Способ контроля уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока и устройство для его осуществления

Способ контроля уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам и способам измерения напряженности магнитных полей.

Известен способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления (RU 2310875, МКП G01R 29/08. С.О.Белинский, К.Б.Кузнецов. - Опубл. 20.11.2007. Бюл. №32), содержащий измерение силы электрического тока, создаваемого электроустановкой, по которой определяют напряженность магнитного поля.

Недостатком способа является то, что напряженность магнитного поля определяется через определение электрического тока, создаваемого электроустановкой, и не учитывает зависимость напряженности магнитного поля. Известно устройство определения параметров электромагнитного поля электроустановок (RU 2310875, МКП G01R 29/08. С.О.Белинский, К.Б.Кузнецов. Способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления. - Опубл. 20.11.2007. Бюл. №32), включающее в качестве датчика измерения магнитного поля вторичную обмотку измерительного трансформатора тока электроустановки, два реле тока, реле напряжения, сигнальное устройство с красной, желтой и зеленой лампами.

Недостатком данного устройства является то, что оно может работать только с электроустановками, имеющими измерительные трансформаторы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым способу и устройству является (Измеритель параметров электрического и магнитных полей ВЕ-МЕТР-АТ-002. Руководство по эксплуатации. МГФК 411173.004РЭ. М.: ООО «НТМ-защита», 2001. - С.3-5), включающий преобразование колебаний напряженности магнитных полей в колебания электрического напряжения, усиление этих колебаний с последующим их детектированием, аналого-цифровое преобразование этого сигнала и его анализ. Недостатком данного способа является то, что значения напряженности магнитного поля не нормируются в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц.

Цель изобретения - непрерывный контроль напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц, расширение области применения предлагаемого устройства.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве используют процессор с логическим элементом И, который значения напряженности магнитного поля в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц умножает на соответствующий коэффициент и сравнивает с установленным предельно допустимым уровнем для частоты 50 Гц.

Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что непрерывно измеряют напряженность магнитного поля электроустановок в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц, полученные значения напряженности магнитного поля в процессоре умножаются на коэффициент приведения α, соответствующий определенной частоте в диапазоне 0 Гц - 10 кГц, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения и получен аппроксимацией численными методами предельно допустимых значений напряженности магнитного поля в зависимости от частоты, полученные значения произведений суммируются, результаты суммирования автоматически сравниваются с максимальным предельно допустимым уровнем напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, при превышении которого срабатывает сигнальное устройство, которое автоматически выключается при снижении напряженности магнитного поля ниже максимального предельно допустимого уровня, а сущность изобретения по п.2 заключается в том, что устройство содержит антенный датчик с двумя выходами, звено частотной коррекции, усилитель, детектор, процессор, пороговый элемент, сигнальное устройство и индикатор, при этом антенный датчик содержит спиралевидную рамку и подключен выходами к входам усилителя, выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенного с входом детектора, который выходом соединен с входом процессора, содержащего логический элемент И и имеющего коэффициент приведения α, соответствующий определенной частоте в диапазоне 0 Гц - 10 кГц, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения и получен аппроксимацией численными методами предельно допустимых значений напряженности магнитного поля в зависимости от частоты содержащего программу расчета напряженностей магнитного поля в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц с помощью коэффициента приведения к частоте 50 Гц, а выходом подключенный к входу порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства, выходом - с входом индикатора.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа контроля уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, включающая электроустановку переменного тока 1, антенный датчик 2 со спиралевидной рамкой 3, усилитель 4, звено частотной коррекции 5, детектор 6, процессор 7 с логическим элементом И, пороговый элемент 8 с логическим элементом ИЛИ, сигнальное устройство 9 с красной 11 и зеленой 10 лампами, индикатор 12, магнитное поле 13, объект воздействия их 14.

Предлагаемые способ и устройство работают следующим образом.

