Способ контроля параметров электрического поля в ограниченных объемах проводящих сред

 

Изобретение относится к физическим методам диагностики и может использоваться в таких областях, как биофизика, медицина, магнитная гидродинамика. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет контроля электрических полей в средах с частично недоступными для размещения датчиков электрического поля объемами. Реализующие способ устройства содержат контролируемый объем 1 среды, вспомогательный объем 2 из твердого проводящего материала, изолятор 4, поверхность 5, электроды. Достижение поставленной цели достигнуто благодаря размещению датчика электрического поля внутри и на поверхности вспомогательного объема из твердого проводящего материала, находящегося в электрическом контакте с поверхностью контролируемого объема среды. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (1() (51)5 G 06 G 7/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4394040/24; 4394056/24 (22) 22.02.88 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (75) В.И,Новожилов (53) 681.3(088.8) (56) Р.Дж.Голдстон. Диагностика высокотемпературной плазмы в магнитных ловушках. /Основы физики плазмы, т,2, M,:

Энергоатомиздат, 1984, с.583, Тетельбаум И,М, Электрическое моделирование, Физматгиз, 1959, с.265 — 284, рис.253, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

/ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ОГРАНИЧЕННЫХ ОБЪЕМАХ ПРОВОДЯЩИХ СРЕД (57) Изобретение относится к физическим методам диагностики и может быть использоавно в биофизике, медицине, магнитной гидродинамике, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет контроля электрических полей в средах с частично недоступными для размещения датчиков электрического поля объемами. Схемы)реализующее способ, содержат контролируемый объем 1 среды, вспомогательный объем 2 из твердого проводящего материала, изолятор .4, поверхность

5, электроды. Достижение поставленной цели достигнуто благодаря размещению датчика электрического поля внутри и на поверхности вспомогательного объема из твердого проводящего материала, находящегося в электрическом контакте с поверхностью контролируемого объема среды, 4 ил. о

4 ф о

)

Изобретение относится к физическим методам диагностики и может быть использовано в биофизике, медицине, магнитной гидродинамике в качестве метода неразрушающего измерения.

Целью изобретения является расширения функциональных возможностей путем обеспечения воэможности контроля электрических полей в обьемах сред, частично недоступных для размещения датчиков электрического поля.

На фиг,1 показана схема организации контроля при определении распределения напряженности поля в струе плотной высокотемпературной плазмы; на фиг,2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг,3 — схема размещения вспомогательного объема и электродов при определении распределения потенциала в струе плотной высокотемпературной плазмы; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.1.

На фиг,1 — 4 обозначены: 1 — контролируемый объем среды; 2 -- вспомогательный объем из твердого проводящего материала;

3 — электроды; 4 — изолятор; 5 — поверхность; 6 — электроды, Рассмотрим задачу восстановления распределения напряженности поля в струе плотной проводящей плазмы, находящейся в магнитном поле (фиг,1). Так как электрическое поле связано со скоростью струи законом Ома

J = сг(Е -- fv. Н), где Š— напряженность электрического поля;

l-l — напряженность магнлтного поля;

v — скорость струл; ст- проводимость, тО с тОчнОстью до слагаемогоjfo распределение Е соответствует распределению скорости v, если Й постоянно, Будем рассматривать прямоугольную геометрию канала с лйнейными размерами

tx=ly==20; l>=10 см, Вспомогательный объем

2, заполненный,. например, графитом и ограниченный изолятором 4, имеет те же линейные размеры, что и канал, в котором течет струя (исследуемый объем), Будем считать, что проводимость струи равна проводимости графита, а скорость струи вдоль

<анала (ось Х) постоянна, Контакт проводника в дополнительном объеме со струей осуществляется по поверхности 5, свободной от иЭолятора. Электроды размещаются в плоскости ZY вдоль каждой из координат. Вдоль оси Х измерения распределение потенциала или напряженности поля не производится, так как из-за постоянстВа скорости Вдоль этой осМ постоянны и параметры поля вдоль нее, 5

Для обеспечения периодических краевых условий, используемых в алгоритмах пересчета, электроды 6, расположенные симметрично на поверхности контролируемого 1 и вспомогательного 2 объемов, шунтируются. Датчики сигнала представляют собой два близко расположенных электрода. Датчики для последовательных моментов времени опрашиваются и затем результаты опроса приводятся с помощью

ЭВМ в соответствие с параметрами основного контролируемого объема 1 среды.

Рассмотрим задачу восстановления распределения потенциала в струе плотной высокотемпературной плазмы, находящейся во внешних электрических и магнитных полях, Ставится задача исследования неоднородностей электрического поля в струе на выходе из канала (на фиг.2 не показан), Будем считать, что канал и струя имеют прямоугольную форму, а вынос электрических силовых линий происходит, в основном, вдоль струи (ось Х), так что пространственное изменение потенциала происходит в плоскости ZX. В качестве вспомогательного объема 2, в котором производится контроль потенциала, возьмем прямоугольный кусок графита с размерами lx=lv и lz вдоль осей Х, Y соответственно (фиг.2). Вспомогательный объем 2 погружается в струю на глуЬину, соответствующую размеру выходного отверстия. Во вспомогательном объеме 2 электроды 3 размещены в соответствии с

flpAMoóroëüHoé координатной сеткой: по 9 электродов вдоль осей Х и Е, 3 электрода вдоль оси Y. Потенциал измеряется относительно электрода 6, помещенного на противоположной стороне обьема 1 (струи), Датчики для последовательных моментов времени опрашиваются крейтом "Камак", сопряженным с ЭВМ, в результате чего в ее памяти для каждого из моментов времени формируется совокупность значений потенциала, соответствующая распределению потенциала во вспомогательном объеме 2 в выбранный момент времени. В результате обработки этой совокупности значений сигнала, в которую входит определение пространственного спектра в пределах интервала, его продолжение на исследуемый объем и восстановление потенциала в этом объеме, на выходе из 3ВМ для каждого из моментов времени получаем распределение потенциала в контролируемом объеме 1, которое представляется на регистрирующем устройстве.

Формула изобретения

Способ контроля параметров электрического поля В ограниченных объемах проводящих сред, Основанный на размещении

1674176 датчиков электрического поля на поверхности контролируемого объема среды, измерении и фиксации параметров электрического поля, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности контроля электрических полей в объемах сред, частично недоступных для размещения датчиков электрического поля на части поверхности контролируемого объема среды размещают вспомогательный объем из твердого проводящего материала, находящийся в электрическом контакте с контролируемым объемом, укрепляют внутри и на свободной поверхности вспомогательного объема датчики электрического поля, производят измерение параметров электрического поля во вспомогательном объеме, которые затем приводят в соответствие с параметрами электрического поля основного контролируемого объема среды по результатам решения интегрального урав5 нения

f(zp f к(гд ) f(z ) dz; о

10 где k(z,z) = — +, Я (з!па4.zslncc4 z +

+ сОЗ о4 z cos и4 z) — ядро, являющееся конечномерной аппроксимацией а-функции;

z — координата вспомогательного объе 1 ма;

z — координата основного объема.

1674176

Я(ФиР. 5

Составитель А,Маслов

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор М,Демчик

Редактор А.Лежнина

Заказ 2925 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101