Дозиметр напряженности электрического поля

Дозиметр напряженности электрического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДОЗИМЕТР НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий датчик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, выходы которого соединены со светодиодами, и часовой механизм электромеханических часов, отличагощийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый канал компаратора снабжен пучком световодов, входные торцы которых оптически связаны со светодиодами , а выходные размещены с шагом не менее диаметра световода на плоскости диафрагмы , закрепленной на часовой оси часового механизма с возможностью светового контакта с фотодиском, закрепленным на минутной оси часового механизма, причем отверстия в диафрагме выполнены в виде дугообразных щелей, расположенных группами по числу С 5S каналов компаратора, смешенных одна относи (Л тельно другой в радиальном направлении на расстоянии шага расстановки выходных торцов световодов и в направлении, обратном вращению диафрагмы, на длину шели, причем количестно отверстий в группе соответсгвует числу световодов в пучке каждого канала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

41511 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615051/24 — 21 (22) 06.07.83 (46) 23.04.85. Бюл. Р 15 (72) А. Б. Немировский и С. Д. Амромин (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики и Новосибирский электротехнический институт (53) 621.317.328 (088.8) (56) 1. Обзорная информация, сер. 4 "Линии электропередачи и подстанции, сельская электрификация", вып. 2, М., 1980, с. 43 — 46.

2. Отчет НИР по теме "Разработать и внедрить эффективные. способы и средства электробезопасности при эксплуатации электроустановок". Новосибирск, 1982, рег.

У 01823006115, с. 11 —.12,28. (54) (57) ДОЗИМЕТР НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий датчик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканальÄÄSUÄÄ 1151895 А ного компаратора, выходы которого соединены со светодиодами, и часовой механизм электромеханических часов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый канал компаратора снабжен пучком световодов, входные торцы которых оптически связаны со светодиодами, а выходные размещены с шагом не менее диаметра световода на плоскости диафрагмы, закрепленной на часовой оси часового механизма с возможностью светового контакта с фотодиском, закрепленным на минутной оси часового механизма, причем отверстия в диафрагме выполнены в виде дугообразных щелей, расположенных группами по числу каналов компаратора, смещенных одна относительно другой в радиальном направлении на расстоянии шага расстановки выходных торцов световодов и в направлении, обратном вращению диафрагмы, на длину щели, причем количество отверстий в группе соответствует числу световодов в пучке каждого канала.!

1S1895!!с >сбретение относится к измсрителс>ной Тсхникс и предназначено для дозиметрии воздейст" вия электрического поля промьпцленной частоTbl на персонал подстанпий и открытых распределительных устройств путем измерения напряженности электрического поля и времени экспонирования в нем.

Известно устройство для дозиметрии электрического поля, содержащее датчик напряженности электрического поля, усилитель, преоб- !О разователь напряжения в частоту импульсов и электромагнитный счетчик. Показания счетчика пропорциональны произведению амплитуды

Е на время Т пребывания испытуемого в электрическом поле (1). !5

Недостатком данного устроиства является то, что его показания пропорциональны интегральному параметру ЕТ независимо от величины измеряемой напряженности электрического поля. Это не согласуется с нормами и правилами по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи, согласно которым биологическое воздействие электрического поля дозируется по интегральному параметру ЕТ в зависимости от пороговых значений Š— 5, 10, 15, 20, 25 кВ/м.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является дозиметр напряженности электрического поля, содержаший датЭО чик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, выходы которого соединены со светодиодами, и часовой меха-. низм электромеханических часов (2) .

При превышении измеряемым сигналом максимального порогового уровня одного из каналов на его выходе формируется. напряжение, включающее установленные в канале электромеханические часы и светодиод. Часы па выходе каждого из каналов показывают 4О суммарное время экспонирования испытуемого в электрическом поле данной градации, т. е. дознметрируется локально интегральная пороговая доза, накопленная за время эксперимента. Недостатком этого устройства является также недостоверность опенки биологического действия поля .на испытуемого ввиду отсутствия информации о динамике накопления суммарной дозы на каждом из каналов . дозиметра отдельно, т. е. данных о дозах 5О непрерывного пребывания испытуемого в элек трическом лоле и паузах между ними.

Кроме того, сложность конструкции этого дозиметра, необходимость наличия 20 — 30 каналов, а следовательно, 20 — 30 часовых меха- 55 низмов, при широком диапазоне дозиметрирования значительно снижает наде кность его работы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей лозиметра напряженности электрического поля.

