[發明專利]一種雷擊參數測量系統及方法

在審

• 申請號: 201910971945.0
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110794224A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 彭敏;張金華;李冠林;彭平;陳露;何敬宇;李輝;李旭;李靜;劉征威;龍細英
• 申請（專利權）人: 中國特種飛行器研究所
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12;G01R19/17;G01R13/00
• 代理公司: 11008 中國航空專利中心
• 代理人: 溫慧娟

本發明屬于系留氣球雷電防護測試領域，涉及一種雷擊參數測量系統及方法。該系統包括空間電場監測設備、地面電場監測設備、雷電流波形監測設備、數據綜合處理平臺，其中，空間電場監測設備和地面電場監測設備通過無線通信鏈路與數據綜合處理平臺通信；雷電流波形監測設備通過光纖鏈路與數據綜合處理平臺通信。

技術領域

本發明屬于系留氣球雷電防護測試領域，涉及一種雷擊參數測量系統及方法。

背景技術

在對系留氣球的試驗試飛過程中，自然雷電天氣就是一個非常重要的影響因素。由于系留氣球處于云層中間，此處云層內部、云層間雷電活動頻繁，低空系留氣球經常出現雷擊事故。但是，目前，系留氣球的雷電防護試驗是建立在飛機防雷試驗的標準上的，所有的實驗室雷擊試驗波形及量級都是從美國F-106B飛機測試的雷擊數據整理而來。系留氣球的防雷擊設計缺乏實際雷電波形及量級數據評估。

由于雷擊是一種自然現象，在外場進行專門的雷電測量成本高。

發明內容

發明目的：提供一種雷擊參數測量系統和方法，使得能夠在一些系留氣球型號的實際放飛試驗過程中精確測量雷電參數。

技術方案：

第一方面，提供了一種雷擊參數測量系統，包括：

空間電場監測設備、地面電場監測設備、雷電流波形監測設備、數據綜合處理平臺，

其中，空間電場監測設備和地面電場監測設備通過無線通信鏈路與數據綜合處理平臺通信；雷電流波形監測設備通過光纖鏈路與數據綜合處理平臺通信。

可選地，空間電場監測設備通過浮空器設置在空中。

可選地，空間電場監測設備包括空間電場傳感器、第一數據記錄裝置、第一數傳電臺，空間電場傳感器的輸出端分別連接至第一數據記錄裝置的輸入端和第一數傳電臺的輸入端。

可選地，地面電場監測設備包括地面大氣電場傳感器、第二數據記錄裝置、第二數傳電臺，地面大氣電場傳感器的輸出端分別連接至第二數據記錄裝置的輸入端和第二數傳電臺的輸入端。

可選地，雷電流波形監測設備包括雷電流傳感器、專用存儲示波器模塊以及第一USB光纖接口模塊，其中，雷電流傳感器的輸出端連接至專用存儲示波器模塊的輸入端，專用存儲示波器模塊的輸出端通過USB接口連接至第一USB光纖接口模塊的輸入端。

可選地，數據綜合處理平臺包括第三數傳電臺、第四數傳電臺、數據處理計算機以及第二USB光纖接口模塊，其中，第三輸出電臺和第四數傳電臺分別通過RS232總線與輸出處理計算機通信，數據處理計算機通過USB接口連接至第二USB光纖接口模塊。

可選地，數據綜合處理平臺還包括打印設備。

第二方面，提供了一種雷擊參數測量方法，所述方法借助于根據權利要求1至7所述的系統執行，該方法應用于數據處理計算機包括：

實時采集空間電場；

實時采集地面電場；

在雷電發生時，采集雷電流，記錄雷電發生時間及持續時間；

提取在雷電發生期間空間電場的特征值；

提取在雷電發生期間地面電場的特征值；

利用空間電場的特征值、地面電場的特征值以及雷電流獲取雷擊參數。

可選地，空間電場的特征值為空間電場的最大值、最小值以及發生的時間，地面電場的特征值為地面電場的最大值、最小值以及發生的時間。

可選地，雷擊參數包括雷電持續時間、雷電流最大值、雷電流最小值、雷電流波形次數、雷電流波形上升時間、雷電流波形半峰值時間。