大气电场测量控制仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种测量控制大气电场强度的仪器。其通过机械动态旋转结合电子技术的方法来实现对大气电场的测量。本仪器是由支撑架、电场感应器、电场测量控制器及接地平板组成，所测量的电场值直接在显示器上显示，同时电场数据通过接口传送到微机分析、处理及动态显示电场强度的变化曲线。本实用新型专利技术可用直流供电，在雷暴天气下开展工作，其功耗小，分辨率高，既适于野外单台独立连接记录设备使用，也可多台仪器通过无线或有线实现组网远距离自动遥控遥测。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量控制大气电场强度的仪器。
技术介绍
在雷暴云电荷的作用下，会在空间及地面产生一定强度的电场。当这一电场增大到一定数值时，就会伴随有强烈的闪电发生。近几十年来，随着社会经济的发展，由于高技术装备、微电子器件的大量采用，雷击对电力、通讯信息系统及航空航天等高科技领域的威胁愈来愈严重。从近几十年的统计来看，雷电事故频频发生，因雷击造成的经济损失不断增加。这些问题已引起科技工作者的高度重视。目前，从诸多大气电探测的要素中，大气电场是大气电学的基本参数。因此，研究雷暴云的特征和防护机理，研制防护设备，对于监测大气静电电场的变化，避免易受静电危害的设备和场所(如油库、矿山等)事故的发生有着非常重要的科学意义和实用价值。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供一种大气电场测量控制仪，其通过机械动态旋转结合电子技术的方法来实现对大气电场的测量。本技术的目的可以采取以下措施来实现一种大气电场测量控制仪，主要是由电场感应器、电场测量控制器、接地金属平板、弯管支撑架组成。电场感应器倒挂在弯管支撑架上，电场感应器与弯管支撑架用螺母固定连接，弯管支撑架的另一端与法兰盘连接在金属平板上；电缆线一端通过支撑架管内与电场感应器的电缆连接器连接，另一端与电场测量器后面板的信号连接插座连接，电场测量控制器前面板装有电源指示、自检状态、电场显示器、运行状态、遥测状态及电源开关和遥测开关；电场测量控制器后面板装有信号连接插座、模拟信号输出插座、数据接口插座、电源输入插座及保险插座。上述的电场感应器主要是由壳体、带轮I、支撑架板、马达、双轴承、上盖、动片、静片、绝缘支撑柱、光电开关、带轮II、主轴、电子线路板、连接螺母、壳体连接螺杆、同步叶片及传动带等组成，主轴居电场感应器的中部，并采用双轴承平衡固定，主轴顶端安装动片，两端固定两轴承并套装在壳体中间的槽内，下端安装同步叶片和带轮II，带轮II与马达的带轮I用传动带连接；光电开关安装在支撑板架上，同步叶片穿过光电开关的遮光槽，感应电场信号的静片用绝缘支撑柱固定在壳体舱内支撑架板上，壳体连接螺杆与支撑架弯管对接并用连接螺母固定。上述的电子线路板主要是由前置放大器、滤波器、同步信号产生驱动电路、马达稳速电路组成，静片经过R2与运放A1输入反相脚相连，A1的输出端通过R4与A2a输入反相脚连接，A2a的输出脚直接与A2b输入正相脚连接，A2b的输出脚为信号出端，光电开关UA的射极输出经R9与A3b的反相输入脚连接，A3a的反相脚经过R11与A3b输出脚相连。上述的电场测量控制器主要是由通道放大器、同步信号缓冲转换电路、信号检波器、滤波电路、直流放大驱动电路、电场显示器、A/D转换器、预编程序的单板计算机等组成，信号出端经C2与R5和A2b的反相脚连接，A2b的输出脚经过由R6、C3、C4、R8、R7、W1组成的网络电路与A2a的反相输入脚相连，A3a反相输入脚经R10连接与A2a的输出脚，它的输出脚经过C5与R13和A3b的正输入脚连接，A4的3脚和6脚同时连接到A3b的输出脚，它的1脚和9脚同时连接到A1a输出脚，7脚和11脚同时经过R14与A5反相脚连接，2脚和14脚同时经过R16与A5正相脚连接，8脚和16脚同时与R3和A1b的输出脚连接，R3与A1a的反相脚相连，同步出端经R1与C1和A1b的输入反相脚相连，A6a的正输入脚与A5的输入脚连接，它的输出脚经由R18、R19、R20、C6、C7组成的滤波网络与A6b输入反相脚及输出脚连接，输出脚经R22与R23、R24、C8同时连接，A7a的反相输入脚与C9和R24连接，它的输出脚与C9和A7b的正输入脚相连，A7b的输出脚经R26与R27和A8a的反相输入脚相连，A8b的正输入脚与R27和A8a的输出脚相连，它的输出脚分三路输出，其中两路分别与A/D转换器、电场测量控制器后面板13的信号连接插座11连接，另一路经R30、R31、W4组成的衰减网络与电场显示器连接。