноГ информации, о т л и ч а ю UI е а с   тем, что, с целью повьпнеци  чувствительности, первичный измерительный преобразова- тель выполнен в виде дискового сердечника с двум  одинаковыми диаметрально противоположными отверсти ми, на перемычке между которыми размеще Q на обмотка возбуждени , подключенна  к генератору пилообразных токовых импульсов , и двум  информационными обмотками , размещенными на боковых диа5

0

5

0

5

метрально противоположных перемычках сердечника И подключенными к электронному блоку обработки первичной информации, а боковые поверхности сердечника закрыты двум  металлическими концентраторами, соединенными между собой двум  контактными стержн ми , проход щими через отверсти  сердечника.

2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что электронный блок обработки первичной информации содержит два дифференциатора, к входам каторых подключены информационные обмотки, а выходы соединены с входами двух формирователей пр моугольных и myльcoв соответственно, выходы формирователей соединены с входами схемы совпадени , причем один - непосредственно, а другой - через инвертор, выход одного из формирователей подключен к фильтру нижних частот, а выходы схемы совпадени  и фильтра нижних частот  вл ютс  выходом всего устройства.

9u2.f

ftt.3