一种大气电场探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种大气电场探测装置，包括：依次电连接的电流传感器、信号处理器及数据处理电路，其中，所述电流传感器包括直径小于0.5cm的金属棒和放大电路，所述金属棒的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路的一端电连接，所述放大电路的另一端与所述信号处理器电连接；所述电流传感器还包括用于将所述金属棒的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻，所述无感电阻的一端与所述金属棒的非尖端电连接、另一端电连接于所述放大电路；所述数据处理电路与所述信号处理器电连接。本实用新型专利技术实施例提供的探测装置可靠性高，设备造价低廉，提高了探测装置的长期工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及空间环境探测
，特别是涉及一种大气电场探测装置。
技术介绍
雷电是发生在大气中的一种强放电现象，能够产生高电流、强电磁辐射，是自然界十大电子公害，常常引起森林火灾，油库爆炸等灾难。大气电场强度是大气电学的基本参数，传统的大气电场强度的探测装置主要是场磨式大气电场仪，主要由电场探测探头、电场数据处理机、中心数据处理机、客户端数据显示与分析软件等组成，其基本原理是通过金属感应板在大气电场中会产生感应电荷，其感应电荷量和大气平均电场强度有关，而对感应板的交替屏蔽将使感应电荷有规律的释放，经过反馈回路形成交替变化的电流，通过测量该变化电流获得大气平均电场的变化。但是，传统的大气电场仪探头包括定片、动片、运动控制电路以及运动电机等，并且为了保持探测电场的准确性，动片和定片的相对关系需要在运动中固定，机械机构较为复杂，造价较高，制约了其长期使用寿命，尤其在高温高湿的雷暴环境下，该类型电场仪出现故障的机率较高。
技术实现思路
本技术实施例中提供了一种大气电场探测装置，以解决现有技术中的大气电场强度的探测装置机械结构复杂，造价高的问题。为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：本技术实施例提供了一种大气电场探测装置包括：依次电连接的电流传感器、信号处理器及数据处理电路，其中，所述电流传感器包括直径小于0.5cm的金属棒和放大电路，所述金属棒的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路的一端电连接，所述放大电路的另一端与所述信号处理器电连接；所述电流传感器还包括用于将所述金属棒的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻，所述无感电阻的一端与所述金属棒的非尖端电连接、另一端电连接于所述放大电路；所述数据处理电路与所述信号处理器电连接。优选地，所述探测装置还包括用于接收GPS卫星信号的GPS模块，所述GPS模块电连接至所述数据处理电路。优选地，所述金属棒包括长度小于1m的铜、铁或铝棒。优选地，所述信号处理器包括用于转换信号的AD转换芯片。优选地，所述数据处理电路包括数据处理模块、通讯模块及存储模块，所述数据处理模块与所述信号处理器连接，所述通讯模块和存储模块均与所述数据处理模块电连接。优选地，所述数据处理模块包括单板机。优选地，所述探测装置还包括非金属壳体，所述电流传感器、信号处理电器、数据处理电路及GPS模块封装在所述非金属壳体的内部。优选地，所述探测装置还包括用于为所述探测装置的稳定运行及数据的传送提供动力支撑的蓄电池。由以上技术方案可见，本技术实施例提供的大气电场探测装置，包括：依次电连接的电流传感器、信号处理器及数据处理电路，其中，所述电流传感器包括直径小于0.5cm的金属棒和放大电路，所述金属棒的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路的一端电连接，所述放大电路的另一端与所述信号处理器电连接；所述电流传感器还包括用于将所述金属棒的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻，所述无感电阻的一端与所述金属棒的非尖端电连接、另一端电连接于所述放大电路；所述数据处理电路与所述信号处理器电连接。所述探测装置只包含用于增强尖端周围局部电场的金属棒，没有运动组件，可靠性高，设备造价低廉，提高了探测装置的长期工作的稳定性，同时，在数据处理电路中数据处理模块使用了单板机，由于单板机的使用，使探测装置更加智能化，能够实现遥测及实时数据传输功能，并给出所探测到的大气电场值的精确对应时间。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种大气电场探测装置的结构示意图；图1中，符号表示：1-电流传感器，2-信号处理器，3-GPS模块，4-数据处理电路，5-非金属壳体，6-蓄电池，11-金属棒，12-无感电阻，13-放大电路，41-通讯模块，42-数据处理模块，43-存储模块。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。