Индикатор полярности электростатического поля

 

Союз Советских

Социапистичесиих

Рес убпии (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (5l ) NL. Кл.

6 О1 R 29/12 (22)Заявлено 01.04.81 (21) 3267623/18-21 с присоединением заявки М— (23 ) П риоритет9кудеротееииый квинтет

СССР ио делен изобретений и открытий (5З) Ю,К621 ° 3!7..7(088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 30 . 10.82 (72) Авторы изобретения

А. P. Мальцев, И. Н. Елисеев и С. Г. Частников (7i ) Заявитель (54) ИНДИКАТОР ПОЛЯРНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для определения полярности электростатических полей, например, при исследовании электризации, профилактике пожаровзрывоопасных ситуаций и др.

Известен индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала, блок опорного сигнала, выполненный в виде высокочастотного генератора и индикатор положительной и отрица-. тельной полярности 1

Недостатком известного индикатора является низкая надежность и чувствительность.

Известен индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала, блок опорного сигнала, выполненный в виде фотоимпульсного преобразователя, и

:индикатор положительной и отрицательной полярности, соединенный с выходом фотоимпульсного преобразователя (2).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность и чувствительность. Блок опорного сигнала известного устройства сложен конструктивно, требует точной взаимной установки отдельных элементов и юстировки механических узлов, что снижает надежность работы устройства. Низкая чувствительность известного устройство ва обусловлена недостатками, присущими способу, положенному в основу определения полярности и. заключающемуся в сравнении амплитуды измеряемого и опорного сигналов, при котором опор3 97027 ный сигнал в зависимости от знака на"

f пряженности поля может совпадать с фазой измеряемого сигнала или находиться в противофазе с ним. Вввиду недостаточной чувствительности опре деление полярности слабых электростатических полей известныы устройством не дает желаемого результата.

Цель изобретения - повышение надежности индикации и чувствительнос- ip ти устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в индикатор полярности электроста. тического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, вы- д полненный в виде ротора, соединенного с двигателем, и статорной пластй ны, соединенной с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, дополнительно введены вторая ста торная пластина, второй усилитель» блок совпадения и блок ЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполнен в виде цилин- дра с прямоугольными прорезями по образующим,распределительными равномерно и диаметрально противоположно, первая статорная пластина преобразователя электростатического поля идентична по форме прорези ротора и расположена внутри ротора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально противоположно

35 ей,. вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины, помещен в экран„ индикатор положительной и отрицательной полярности выпол45 нен в виде двух .элементов индикации, а выходы усилителей соединены с входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разрешающий вход блока

ЗАПРЕТ связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПРЕТ соединены с входами элементов индикации положигельной и отрицательной полярности соответственно. В качестве блока опорного сиг- нала может быть использован электрет.

На фиг. 1 схематически изображен индикатор полярности электростатического поля; на фиr. 29 и 5 приведены импульсы заряда Я ИИ*ъ и Ч инда» инду цированные на статорйых пластинах 3 и 4 при различном знаке напряжения электростатического поля, соответствующие им двуполярные импульсы тока

i+ и во входных цепях усилителей, импульсы U и U6 напряжения на выходах усилителей и импульсы напряжения на выходе блока ЗАПРЕТ 08 и блока совпадения 0„.

Индикатор полярности электростатического поля содержит двигатель 1, на валу которого жестко закреплен электрически связанный с землей цилиндрический ротор 2 с прямоугольными прорезями по образующим цилиндра, распределительными равномерно и диаметрально противоположно, статорные пластины 3 и 4, идентичные по форме прорезям ротора и установленные внутр». ротора параллельно его образующим и диаметрально противоположно по отношению друг к другу, усилители и 6, блок 7 совпадения, блок 8 ЗАПРЕТ, индикаторы положительной 9 и отрицательной 10 полярности, источник 11 постоянного напряжения, например положительной полярности, электрод 12, подключенный к выходу источника постоянного напряжения и установленный с наружной стороны цилиндрического ротора против статорной пластины 4, и экран 13.

В качестве блока опорного сигнала может быть использован электрет.

Индикатор полярности электрических зарядов работает следующим образом.

