Способ измерения параметров электростатического поля и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения параметров электростатического поля, заключа щийся в том, что энергию электростатического поля преобразуют в энергию светового излучения люминофора, энергию светового излучения лю1чинофора преобразуют в электрический сигнал, по величине которого судят о значении измеряемого параметра электростатического поля, о т л и ч а rain и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения , энергию электростатического поля дополнительно преобразуют в энергию светового излучения гаэа, которую также преобразутэт в энергию светового излучения люминофорао (Л оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (П) 3(59 G 01 29 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3434688/18-21 (25) 3434685/18-21 (22) 06.05.82 (46) 15.02.84. Бюл. Р 6 .(72) A.Ï.Бельсков (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 418815, кл. 0 01 Н 29/12, 08.02.73 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО IIOJIH И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ измерения параметров электростатического поля, заключающийся в том, что энергию электростатического поля преобразуют в энергию светового излучения люминофора, энергию светового излучения люминофора преобразуют в электрический сигнал, по величине которого судят о значении измеряемого параметра электростатического поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности из.мерения, энергию электростатического поля дополнительно преобразуют в энергию светового излучения газа, которую также преобразуит в энергию светового излучения люминофора.

1i 73711

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее чувствительный элемент со слоем люминофора, фотоэлектрический преобразователь энергии светового излучения в электрический сигнал и индикатор, связанный с выходом преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что чувствительный элемент выполнен в виде

Изобретение относится н электроизмерительной технике и может быть использовано для индикации и измере. нйя параметров электростатического поля.

Известен способ индикации и измерения параметров электростатического поля, заключающийся в том, что энергию электростатического поля преобразуют в энергию светового излучения люминофора, энергию светового излучения люминофора фотоэлектрнчес. ким путем преобразуют в электрический сигнал, по величине которого судят о значении измеряемого пара- 15 метра электростатического поля (1) .

Однако известный способ не обеспе. чивает необходимой чувствительности и точности индикации и измерения параметров электростатического поля, 7п что обусловлено высоким уровнем затрат энергии электростатического поля исследуемого объекта в процессе возбуждения частиц люминофора.

Известно также устройство для индикации и измерения параметров электростатического поля, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде последовательно соединенных коллектора, изолирующей шайбы и слоя люминофора, нанесенного на светопроницаемую основу, фотоэлектрический преобразователь энергии светового излучения люминофора в электрический сигнал и индикатор, связанный с выходом преобразовате" ля (1) .

Известное устройство характеризуется недостаточной чувствительностью, связанной с высоким уровнем затрат энергии электростатического 4О поля на возбуждещ е частиц люминофора.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения параметров, электростатического поля.

Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу измерения параметров электростатического поля, заключающемуся в том, что энергию Я) полого замкнутого баллона из электро и магнитно-прозрачного материала, имеющего оптически прозрачное окно для выхода светового потока, баллон заполнен газом, обладающим ионизационной и светоизлучающей способностью, а слой люминофора нанесен на внутреннюю поверхность баллона по его образующей.

2 электростатического поля преобразуют в энергию светового излучения люминофора, энергию светового излучения люминофора преобразуют в электрический сигнал, по величине которого судят о значении измеряемого пара метра электростатического поля, энергию электростатического поля дополнительно преобразуют в энергию светового излучения газа, которую также преобразуют в энергию светового излучения люминофора.

Кроме того, в устройстве для измерения параметров электростатического поля, содержащем чувствительный элемент со слоем люминофора, фотоэлектрический преобразователь энергии светового излучения в элект >ический сигнал и индикатор, связанный с выходом преобразователя, чувствительный элемент выполнен в виде полого замкнутого баллона из электро- и магнитно-прозрачного материала, имеющего оптически прозрачное окно для выхода светового потока, баллон заполнен газом, обладающим ионизационной и светоизлучающей способностью, а слой люминофора нанесен на внутреннюю поверхность баллона по его образующей.

На чертеже схематически изображена конструкция чувствительного элемента устройства для осуществления предлагаемого способа, Способ индикации и измерения параметров электростатического поля заключается в следующем.

Энергию контролируемого электростатического поля преобразуют в энергию светового излучения люминофора и в энергию светового излучения газа в замкнутом объеме, обладающего ионизационной и светоизлучающей способностью, полученную энергию светового излучения газа преобразуют в энергию светового излучения люминофора, а суммарную энергию светового излучения газа и люминофора фотоэлектрическим путем преобразуют в электрический сигнал, по величине которого судят

107371 .

Составитель С. Вейский

Редактор М. Келемеш Техред M.Tenep Корректор С>. Тигор

Заказ 324/45

Подписное

Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 о значении измеряемого параметра электростатического поля.

При этом для ионизации газа в замкнутом объеме расходуется малая часть энергии электростатического поля исследуемого объекта, что способствует повышению чувствительности и точности индикации и измерения параметров поля. Это обусловлено тем, что в газе молекулы находятся в свободном состоянии и, в отличие от молекул кристаллов, удалены на значительные расстояния друг от друга. При таком положении возбужденные молекулы газа испытывают малое количество столкновений сдругими мо- 15 лекулами газа, т.е. за время возбужденного состояния они пойти не теряют энергии, сообщенной им электростатическим полем. Таким образом, большая часть энергии возбужденных молекул 7р преобразуется в энергию светового излучения газа. Световые кванты и возбужденные молекулы газа, воздействуя на поверхность люминофора, возбуждают электроны кристаллической решетки вещества люминофора.

Кроме того, возбуждение люминофора происходит и под непосредственным воздействием электростатического поля. При этом возникает суммарная энергия светового излучения газа и люминофора.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит чувствительный элемент, который выполнен 35 в виде баллона 1 цилиндрической формы, изготовленного из электро- и магнитно-прозрачного материала, например кварцевого стекла. Внутренняя поверхность баллона 1 по образующей покрыта люминифором 2. Одна из тор- 4О цовых частей баллона 1 имеет гладкое оптически прозрачное окно 3, а другая часть запаяна после нанесения люминофора 2 и заполнения баллона 1 газом 4, обладающим ионизационной 45 и светоизлучающей способностью..

В качестве заполняющего баллон 1 газа может быть использован аргон в смеси с парами ртути, а в качестве люминофора 2 — галофосфат кальция. 5О

Устройство работает следующим образом.

При наличии на исследуемой поверх. ности или в исследуемом пространстве электростатического поля под воздействием электростатической индукции происходит ионизация и свечение в баллоне 1 газа 4. Под воздействием электростатической индукции фотонов светового излучения и возбужденных молекул газа 4 происходит возбуждение и частиц люминофора 2, который также начинает светиться. Таким образом, люминофор 2 и газ 4 становятся источником суммарной энергии светового излучения, наблюдаемого в оптически прозрачное окно 3 баллона 1, Для ионизации газа 4 расходуется малая часть энергии электростатического поля исследуемого объекта, что способствует повышению чувствительности и, соответственно, точности индикации и измерения парамет. ров электростатического поля. Суммарную энергию светового излучения газа 4 и люминофора 2 с помощью фотоэлектрического преобразователя преобразуют в электрический сигнал, величину которого контролируют по индикатору (на чертеже не показано), Для измерения величины светового потока, выходящего через оптически прозрачное окно 3 баллона 1, может быть также использован люксметр.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет повысить точность и расширить пределы индикации и измерения параметров электростатического поля в сторону весьма малых величин, Предложенный способ и устройство могут быть использованы для исследования электромагнитных полей и излучений, а также для контроля электростатических полей в технологических процессах, сопровождающихся электризацией продуктов переработки, получаемой продукции и оборудования.