[實用新型]雷電電磁信號集成化同步綜合觀測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120030400.9
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN202008509U
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張陽;孟青;張義軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國氣象科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及氣象觀測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雷電電磁信號集成化同步綜合觀測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

閃電是我國最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，由于其具有大電流、強電磁輻射等特性，常常引起森林火災(zāi)、油庫爆炸、供電中斷、通訊故障、設(shè)備破壞等事故，也容易造成人員傷亡。據(jù)保守估計，我國每年因雷災(zāi)造成的人員傷亡上千人，直接經(jīng)濟(jì)損失超過數(shù)億元，而由此造成的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響難以估計，雷電災(zāi)害已經(jīng)波及到各行各業(yè)和生活的方方面面。

雷電電磁場特征能夠反應(yīng)閃電放電的內(nèi)在機理，是闡明雷電電磁輻射對電子設(shè)備的作用機理、評價防護(hù)效能、研究雷電電磁脈沖防護(hù)措施的重要基礎(chǔ)。雷電電磁信號探測一直是雷電研究的重要工具。但是，目前，雷電電磁場觀測儀器自成體系，各個相互獨立的磁場、電場探測設(shè)備使用、搬運、架設(shè)繁瑣；同時，自成體系的探測系統(tǒng)由于探頭位置空間以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的差異，其探測數(shù)據(jù)在空間、時間上并不嚴(yán)格對應(yīng)，其時空一致性較差。因此，雷電電磁信號的集成綜合探測已經(jīng)成為科研業(yè)務(wù)的迫切需求。

實用新型內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種雷電電磁信號集成同步綜合觀測系統(tǒng)，以實現(xiàn)雷電電磁信號的高速、同步采集。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問題，本實用新型提供了一種雷電電磁信號集成化同步綜合觀測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：集成探測天線裝置，探測雷電產(chǎn)生的電磁場變化、時間信息以及探測位置的空間信息，并將電磁場變化信號以及時空位置信息發(fā)送至接收機；接收機，接收所述集成探測天線裝置發(fā)送的電磁場變化信號以及時空位置信息，并對其進(jìn)行處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置；數(shù)據(jù)采集控制裝置，實時采集經(jīng)所述接收機處理后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行波形顯示并存儲。

其中，該系統(tǒng)還包括：支撐防護(hù)裝置，支撐并將所述集成探測天線裝置及所述接收機安裝在其內(nèi)，或僅支撐并將所述集成探測天線裝置安裝在其內(nèi)。

其中，所述集成探測天線裝置進(jìn)一步包括：電場變化天線，探測雷電產(chǎn)生的電場變化，并將電場變化信號發(fā)送至所述接收機；三維磁天線，探測雷電產(chǎn)生的磁場變化，并將磁場變化信號發(fā)送至所述接收機；GPS天線，將時空位置信息發(fā)送至接收機。

其中，所述接收機進(jìn)一步包括：電場變化接收機，與所述電場變化天線相連，接收所述電場變化天線發(fā)送的電場變化信號，并對其進(jìn)行處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置；磁場變化接收機，與所述三維磁天線相連，接收所述三維磁天線發(fā)送的磁場變化信號，并對其進(jìn)行處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置；GPS接收機，與所述GPS天線相連，接收所述GPS天線發(fā)送的時空位置信息，并將其發(fā)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置。

其中，所述電場變化天線進(jìn)一步包括電場快變化天線以及電場慢變化天線，所述電場快變化天線以及所述電場慢變化天線分別為兩塊金屬平板電容天線，且通過支撐體構(gòu)成同一平板，二者之間設(shè)置絕緣體；所述電場變化接收機進(jìn)一步包括：與所述電場快變化天線相連的電場快變化接收機，以及與所述電場慢變化天線相連的電場慢變化接收機。

其中，所述三維磁天線由第一垂直正交磁環(huán)、第二垂直正交磁環(huán)、以及水平磁環(huán)構(gòu)成三維籠狀結(jié)構(gòu)，三者互相垂直正交，且均由非磁性金屬屏蔽體以及纏繞在骨架上的金屬導(dǎo)線線圈構(gòu)成。

其中，所述數(shù)據(jù)采集控制裝置為工控機，其進(jìn)一步包括：測量控制器，控制采樣長度、采樣率、觸發(fā)方式、觸發(fā)閾值、觸發(fā)通道選擇、顯示方式、以及存儲位置；數(shù)據(jù)采集卡，通過傳輸線與所述電場變化接收機以及磁場變化接收機相連；串口，與所述GPS接收機相連；存儲器，存儲所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的經(jīng)所述接收機處理后的數(shù)據(jù)；顯示器，顯示所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的經(jīng)所述接收機處理后的數(shù)據(jù)的波形。

其中，所述支撐防護(hù)裝置進(jìn)一步包括：玻璃鋼防護(hù)罩，其底面的支撐板上固定接收機電路倉室，所述接收機設(shè)置在所述接收機電路倉室內(nèi)，所述三維磁天線固定于所述接收機電路倉室上頂蓋上，所述電場變化天線設(shè)置于所述玻璃鋼防護(hù)罩內(nèi)部頂端；支撐立柱，固定于所述玻璃鋼防護(hù)罩下，所述傳輸線設(shè)置在所述支撐立柱內(nèi)，所述支撐立柱上還設(shè)置有供電裝置，與所述接收機相連；支撐底座，固定于所述支撐立柱下。

其中，所述接收機固定在所述工控機的PCI插槽中；所述支撐防護(hù)裝置進(jìn)一步包括：玻璃鋼防護(hù)罩，其底面的支撐板上固定所述三維磁天線，所述電場變化天線設(shè)置于所述玻璃鋼防護(hù)罩內(nèi)部頂端；支撐立柱，固定于所述玻璃鋼防護(hù)罩下，所述傳輸線設(shè)置在所述支撐立柱內(nèi)，所述支撐立柱上還設(shè)置有供電裝置，與所述接收機相連；支撐底座，固定于所述支撐立柱下。