В электроустановке переменного тока 1 переменное магнитное поле 13 воздействует на спиралевидную рамку 3 антенного датчика 2, подключенного к блоку питания (на схеме не представлен), создает в нем переменный ток, пропорциональный величине напряженности воздействующего магнитного поля 13. Полученный сигнал переменного тока поступает на вход усилителя 4, имеющего входное полное сопротивление, близкое к нулю. На выходе усилителя 4 формируется сигнал переменного напряжения, кратный величине входящего переменного тока. Переменное напряжение с выхода усилителя 4 поступает на звено частотной коррекции 5, учитывающее особенности частотных свойств антенного датчика 2 и усилителя 4, после звена частотной коррекции 5 - на вход детектора 6, который преобразует входное переменное напряжение в постоянное с величиной, равной амплитуде входного переменного напряжения. Полученный сигнал переменного напряжения, пропорциональный напряженности магнитного поля, поступает на вход процессора 7, в котором значения напряженности магнитного поля по частотам перемножаются на приведенный коэффициент α, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения α=ехр(-0,1+0,002·f) и получен аппроксимацией численными методами предельно допустимых значений напряженности магнитного поля в зависимости от частоты в диапазоне 0 Гц - 10 кГц по Европейскому стандарту (ENV 50166-1, January 1995, CENELEC, Human exposure to electromagnetic fields, high freguency 0 Hz to 10 kHz), при этом приведенный коэффициент α отражает степень увеличения вредного воздействия напряженности магнитного поля при увеличении частоты переменного тока экспоненциальной зависимостью и используется для приведения численных значений напряженности магнитного поля гармонических составляющих 0 Гц - 10 кГц к величине напряженности при частоте 50 Гц для сравнения с предельно допустимым уровнем, установленным национальным стандартом России. Затем значения напряженности последнего суммируются и сравниваются с заданной величиной, соответствующей напряженности магнитного поля в 80 А/м. Если величина сигнала переменного напряжения будет ниже соответствующего ему максимального предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля в 80 А/м, то на сигнальном устройстве 9 горит зеленая лампа 10, при превышении максимального предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока сигнал с порогового элемента 8 поступает на красную лампу 11 сигнального устройства 9, далее результат измерений индицируется на индикаторе 12.

Таким образом, применение предлагаемого способа контроля напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока и устройства для его осуществления позволяет одновременно учитывать значения напряженности магнитного поля в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц и сравнивать с максимальными предельно допустимыми уровнями напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, что расширяет область применения, обеспечивает непрерывный контроль напряженности магнитного поля и позволяет своевременно предупреждать персонал о превышении максимального предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля электроустановок.

1. Способ контроля уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, включающий измерение параметров магнитного поля, фиксирование результатов измерений, отличающийся тем, что непрерывно измеряют напряженность магнитного поля электроустановок в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц, полученные значения напряженности магнитного поля в процессоре умножаются на коэффициент приведения а, соответствующий определенной частоте в диапазоне 0 Гц - 10 кГц, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения и получен аппроксимацией численными методами предельно допустимых значений напряженности магнитного поля в зависимости от частоты, полученные значения произведений суммируются, результаты суммирования автоматически сравниваются с максимальным предельно допустимым уровнем напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, при превышении которого срабатывает сигнальное устройство, которое автоматически выключается при снижении напряженности магнитного поля ниже максимального предельно допустимого уровня.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее приемные устройства в виде датчика-измерителя, цифроаналоговый преобразователь устройства обработки, отличающийся тем, что устройство содержит антенный датчик с двумя выходами, звено частотной коррекции, усилитель, детектор, процессор, пороговый элемент, сигнальное устройство и индикатор, при этом антенный датчик содержит спиралевидную рамку и подключен выходами к входам усилителя, выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенного с входом детектора, который выходом соединен с входом процессора, содержащего логический элемент И и коэффициент приведения α, соответствующий определенной частоте в диапазоне 0 Гц - 10 кГц, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения и получен аппроксимацией определенной частоте в диапазоне 0 Гц - 10 кГц, который рассчитан по экспоненциальному закону распределения и получен аппроксимацией численными методами предельно допустимых значений напряженности магнитного поля в зависимости от частоты содержащего программу расчета напряженностей магнитного поля в диапазоне частот 0 Гц - 10 кГц с помощью коэффициента приведения к частоте 50 Гц, а выходом подключен к входу порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства, выходом - с входом индикатора.