本技术的优点和产生的有益效果是1、采用了机械旋转叶片结合电子技术的方法(场磨)实现测量大气电场强度；2、配置接地金属平板，减小了地面对电场产生的畸变，使电场感应器测量的大气电场更均匀准确； 3、主轴采用双轴承平衡固定及采用马达稳速电路，叶片高转速时更加平稳；4、主轴与马达之间采用传动带的机械结构，降低了电场感应器的振动及噪音，测量大气电场更精确；5、主轴携带叶片的转速高达1800转/分，使电场感应器响应的电场信号更快捷；6、电子技术电路采用电荷放大器，使接收电场信号不产生失真；7、具有数字化处理和遥控遥测功能，电场数据可通过数据接口向微机及其它的数字化显示设备传送，也可组网电场测量；8、探测范围半径为20公里；9、大气电场测量范围为±100KV/m；10、本仪器可在-30 ℃至+55℃环境中使用，也可在强风暴的恶劣天气中使用；11、本仪器已在太原卫星发射基地等部门得到应用，也可应用到气象、航空航天、军工、电力、矿山、地震、森林放火、雷击预警等到部门；12、本仪器安装容易，使用方便。附图说明图1是本技术示意图图2是本技术电场感应器机械结构示意图图3是本技术电场感应器电原理图图4是本技术电场测量控制器电原理图具体实施方式以下结合附图，对本技术再作进一步的说明一种大气电场测量控制仪，主要是由电场感应器3、电场测量控制器19、接地金属平板7、弯管支撑架4组成。电场感应器3倒挂在弯管支撑架4上，电场感应器3与弯管支撑架4用螺母2固定连接，弯管支撑架4的另一端与法兰盘5连接在金属平板7上；金属平板7靠自身重量安放在地面或经过平板螺栓6安装在预埋件平板底座8上；电缆线9一端通过支撑架管内与电场感应器3的电缆连接器1连接，另一端信号连接插头10插于电场测量器后面板13的信号连接插座11，电场测量控制器前面板19装有电源指示20、自检状态21、电场显示器22、运行状态23、遥测状态24及电源开关17和遥测开关18；电场测量控制器后面板13装有信号连接插座11、模拟信号输出插座12、数据接口插座16、电源输入插座14及保险插座15。上述的电场感应器3主要是由壳体25、带轮I(26)、支撑架板27、马达28、双轴承29、上盖30、动片31、静片32、绝缘支撑柱33、光电开关34、带轮II(35)、主轴36、电子线路板37、连接螺母38、壳体连接螺杆39、同步叶片40及传动带41组成。主轴36居电场感应器3的中部，并采用双轴承29平衡固定，主轴36顶端安装动片31，两端固定两轴承29并套装在壳体25中间的槽内，下端安装同步叶片40和带轮II(35)，带轮II(35)与马达28的带轮I(26)用传动带41连接；光电开关34安装在支撑板架27上，同步叶片40穿过光电开关34的遮光槽，感应电场信号的静片32用绝缘支撑柱33固定在壳体舱内支撑架板27上，静片32感应大气电场信号，动片31连接大地，由静片32接收的电场信号和同步叶片40产生同步信号，经前置放大器放大后输出到电场测量控制器19。壳体连接螺杆39与支撑架弯管4对接并用连接螺母38固定。上述的电子线路板37主要是由前置放大器(A1、A2a、A2b)、滤波器(C1、C2、R1)、同步信号产生驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气电场测量控制仪，主要是由电场感应器（３）、电场测量控制器（１９）、接地金属平板（７）、弯管支撑架（４）组成，其特征是电场感应器（３）倒挂在弯管支撑架（４）上，电场感应器（３）与弯管支撑架（４）用螺母（２）固定连接，弯管支撑架（４）的另一端与法兰盘（５）连接在金属平板（７）上；金属平板（７）靠自身重量安放在地面或经过平板螺栓（６）安装在预埋件平板底座（８）上；电缆线（９）一端通过弯管支撑架管内与电场感应器（３）的电缆连接器（１）连接，另一端信号连接插头（１０）插于电场测量器后面板（１３）的信号连接插座（１１），电场测量控制器前面板（１９）装有：电源指示（２０）、自检状态（２１）、电场显示器（２２）、运行状态（２３）、遥测状态（２４）及电源开关（１７）和遥测开关（１８）；电场测量控制器后面板（１３）装有信号连接插座（１１）、模拟信号输出插座（１２）、数据接口插座（１６）、电源输入插座（１４）及保险插座（１５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张广庶，张彤，肖正华，郄秀书，董万胜，李发忠，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]