Поставленная цель достигается тем, что в дозиметре напряженности электрического ноля, содержашем датчик напряженности электрического поля, через усилитель соединенный с входами многоканального компаратора, вьсходьс которого соединены со светодиодами, и часовои механизм электромеханических часов, каждый канал компаратора снабжен пучком световодов, входные торцы которых оптически связаны со светодиодами, а выходные размещены с шагом не менее диаметра световода на плоскости диафрагмы, закрепленной на часовой оси часового механизма с воэможностью светового контакта с фотодиском, закрепленным на минутной оси часового механизма, причем отверстия в диафрагме выполнены в виде дугообразных щелей, расположенных группами по числу каналов компаратора, смешенных одна относительно другой в радиальном направлении на расстоянии гцага расстановки выходных торцов световодов и в направлении, обратном вращению диафрагмы, на длину шели, причем количество отверстий в группе соответствует числу световодов в лучке каждого канала.

На фиг.1 приведена блок-схема дозиметра напряженности электрического поля; на фиг.2размешение выходных торцов нескольких световодов, относительно шелевых отверстий одной группы на диафрагме; на фиг. 3 — пример расположения на диафрагме N-групп шелевых отверстий по три отверстия в каждой группе; на фиг. 4 — эскиз записи информации на фотодиске.

Дозиметр напряженности электрического поля (фиг. 1) содержит датчик 1 напряженности электрического поля, усилитель 2, многоканальный компаратор 3, светодиоды 4, све. товоды 5, диафрагму 6, часовую 7 и минут ную 8 оси часового механизма 9 и фотодиск

10.

Выход датчика 1 напряженности электрического поля, выполненного, например, в виде двух круглых металлических пластин, разделенных диэлектриком, соединен через усилитель 2 с входами многоканального компаратора 3. Компаратор предназначен для формирования напряжения на одном из N-выходов при превышении входным сигналом опорного уровня, соответствующего пороговой градации дозиметрируемой напряженности электрического поля. Число каналов N равно количеству пороговых градаций Е. Алгоритм работы многоканального комнаратора 3 опис >снается уравнением

1151

U sx x аь

U в„ ири

Вх

Я95 4 одного часа, т. е, за 1/1 полного оборота часовой оси 7: JiP, где U, — напряжение на выходе i- го канаBl» ла комиаратора;

1 и 0 -- уровни напряжения, соответствуютцие логической и О.;

U -- напряжение на входе (i-1)-го

Sx т канала компаратора.

При несоблюдении данного условия 0 „„,=О.

На выходах компаратора включены светодиоды 4, которые служат для излучения света при подаче на них выходного напрялтения компаратора. Световоды 5, образующие оптическую линию связи, служат для передачи излучения светодиодов 4 к светочувствительной поверхности фотодиска 10. Световоды объединены в пучки по М световодов в каждом, где М равно количеству часов дозиметриро20 вания, на которое рассчитана работа устроиства, например 12. Общее количество световодов составляет M. N .

Каждый световод пучка предназначен для передачи излучения светодиода соответствующего канала компаратора в течение одного

25 часа дозиметрирования. Таким образом, пучок состоит из световодов 1-го. 2-ro,..., М-ro часа дозиметрироваиия.

Один торец (входнотт) каждого из световодов пучка оптически связан со светодио- 30 дом. Вторые (выходные) торцы световодов пучка установлены над плоскостью диафрагмы 6 с зазором по отношению к ией на расстоянии 3-5 диаметра световола друг от друга вдоль радиуса диафрагмы. Этим 35 исключается при проявлении фотодиска слияние изображения двух установленных рядом световодов в одно пятно. Для удобства визуального выделения записи информации на разных каналах лозиметра интер.40 вала между выходными торпалти крайних световодов смежных пучков мотут быть увеличены. Диафрагма 6, закрепленная на часовой оси 7 часового механизма 9, предназначена для коммутации светового кон- 45 такта выходных торцов световолов со светочувствительной поверхностью фотодиска 10 и выполнена в форме диска из светонепроницаемого материала. На диске в определенном порядке нанесены группы дугообразных щелевых отверстий А 50 (фиг. 2 и 3), где 1,2,3,....N — группы отверстий. Количество групп отверстий равтто числу каналов комиаратора N. Количество отверстий в группе равно числу световодов в пучке М. Длина 3, i-n> щслевого отверстия 55 выбирается равной длине дуги. на которую иеремспгается диск диафрагмы 6 в точке установки нал иим I-го свстовола в тсчснис

roe R . — расстояние от центра вращения Лиа1 фрагмы ло центра торцовой поверхности

i-го световода, установленного над диафрагмой.