При вращении двигателя 1 секторы цилиндрического ротора 2 периодически экранируют статорные пластины 3 и

4, осуществляя модуляцию электростатического поля Е, полярность которого необходимо определить, и электрического поля источника 11 постоянноГо напряжения известной полярности, например положительной. При этом на статорных пластинах 3 и 4 периодически появляются индуцированные заряды, величина которых изменяется во времени в соответствии с фиг. 2. Знак импульсов индуцированных зарядов противоположен полярностям электростатического поля и электрического поля источников, вызвавших эти импульсы.

Импульсам индуцированных зарядов соответствуют двуполярные импульсы тока во входных цепях усилителей 5 и

6. Усилители 5 и 6 воспринимают им0271 6

15

Формула изобретения

97 пульсы тока только определенной полярности, в результате на выходе усилителей появляются импульсы напряжения, не совпадающие во времени при различной полярности электростатического поля и электрического поля источника 11 постоянного напряжения -Ео и +U (фиг. 2а) и совпадающие во времени при +Ео и +о (фиГ. 2о). Ввиду того, что вйход усилителя 6 соединен с разрешающим входом блока ЗАПРЕТ 8, в первом .случае (-Ео и +U фиг. 2O) импульс с выхода усилителя 5 пройдет на выход блока ЗАПРЕТ и соот" ветственно на вход индикатора.10 отрицательной полярности, при положительной полярности электростатического поля +Е (фиг, 2д) импульсы напряжения совпадают во времени, поэтому на выходе блока 7 совпадения появляется импульс, воздействующий на вход индикатора 9 положительной полярности.

При необходимости регистрации изменения полярности электростатического поля в индикаторах 9 положительной и 10 отрицательной полярности можно предусмотреть кнопку или контакт

"Сброс", с помощью которых осущест влять сброс показаний вручную или автоматически через определенный промежуток времени, например с помощью реле времени, включающегося при приходе первого импульса.

Индикатор полярности электростатического поля имеет более простую схему индикации знака поля по сравнению с известными устройствами. В устройстве нет механических узлов, требующих юстировки. В результате изобретение позволяет повысить надежность индикации полярности электростатического поля при относительной простоте устройства. Ввиду того, что процесс детектирования полярности электростатического поля в данном устройстве основан на логическом сравнении сигналов (при совпадении во времени последовательностей импульсов, полученных в результате модуляции индициру" емого электростатического поля и электрического поля опорного источника полагают полярность электростатического поля положительной, при несовпадении - отрицательной), результат индикации полярности не зависит от соотношения амплитуд измеряемого и опорного сигналов (фиг. 2с1ф). Это гозволяет определить полярность слабых электростатических полей, т. е. данное изобретение имеет повышенную чувствительность и расширяет нижнюю границу измеряемого диапазона. Чувствительность устройства определяется параметрами входной электрической цепи усилителя 5 и при использовании элементов электрояетрической аппаратуры может быть весьма, высокой, поскольку погрешность, вносимая опорным сигналом,не влияет на результат измерения.

Предлагаемый индикатор полярности электростатического поля позволяет повысить надежность индикации и чувствительность устройства.

Индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выпол" ненный в виде ротора, соединенного с дви: гателем и статорной пластины, соединенный с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности индикации и чувствительности, в него дополнительно введе. ны вторая статорная пластина, второй усилитель, блок совпадения и блок

ЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполнен в виде цилиндра с прямоугольными прорезями по образующим, распределенными равномерно и диаметрально противоположно, первая статорная пластина преобразователя электростатического поля идентична по форме прорезям ротора и расположена внутри рОтора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально .противоположно ей, вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен-с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины, помещен в экран, индикатор положительной и отрицательной полярности выполнен в виде двух элементов индикации, а выходы усилителей соединены со входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разреаказ 8381/55 одписное шающий вход блока ЗАПРЕТ связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПРЕТ соединены с входами элементов индикации положительной и отрицательной полярности соответственно.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богуш Е.Г., Гросс Л.Г., Краацов Л.И., Павленко E.Ñ. и Петров itI,A

970271 8

Измеритель электростатических зарядов

ИЭЗ-П. - "Измерительная техника", 1Я78, 16.5, с. 70.

2. Абрамян В. К., Авакян В.В., Айрапетян Г.Г. и Бекяшев Р.Х. Устройства для контроля уровня электризации в аппаратах с двухфазной системой газ-твердые частицы. - "Измерительная техника", 1978, и 5, с. 73 (прототип).

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4