[發(fā)明專利]一種感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610003327.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105467225A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周仿榮;付玉峰;丁薇;黃然;馬御棠;錢國超;黑穎頓;劉義隅
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷電預(yù)警領(lǐng)域，特別是涉及一種感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來，雷電災(zāi)害作為自然界中影響人類活動的重要災(zāi)害，已經(jīng)被聯(lián)合國列為“最 嚴重的十種自然災(zāi)害之一”。雷電災(zāi)害可引起森林和油庫火災(zāi)，造成供電、通訊信息系統(tǒng) 故障或損壞，對航空航天、采礦等產(chǎn)業(yè)的一些重要而敏感的高科技裝備產(chǎn)生重大威脅， 也常常造成人員傷亡。另外，由于雷電成災(zāi)迅速，且雷電發(fā)生的時間和空間具有很大的 隨機性，從而對其的研究、預(yù)警和防治帶來了極大的困難。

現(xiàn)有技術(shù)中，雷電預(yù)警技術(shù)主要是依靠電場儀來監(jiān)測大氣靜電場的變化。電場儀實 時監(jiān)測大氣電場值，并送達計算機進行結(jié)果分析。當計算機計算出的大氣電場值大于預(yù) 設(shè)值時，發(fā)出報警信息，以此完成預(yù)報雷電活動。利用電場儀預(yù)測雷電活動，具有操作 簡單、成本低的優(yōu)點。

然而，電場儀所在當?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)、空氣潮濕度、雷暴云的移動速度、雷暴云的 大小或體積、當天的風速等等都會對雷暴云對地放電造成影響，也就是說同樣大小的電 場值在不同地方或不同時候可能產(chǎn)生雷擊，也可能不產(chǎn)生雷擊，因此單一的比較電場值 的大小來預(yù)警雷電的準確率比較低。另外，電場儀由于自身帶有數(shù)據(jù)的存儲裝置，容量 有限，只能對雷電在短時間內(nèi)進行監(jiān)測，而不是雷電發(fā)生的整個過程，因此，利用現(xiàn)有 技術(shù)對雷電進行監(jiān)測還存在對雷電數(shù)據(jù)獲取率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例中提供了一種感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用電 場儀進行雷電預(yù)警時，準確率低及對雷電數(shù)據(jù)獲取率低的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供的感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置，包括雷電感應(yīng)探頭和控制箱，其中，雷 電感應(yīng)探頭包括依次串聯(lián)連接的雷電傳感器、I/V轉(zhuǎn)換器、第一差分放大器、高通濾波 器、第一低通濾波器、相敏檢波器、第二低通濾波器、第二差分放大器和A/D轉(zhuǎn)換器， 雷電傳感器與直流電機電連接；控制箱包括微處理器、電源和GPS北斗雙星模塊，微處 理器分別與GPS北斗雙星模塊、電源和A/D轉(zhuǎn)換器電連接，且微處理器與遠端主機通信 連接。

優(yōu)選的，雷電傳感器為MEMS傳感器和/或感應(yīng)式傳感器。

優(yōu)選的，雷電傳感器包括MEMS傳感器和感應(yīng)式傳感器，且MEMS傳感器與感應(yīng)式傳 感器組成雙熱備模式。

優(yōu)選的，與雷電傳感器電連接的直流電機為無刷直流電機。

優(yōu)選的，本發(fā)明實施例公開的感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置，還包括光電開關(guān)和調(diào)速模塊， 其中，光電開關(guān)分別與相敏檢波器和微處理器電連接，調(diào)速模塊串接在微處理器和直流 電機之間。

優(yōu)選的，控制箱還包括通信模塊，通信模塊與微處理器電連接，微處理器通過通信 模塊與遠端主機進行通信連接。

優(yōu)選的，微處理器與通信模塊之間還設(shè)置有光電耦合器，光電耦合器分別與微處理 器和通信模塊電連接。

本發(fā)明實施例提供的一種感應(yīng)式雷電預(yù)警方法，包括以下步驟：雷電感應(yīng)探頭獲取 并處理大氣的靜電場信號，將處理后的靜電場信號發(fā)送至微處理器；根據(jù)靜電場信號， 微處理器計算靜電場的幅值并判斷極性；微處理器獲取GPS北斗雙星模塊中的時間信息 和坐標信息；微處理器將幅值、極性、時間信息和坐標信息分別發(fā)送至遠端主機，以使 遠端主機根據(jù)幅值、具體極性、時間信息和坐標信息判斷是否預(yù)警。

由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基 礎(chǔ)上，通過設(shè)置雷電感應(yīng)探頭和GPS北斗雙星模塊，能及時感應(yīng)靜電場的變化并與雷電 定位系統(tǒng)進行時鐘同步，可提高雷電預(yù)警的準確性，另外，雷電感應(yīng)探頭本身不帶有存 儲功能，因此該雷電感應(yīng)探頭對雷電的監(jiān)測數(shù)據(jù)都存置于遠端主機，可長時間連續(xù)監(jiān)測 地面電場，對雷暴云的初生階段、成熟階段和消散階段進行全程記錄，有效提高對雷電 數(shù)據(jù)的獲取效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有 技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種感應(yīng)式雷電預(yù)警裝置雷電感應(yīng)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；