Размещение щелевых отверстий одной из групп поясняется фиг. 2. Оии располагаются в смежных секторах, смещенных относительно друг друга в направлении, обратном вращению диафрагмы, на 1/12 полного оборота часовой оси 7, т. е. на 30 . В радиальном направлении щелевые отверстия смещены на расстояние шага Ь растановки выходньтх торцов световодов над диафрагмой.

Фотодиск 10, закреттленный на минутной оси 8, предназначен для регистрации информации в моменты светового контакта соответствующего световода 5 одного из пучков через щслевые отверстия в диафрагме со светочувствительной поверхностью фотодиска. Фотодиск изготавливается из негативного пленочного фотоматериала с высокой разрешающей способностью, например, типа "Микрат--200". Часовой механизм 9 предназначен лля приведения во вращение минутной и часовой осей с закрепленными на них фотодиском и диафрагмой.

Часовой механизм может быть электроыеханического типа, например, марки ручных часов

"Луч". Этим достигается малогабаритность и высокая нацежность работы регистрирующей части дозиметра. Для светозащиты от посторонней засветки диафрагма 6 и фотодиск 10 могут монтироваться с обратной стороны часового механизма.

Дозиметр работает следующим образом.

В исходном состоянии в зависимости от напряженности Е дозиметрируемого электрического поля на одном из выходов многоканального комиаратора 3 формируется напряжение, под действием которого начинает излучать свет соответствующий светодиод 4.

Находящийся с ним в световом контакте световод 5 одного из пучков передает излучение через соответствующее щелевое отверстие А диафрагмы 6 к светочувствительной поверхности фотолиска 10. В течение времени, пока испытуемый с дозиметром находится в пределах данной градации напряженности Е, информация со светодиода записывается на вращающемся фотолискс. Если время нахождения испытуемого в пределах данной градации напряженности поля превышает час, выходной торец световода, осуществляющего запись на фотодиск, перекрывается светонепроницаемой частью непрерывно вращающейся диаВ 1151 фрагмы. При этом в световой контакт с фотодиском входит следующий световод этого же пучка, смещенный в направлении центра вращения на величину шага h (фиг. 2), перед которым оказывается нижерасположенное 5 щелевое отверстие той же группы диафрагмы 6. Благодаря предлагаемому устройству диафрагмы дозиметрирование в пределах любого из N каналов может осуществляться в течение М часов при непрерывной работе дозиметра (Т„„„— 12 ч). При перемещении испытуемого в область другой градации напряженности электрического поля работа доэиметра происходит аналогичным образом.

После проведения дозиметрирования фотодиск 15 снимается с минутной оси и проявляется.

Полученная информация регистрируется на фотодиске в форме тонких зачерненных дуг различной длины, размещенных на разном расстоянии от его центра вращения (фиг,4).

Длина зачерненной дуги а, и время t,, экспонирования в поле данной градации, соответствующее ей, связаны зависимостью

895 где A — расстояние от центра фотодиска до цуги Е,, измеренное вдоль радиуса фотодиска.

Общее время Т экспонирования, испытуемо. го в пределах данной градации напряженности Е, определяется путем суммирования длин зарегистрированных дуг, записанных М световодами данного пучка, м м

Т =.Е t. = 955 .0

i=-1 A@1

1мин) Аналогично определяется общее время экспонирования на других каналах дозиметрирования.

Таким образом, благодаря изобретению расширяются функциональные возможности дозиметра, так как устройство позволяет регистрировать динамику накопления суммарной дозы на каждом канале и длительность. пауз между непрерывными воздействиями.

Кроме того, устройство позволяет реализовать многоканальный дозиметр с применением лишь одного часового механизма независимо от числа каналов. Тем .самым повышается ., надежность дозиметра, Ц 51895

Пруер и цнрориаццц канале

/1рипер ааниги и индкРrmquu а Ф-Ф канапе

Составитель Е. Плужникова

Техред С.йовжий Корректор В. Гирняк

Редактор В. Иванова

Заказ 2316/34 Тираж 748 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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