[實用新型]一種用于大氣電場儀的探頭以及大氣電場儀

有效

• 申請號: 201520686777.8
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN204903661U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 包坤;李慶申;賴晉科;李龍威;吳群;杜建蘋;宋揚
• 申請（專利權）人: 北京華云東方探測技術有限公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 張文娟;朱繪

技術領域

本實用新型涉及氣象監測技術領域，具體地說，涉及一種用于大氣電場儀的探頭以及大氣電場儀。

背景技術

雷暴是人類至今無法控制的自然災害之一，這是因為雷暴的形成和消失過程十分復雜，雷暴經過之處所造成的直接和間接破壞規模令人恐懼，它已成為影響經濟的重要危險因素。人類的活動(如經濟以及民事、軍事活動)以及地球上任何一個地區都面臨著雷暴的威脅，而雷電監測預警則是減少及控制雷暴造成的直接損失以及間接損失的有效手段。

在雷電監測預警中，大氣電場儀是最為常用的一種裝置。大氣電場儀可用于常規氣象業務預報、森林雷擊火災預警、機場及航空航天保障、電力系統安全、油田油庫石油鉆井平臺、高爾夫球場、大型游樂場、海濱浴場、野外采礦區等重要場所的短時雷暴檢測和預警。得到預警信息以后，現場操作人員可根據大氣電場儀顯示的預警等級，來決定采取事先做好的何種應急預案，從而降低雷暴天氣對人員、建筑物、用電設備等造成的影響和損害。

太陽風、等離子體以及磁氣圈中地磁場的交互作用，形成了太陽風與磁氣圈之間的大氣電場層。正常條件下，大氣電場強度為每米幾百伏，但是暴風雨的來臨能將大氣電場強度推進到每米幾千伏。在晴朗的天氣里，電場強度范圍是+500V/m～-500V/m。接近雷暴的時候，電場強度隨著閃電能量的增加而逐漸增加。電場強度達到±2KV/m時，說明閃電的能量很高。而當雷暴產生時，大氣電場強度能增達到15KV/m以上。由于這個變化過程較為緩慢(大概需要30分鐘左右的時間)，因此可以使用地面大氣電場儀來了解其周圍地區雷暴的發展活動狀況，并預測嚴厲暴風雨發生的可能性。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型首先在一個實施例中提供了一種用于大氣電場儀的探頭，所述探頭包括：

電場感應器，其用于根據自身周圍電場產生相應的電場感應信號；

感應器控制電路，其與所述電場感應器連接，用于控制所述電場感應器的轉速；

信號處理電路，其與所述電場感應器連接，用于對所述電場感應信號進行處理并得到對應的數字電場信號；

數據處理電路，其與所述信號處理電路連接，用于根據所述數字電場信號確定出電場值數據。

根據本實用新型的一個實施例，所述電場感應器包括定子和轉子，所述感應器控制電路與所述電場感應器的轉子連接，用于控制所述轉子的轉速。

根據本實用新型的一個實施例，所述感應器控制電路包括：

電機，其與所述轉子連接；

轉速測量電路，其用于測量所述電機的轉速，從而得到所述轉子的實際轉速；

轉速控制電路，其與所述轉速測量電路和電機連接，用于根據預設目標轉速和所述實際轉速，調節所述電機的運行狀態，進而調節所述轉子的轉速。

根據本實用新型的一個實施例，所述轉速測量電路包括光電開關。

根據本實用新型的一個實施例，所述信號處理電路包括：

電流電壓轉換電路，其與所述電場感應器連接，用于將所述電場感應器輸出的電場感應信號轉換為感應電壓信號；

信號增強電路，其與所述電流電壓轉換電路連接，用于對所述感應電壓信號進行增強并消除共模干擾；

移相電路，其與所述信號增強電路連接連接，用于將所述信號增強電路輸出的信號增加預設相位值；

檢波電路，其與所述移相電路連接，用于從所述移相電路輸出的信號中檢測與預設同步信號匹配的信號并將其轉換為直流感應信號；

放大抬升電路和模數轉換電路，所述放大抬升電路連接在所述檢波電路與模數轉換電路之間。

根據本實用新型的一個實施例，所述數據處理電路包括：

數據處理模塊，其與所述信號處理電路連接，用于根據所述數字電場信號計算得到電場值數據；

數據通信模塊，其與所述數據處理模塊連接，用于將得到的所述電場值數據向外發送。

根據本實用新型的一個實施例，所述數據處理電路還包括：

溫度測量電路，其與所述數據處理模塊連接，用于測量所述數據處理電路的溫度；和/或，

供電電壓監測電路，其與所述數據處理模塊連接，用于檢測所述探頭的供電電壓。

根據本實用新型的一個實施例，所述探頭還包括屏蔽罩，所述電場感應器、感應器控制電路、信號處理電路和數據處理電路密封于所述屏蔽罩內，以阻隔外界環境和電磁干擾的影響。

根據本實用新型的一個實施例，所述屏蔽罩為不銹鋼屏蔽罩。

本實用新型還提供了一種大氣電場儀，所述大氣電場儀包括包括如上任一項所述的探頭。