ИНДИКАТОР МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЕЙ

Полезная модель предназначена для применения населением с целью обнаружения и локализации зон электромагнитной опасности в жилых и общественных помещениях. Его использование позволяет предотвратить неблагоприятное влияние на здоровье человека электромагнитных полей промышленной частоты.
Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, анализатор и фотоприемник. Патент США №5,212,446, кл. G01R 33/02, 1993. Недостатком ее является значительная зависимость мощности источника оптического излучения от температуры, приводящая к погрешностям измерений.
Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, выход которого соединен с двумя параллельными цепочками, состоящими из последовательно включенных анализаторов, фотоприемников и усилителей. Патент США №5,502,373, кл. G01R 31/00, 1996. Недостатком данной системы является недостаточно высокая точность измерений вследствие использования аналоговых элементов и ограниченные функциональные возможности вследствие отсутствия устройств обработки, хранения и записи информации об измеренных величинах электрического тока и напряженности магнитного поля.
Известен индикатор интенсивности электромагнитного излучения, содержащий печатную антенну на диэлектрической подложке, к выходу которой подключен диод, и регистрирующее устройство, в котором индикатор выполнен на основе резонаторной плоской печатной симметричной поляризационно-изотропной антенны на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной с двумя выходами, ортогонально расположенными в плоскости антенны, и содержит второй диод с идентичной первому характеристикой, при этом к каждому из выходов непосредственно подсоединены одноименными выводами оба диода, расположенные перпендикулярно к экрану в отверстиях диэлектрической подложки под нулевыми точками эквивалентных магнитных токов для взаимно ортогональной поляризации одной из синфазно излучающих кромок антенны, другие выводы диодов соединены с экранирующей пластиной, а к центру антенны, которым является нулевая точка эквивалентных магнитных токов для любой поляризации, подсоединен проводник, пропущенный через соответствующее отверстие под ним в диэлектрической подложке и экранирующей пластине и подключенный к входу регистрирующего устройства, другой вход которого соединен с экранирующей пластиной, причем все элементы индикатора, кроме антенны, экранированы. Печатная антенна выполнена в виде квадрата, а ортогонально расположенными выходами с нулевыми точками эквивалентных магнитных токов взаимно ортогональной поляризации синфазно излучающих кромок антенны являются середины двух смежных сторон или две смежные вершины квадрата соответствующего резонансного размера. Патент Российской Федерации на полезную модель № МПК: G01R 29/00, 2000 г.
Известна магнитооптическая измерительная система контроля электрического тока и напряженности магнитного поля, содержащая источник оптического излучения, поляризатор, магнитооптический элемент, анализатор и фотоприемник. В нее введены микроконтроллер, второй фотоприемник, жидкокристаллический индикатор и устройство записи информации, в качестве анализатора использован поляризационный разделитель светового луча, выходы которого соединены с двумя фотоприемниками, подключенными к микроконтроллеру, имеющему встроенные коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, порты ввода-вывода, память и микропроцессор, а выход микроконтроллера соединен с жидкокристаллическим индикатором и устройством записи. Прототип. Патент Российской Федерации на полезную модель №90570, МПК: G01R 29/00, 2010.
Недостатками аналогов и прототипа является сложная структурная схема и отсутствие возможности проведения изотропных измерений.
Техническим результатом полезной модели является проведение изотропных измерений.
Технический результат достигается тем, что в индикаторе магнитного и электрического полей, содержащем антенну, блок отображения информации, звуковую сигнализацию, клавиатуру, источник питания, микроконтроллер, установлены три антенные платы-датчики электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, выходы каждого датчика соединены с входами микроконтроллера, один из выходов микроконтроллера соединен с дисплеем, второй с входом усилителя, выход которого соединен со звуковым излучателем, третий выход микроконтроллера соединен с клавиатурой, а - четвертый с источником питания.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 представлена блок-схема индикатора, где: 1, 2, 3 - антенные платы-датчики электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, 4 - микроконтроллер, 5 - дисплей с подсветкой, 6 - усилитель, 7 - звуковой излучатель, 8 - клавиатура, 9 - источник питания.
На фиг.2 представлен вид лицевой части прибора.
Антенные платы-датчики преобразуют колебания электромагнитного поля по каждой координате X, Y, Z, в колебания электрического напряжения, выделяют с помощью усилителя 6, а микроконтроллер 4 проводит частотную фильтрацию этих колебаний и преобразует их в цифровую форму, вычисляя усредненные величин векторов поля.
Результаты измерения высвечиваются на ЖК-дисплее 5. Коэффициенты усиления для каждой антенной платы-датчика 1, 2, 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, программным образом устанавливают в процедуре калибровки индикатора и сохраняют в памяти антенных плат-датчиков 1, 3, 3.
Индикатор работает следующим образом. Нажимают на кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» клавиатуры 8. Сигналы напряжения с антенных плат-датчиков 1, 2, 3 поступают на входы аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера 4.
Микроконтроллер 4 выполняет дальнейшую обработку сигналов: дискретизацию отсчетов, цифровую фильтрацию, масштабирование сигналов от антенных плат-датчиков 1, 2 и 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, в соответствии с калибровочными коэффициентами, вычисление среднеквадратичных значений векторов электрического и магнитного поля, усреднение результатов по времени. Полученные результаты выводят на дисплей прибора 5.
Функционирование прибора обеспечено программами микроконтроллера 4, управление режимами осуществляют через экранное меню. Кроме непосредственно индикации текущих величин электрического и магнитного поля предусмотрен режим мониторинга-измерения через регулируемые интервалы времени и запоминание результатов в памяти с возможностью последующего просмотра.
При калибровке прибора вычисляют калибровочные коэффициенты для каждого антенного платы-датчика 1, 2 и 3 электрического и магнитного поля по координатам X, Y, Z, которые сохраняют в памяти соответствующих антенных плат датчиков 1, 2 и 3.