УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РАЗВЕДКИ И ИЗМЕРЕНИЯ ФОНОВОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ В БИОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для обнаружения изменения природного (фонового) электростатического поля в биосфере Земли.
Известны средства и методы измерения электрических полей Земли - в частности SU 717688, G01V 3/08, 1980; СА 2531801, G01V 3/08; US 2006055410, G01V 3/08, 2006; RU 2119680, G01V 3/08, 1998; RU 2304793 С1, G01V 3/08, 2007.
Технический результат полезной модели заключается в повышении точности и обеспечении возможности определения статических электрических полей Земли.
Прототипом полезной модели является устройство (патент РФ 2304793, G01V 3/08, 2007), предназначенное для электромагнитной разведки пространства в рамках биосферы Земли на разных высотах, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде антенны и соединенный с усилителем, модулятор, вход которого соединен с выходом усилителя, промежуточный усилитель, вход которого соединен с выходом модулятора, демодулятор, вход которого соединен с выходом промежуточного усилителя, генератор, один выход которого соединен с дополнительным входом модулятора, а второй выход генератора соединен с дополнительным входом демодулятора, первый интегратор, вход которого соединен с выходом демодулятора, второй интегратор, вход которого соединен с выходом первого интегратора, третий интегратор, вход которого соединен с выходом второго интегратора, выход третьего интегратора соединен со стрелочным индикатором и с коммутатором, выход коммутатора соединен с четвертым интегратором, выход которого соединен с входом первого интегратора и входом пятого интегратора, в состав коммутатора входит кнопка включения устройства в работу, а выход пятого интегратора соединен с дополнительным индикатором. В качестве дополнительного индикатора применяется линейка светодиодов.
Заявленное устройство отличается от прототипа тем, что сигнал с третьего интегратора поступает на микроконтроллер, затем обработанные значения выводятся на жидкокристаллический дисплей, при этом измерения производятся в автоматическом режиме дважды, а в процессе обработки программой на микроконтроллере усредняются по двум последовательно полученным значениям.
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для электромагнитной разведки и измерения фонового электростатического поля в биосфере Земли.
Устройство для электромагнитной разведки и измерения фонового электростатического поля в биосфере Земли содержит антенну 1, усилитель 2, модулятор 3, промежуточный усилитель 4, демодулятор 5, первый интегратор 6, второй интегратор 7, генератор 8, третий интегратор 9, коммутатор 10, четвертый и пятый интеграторы 11 и 12 соответственно, микроконтроллер 13, жидкокристаллический дисплей 14 и светодиодный индикатор 15.
Устройство для электромагнитной разведки и измерения фонового электростатического поля в биосфере Земли работает следующим образом. Изменение статического электрического поля в биосфере Земли можно зафиксировать на границах областей различного фазового состояния, связанного с избыточным уплотнением или разрежением природных сред. Для получения более точных данных при картировании электростатических полей целесообразно производить измерения с данным устройством в дни, когда геомагнитная обстановка достаточно спокойная. Для начального замера выбирается место в биосфере, где показания прибора, выводимые на жидкокристаллический дисплей 14, мало изменяются как при небольшом перемещении антенны устройства горизонтально над поверхностью грунта, так и по высоте. В начале движения антенны 1 и при измерениях и выборе места начала движения необходимо произвести обнуление входного сигнала с помощью выключения прибора при помощи кнопки в коммутаторе 11. Поскольку производится измерение электростатического поля, желательно в процессе измерения перемещать антенну 1 с постоянной скоростью. Наводимый в антенне 1 сигнал усиливается усилителем 2 и поступает на модулятор, 3 после которого сигнал усиливается промежуточным усилителем 4 и демодулируется демодулятором 5 (принцип супергетеродина). Далее сигнал поступает на цепь интеграторов 6, 7, 9, на которых происходит снятие помех, обусловленных внешним электромагнитным полем (нестатическим), обрабатывается микроконтроллером и выводится на жидкокристаллический дисплей 14, показания которого (резкое увеличение сигнала) являются показателем пересечения границы между областями различных фазовых состояний в пространстве биосферы. Скорость нарастания значения выходного сигнала зависит от структуры границы, которые могут существенно различаться по мощности, что необходимо учитывать при картировании исследуемых участков. С помощью компаса, входящего в состав устройства, определяют направление границ относительно сторон света. Интеграторы 11 и 12 служат для получения численных значений величины поля. По величине резкого возрастания показаний на индикаторах (14 и 15) в границах измеряемой области определяется интенсивность излучения. После появления резкого изменения показаний на индикаторах 14 и 15 в процессе перемещения антенны 1 в биосфере ее возвращают назад, устанавливают «нулевое» начальное условия замера и начало движения, отступают на 0,5-1 м назад, и делают два-три шага (на 1-1,5 метра) вправо или влево, затем снова начинают процедуру замера до новой регистрации границы зоны. В результате трех-четырех замеров определяют нахождение середины зоны и ее размеры.
Для поиска границ областей с разной интенсивностью излучения необходимо проводить настройку системы усиления усилителя 2.
Обнаружение границ зон - областей различного фазового состояния, связанного с избыточным уплотнением или разрежением природных сред, является актуальным в целях проведения первичной профилактики заболеваний у населения, например при выборе участков под застройку зданий и сооружений, для правильной их привязки к местности с учетом расположения неблагоприятных природных сред, постоянное влияние которых на биологические объекты может обладать патогенным характером.