当一定长度的尖端处在电场中时,尖端附近的电场会产生强烈畸变,如果畸变电场达到周围气体的击穿阈值,气体分子会发生雪崩式的电离过程，产生的大量离子轰击电极表面使其发射二次电子。当电场强度升到足够高时，大量正二次电子在数量上等于首次雪崩电离所需的电子源的电子数时，放电过程就可不依靠外来电子源提供电子而保持自持暗放电状态,即为电晕放电。一般情况下，这种自持放电产生的电流和电场强度成正比关系。符合如下的表达式，I＝kE(E-Eth)，其中I是电源电流，E是尖端周围的环境电场强度,Eth是尖端放电的阈值电场,k是比例常数,该常数需要试验确定。另外，金属尖端在电场中能够产生电晕现象，而电晕的强弱和电场强度有关。通过借鉴电场中的电源原理，本技术提供了一种大气电场探测装置。参见图1，为本技术实施例提供的一种大气电场装置结构示意图，本技术实施例提供了一种大气电场探测装置包括：依次电连接的电流传感器1、信号处理器2及数据处理电路4。所述电流传感器1包括直径小于0.5cm的金属棒11和放大电路13，所述金属棒11的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路13的一端电连接，所述放大电路13的另一端与所述信号处理器2电连接；所述金属棒11包括长度小于1m的铜、铁或铝棒。所述放大电路13是增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路13实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。为了实现放大，必须给放大器提供能量。常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路13为基础。20世纪初，真空三极管的专利技术和电信号放大的实现，标志着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年代末晶体管的问世，特别是60年代集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。现代使用最广的是以晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管)放大电路13为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。所述放大电路13中的放大器，为有源多级仪表放大器，可以通过调节所述放大器中反馈电阻的比例，实现对输入信号放大比例的调节。所述电流传感器1还包括用于将所述金属棒11的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻12，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气电场探测装置，其特征在于，包括：依次电连接的电流传感器(1)、信号处理器(2)及数据处理电路(4)，其中，所述电流传感器(1)包括直径小于0.5cm的金属棒(11)和放大电路(13)，所述金属棒(11)的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路(13)的一端电连接，所述放大电路(13)的另一端与所述信号处理器(2)电连接；所述电流传感器(1)还包括用于将所述金属棒(11)的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻(12)，所述无感电阻(12)的一端与所述金属棒(11)的非尖端电连接、另一端电连接于所述放大电路(13)；所述数据处理电路(4)与所述信号处理器(2)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种大气电场探测装置，其特征在于，包括：依次电连接的电流传感器(1)、信号处理器(2)及数据处理电路(4)，其中，所述电流传感器(1)包括直径小于0.5cm的金属棒(11)和放大电路(13)，所述金属棒(11)的一端为用于增强周围局部电场的尖端、另一端与所述放大电路(13)的一端电连接，所述放大电路(13)的另一端与所述信号处理器(2)电连接；所述电流传感器(1)还包括用于将所述金属棒(11)的尖端产生的电晕电流转换成电压的无感电阻(12)，所述无感电阻(12)的一端与所述金属棒(11)的非尖端电连接、另一端电连接于所述放大电路(13)；所述数据处理电路(4)与所述信号处理器(2)电连接。2.根据权利要求1所述的大气电场探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括用于接收GPS卫星信号的GPS模块(3)，所述GPS模块(3)电连接至所述数据处理电路(4)。3.根据权利要求1所述的大气电场探测装置，其特征在于，所述金属棒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仿荣，王继承，钱国超，马仪，钟剑明，申元，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南电网有限责任公司保山供电局，
类型：新型
国别省市：云南;53