SU917134A1

SU917134A1 - Способ измерени электрического пол в море

Info

Publication number: SU917134A1
Application number: SU802980844A
Authority: SU
Inventors: Владимир Георгиевич Селятицкий; Николай Яковлевич Стешенко; Владимир Фролович Еремшин; Владимир Иванович Маськов
Original assignee: Сибирский научно-исследовательский институт метрологии
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1982-03-30

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКСТО .ПОЛЯ В МОРЕ

1

Изобретение относитс к эпектрожз- мерительной технике и предназначено дл использовани при гидрофизических и геофизических исследовани х мщэового океана.

Известен способ измерени электрического пол в провод щей среде, иредусматривающий определение вектора; плотности тока проводимости через проем тороидального электромагнитаого приемника 11 .

Недостаток известного способа св зан с необходимостью пересчета результатов измерени плотности тока проводимости в напр женность электрического пол через электропроводность среды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс контактный способ измерени электрического пол в море, основанный на фиксации разности электрических потенциалов в двух пространственно разнесённых точках водной среды и расчетном гэтределении напр женности электричёсКОГО ПОЛЯ на зафиксированной разности потенциалов и известной величины измерительной базы 12 .

В данном способе используетс зависимость между разностью электричес-ч

ких потенциале® проекцией вектора плотности тока проводимости 6 на направление разноса выбранных точек, т. е, на направление измерительной базы:

fO

s ё

t cos ,

frV

- измерительна база (рассто где ние между точками измерени ) ;

15 ek. - угол между направлением измерительной базы и вектором плотности тока проводимости; 6 - удельна электропроводность

среды.

JO

Структура электрического пол в море вл етс чрезвычайно сложной, поскольку на нее воздействует большое количество различных источников. Можни выдели1Ъ два наийопее изученных вида электромаг нитных полей, наблюдаемых в море,э ектрЬмагннтное поле внешнего происхождени и электромагнитное поле морских течений. При использовании указанно го контактного способа измерени элект рической составл ющей электромагнитног пол фшссируем,а разность электрических потенциалов представл ет собой сумму сигналов упом нутых источников. Пор до величин и спектральный состав этих сигналов примерно одинаков, что значительн зат|зу н ет возможность их раздельного всследованн . Дл этого осуществл етс сложна постановка измерительной аппаратуры в дрейфе и на дне мор с последующей математической обработкой по- лучентлх результатов ъз ерекк . Цель изобретени - обеспечение во;зможности раздельного контрол компонентов электрического пол от внешних источников и от морских течений. Поставленна достигаетс тем, что в способе измерени электрического пол в море, основанном на фиксации разности электрических потенциалов в двух пространственно разнесенных точках водной среды и расчетном определении напр женности электрического пол по зафиксированной разности потенциалов и известной величине измерительной базы, в месте расположени измерител осуществл ют периодическую компев сашпо магнитного пол Земли с частотой превышающей верхний предел частотного диапазона контролируемых сигналов, после чего производ т частотное разделение модулированного сигнала, выаааиного морскими течени ми, и немо- дулированного сигйала, обусловленного внешними источниками. Предлагаемый способ ж:пальзует различи в природе, образовани электрического пол в море под воздействием овдельных источников. Электромагнитные волны внешнего происхождени , св занные с переменными токами, возникающими в ионосфере и околоземной плазме, образуют в море электрическую составл ющую обусловленную возникновением тока проводимости при распространении электромагнитной волны в провод щей среде. Электромагнитное поле морских течений образуетс индуктивным путем при движении провод щей морской воды в магнитном поле Земли. При этом взаимодействие скоростных полей воды (однонаправленное движение противоположно зар женных ионов) с полем Земли характеризуетс выражением Ё: УхВ , где Е - напр женность возникающего электрического пол ; . V - скорость движени морской В - составл юща индукшш магнитндго пол Земли, ортогональна направлению скорости движени . При реализации предлагаемого способа в исследуемой области морского пространства создают пульсирующее с частотой:W однородное магнитное поле, направленное встречно магнитному полю Земли, т. е. осуществл ют периодическую компенсацию последнего. Частота ком-, пенсации о выбираетс значительно большей (минимум на пор док) верхнего предела частотного диапазона контролируемых сигналов. Вектор индукхши суммарного магнитного пол сохран ет при этом прежнее направлении, а по амплитуде преобразуетс из посто нного в переменный. Согласно вьш1еприведенному выражению в этом случае при наличии течени в месте расположени измерител образуетс модулированное электрическое поле, частота модул ции которого равна а(,а амплитуда пропорциональна напр женности составл ющей пол , возникающей под воздействием морских течений. Измерительные электроды , предназначенные дл измерени разности электрических потенциалов, располагают в указанной области на известном рассто нии друг от друга (базе измерени ) и с их выхода фиксируют сигнал, представл ющий собой сумму немодулированного сигнала от внешних .(ионосферных) источников и модулированный сигнал от полей течений . Таким образом, осуществл етс перенос спектра сигнала от одного из источников (течений) в область более высоких частот. Соответствующа аппаратура осуществл ет частотное разделение контролируемых сигналов. Практическа реализаци предлагаемого способа измерени возможна на основе измерителей электрическогЬ пол , использующих малые базы измерени , геометрические размеры которых позвол ют поместить их во внутреннюю область источника локального магнитного ПОЛЯ, свободную дл доступа движущейс морской воды. Величина индук ши компенсирующего магнитного пол выбираетс величины индуквди пол Земли с учетом замыкающих свойс окружающей источник внещней средь. . Предлагаемый способ измерени может найти применение дл повышени точности магнитотеллургйческих зондирований . Формулаиаобретени Способ измерени электрического пол в море, основанный на фиксации разности электрических потеншалЬв в двух пространственно разнесенных точка водной среды и расчетном iопределении. напр женности электрического пол по зафиксированной разности потенциалов и известной величине измерительной базы, отличающийс тем, 34 что, с целью обеспечени возможности раздельного контрол компонентов пол от внешних источников и от морских течений, в месте расположени измерител осуществл ют периодическую компенсацию магнитного пол Земли с частотой , превьпиающей верхний предел частотного диапазона контролируемых сигналов, после чего производ т частот ное разделение модулированного сигнала, вызванного морскими течени ми, и немодулированного сигнала, обусловленного внешними источниками. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство (ХСР № 3170ОЗ, кл. O01R 29/08, 1970. 2.Лейкис Д. И., Кабанов Б. Н. Нетюл ризующиес электроды дл измерений малы разностей поте шиалов в море. Труды института океанологии АН СССР т. XIX , 1956, с. 112-116,

Claims

Форму ла иэобретения

Способ измерения электрического 15 поля в море, основанный на фиксации разности электрических потенциалов в двух пространственно разнесенных точках водной среды и расчетном (определении.: напряженности электрического поля по 20 зафиксированной разности потенциалов - и известной величине измерительной базы, отличающийся тем,

34 6 что, с целью обеспечения возможности раздельного контроля компонентов поля от внешних источников и от морских течений, в месте расположения измерителя осуществляют периодическую компенсацию магнитного поля Земли с частотой, превышающей верхний предел частотного диапазона контролируемых сигналов, после чего производят частотное разделение модулированного сигнала, вызванного морскими течениями, и немодулированного сигнала, обусловленного внешними источниками.