一种用于大气电场仪的探头以及大气电场仪制造技术

一种用于大气电场仪的探头以及大气电场仪，该探头包括：电场感应器，其用于根据自身周围电场产生相应的电场感应信号；感应器控制电路，其与电场感应器连接，用于控制电场感应器的转速；信号处理电路，其与电场感应器连接，用于对电场感应信号进行处理并得到对应的数字电场信号；数据处理电路，其与信号处理电路连接，用于根据数字电场信号确定出电场值数据。大气电场仪能够通过探头准确、有效地检测出探头周围地区电场的情况，并利用所得到的电场情况真实反映出周围地区雷暴活动状况，从而为预测暴风雨等天气变化提供了依据。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气象监测
，具体地说，涉及一种用于大气电场仪的探头以及大气电场仪。
技术介绍
雷暴是人类至今无法控制的自然灾害之一，这是因为雷暴的形成和消失过程十分复杂，雷暴经过之处所造成的直接和间接破坏规模令人恐惧，它已成为影响经济的重要危险因素。人类的活动(如经济以及民事、军事活动)以及地球上任何一个地区都面临着雷暴的威胁，而雷电监测预警则是减少及控制雷暴造成的直接损失以及间接损失的有效手段。在雷电监测预警中，大气电场仪是最为常用的一种装置。大气电场仪可用于常规气象业务预报、森林雷击火灾预警、机场及航空航天保障、电力系统安全、油田油库石油钻井平台、高尔夫球场、大型游乐场、海滨浴场、野外采矿区等重要场所的短时雷暴检测和预警。得到预警信息以后，现场操作人员可根据大气电场仪显示的预警等级，来决定采取事先做好的何种应急预案，从而降低雷暴天气对人员、建筑物、用电设备等造成的影响和损害。太阳风、等离子体以及磁气圈中地磁场的交互作用，形成了太阳风与磁气圈之间的大气电场层。正常条件下，大气电场强度为每米几百伏，但是暴风雨的来临能将大气电场强度推进到每米几千伏。在晴朗的天气里，电场强度范围是+500V/m?-500V/m。接近雷暴的时候，电场强度随着闪电能量的增加而逐渐增加。电场强度达到±2KV/m时，说明闪电的能量很高。而当雷暴产生时，大气电场强度能增达到15KV/m以上。由于这个变化过程较为缓慢(大概需要30分钟左右的时间)，因此可以使用地面大气电场仪来了解其周围地区雷暴的发展活动状况，并预测严厉暴风雨发生的可能性。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术首先在一个实施例中提供了一种用于大气电场仪的探头，所述探头包括:电场感应器，其用于根据自身周围电场产生相应的电场感应信号；感应器控制电路，其与所述电场感应器连接，用于控制所述电场感应器的转速；信号处理电路，其与所述电场感应器连接，用于对所述电场感应信号进行处理并得到对应的数字电场信号；数据处理电路，其与所述信号处理电路连接，用于根据所述数字电场信号确定出电场值数据。根据本技术的一个实施例，所述电场感应器包括定子和转子，所述感应器控制电路与所述电场感应器的转子连接，用于控制所述转子的转速。根据本技术的一个实施例，所述感应器控制电路包括:电机，其与所述转子连接；转速测量电路，其用于测量所述电机的转速，从而得到所述转子的实际转速；转速控制电路，其与所述转速测量电路和电机连接，用于根据预设目标转速和所述实际转速，调节所述电机的运行状态，进而调节所述转子的转速。根据本技术的一个实施例，所述转速测量电路包括光电开关。根据本技术的一个实施例，所述信号处理电路包括:电流电压转换电路，其与所述电场感应器连接，用于将所述电场感应器输出的电场感应信号转换为感应电压信号；信号增强电路，其与所述电流电压转换电路连接，用于对所述感应电压信号进行增强并消除共模干扰；移相电路，其与所述信号增强电路连接连接，用于将所述信号增强电路输出的信号增加预设相位值；检波电路，其与所述移相电路连接，用于从所述移相电路输出的信号中检测与预设同步信号匹配的信号并将其转换为直流感应信号；放大抬升电路和模数转换电路，所述放大抬升电路连接在所述检波电路与模数转换电路之间。根据本技术的一个实施例，所述数据处理电路包括:数据处理模块，其与所述信号处理电路连接，用于根据所述数字电场信号计算得到电场值数据；数据通信模块，其与所述数据处理模块连接，用于将得到的所述电场值数据向外发送。根据本技术的一个实施例，所述数据处理电路还包括:温度测量电路，其与所述数据处理模块连接，用于测量所述数据处理电路的温度；和/或，供电电压监测电路，其与所述数据处理模块连接，用于检测所述探头的供电电压。根据本技术的一个实施例，所述探头还包括屏蔽罩，所述电场感应器、感应器控制电路、信号处理电路和数据处理电路密封于所述屏蔽罩内，以阻隔外界环境和电磁干扰的影响。根据本技术的一个实施例，所述屏蔽罩为不锈钢屏蔽罩。本技术还提供了一种大气电场仪，所述大气电场仪包括包括如上任一项所述的探头。根据本技术的一个实施例，所述大气电场仪还包括:数据采集器，其与所述数据处理电路连接，用于根据所述数据处理电路传输来的电场值数据计算预设时长内的特征电场值数据。根据本技术的一个实施例，数据采集器还根据所述数据处理电路传输来的数据得到状态信息。根据本技术的一个实施例，所述大气电场仪还包括:数据存储电路，其与所述数据采集器连接，用于存储所述特征电场值数据和状态信息-M /或，通信电路，其与所述数据采集连接，用于将所述数据采集器传输来的特征电场值数据和状态信息向外发送。本技术所提供的大气电场仪能够通过探头准确、有效地检测出探头周围地区电场的情况，并利用所得到的电场情况真实反映出周围地区雷暴活动状况，从而为预测暴风雨等天气变化提供了依据。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】附图示出了本技术的各方面的各种实施例，并且它们与说明书一起用于解释本技术的原理。本
内的技术人员明白，附图所示的特定实施例仅是实例性的，并且它们无意限制本技术的范围。应该认识到，在某些示例中，被示出的一个元件也可以被设计为多个元件，或者多个元件也可以被设计为一个元件。在某些示例中，被示出为另一元件的内部部件的元件也可以被实现为该另一元件的外部部件，反之亦然。为了更加清楚、详细地本技术的示例性实施例以使本领域技术人员能够对本技术的各方面及其特征的优点理解得更加透彻，现对附图进行介绍，在附图中:图1是根据本技术一个实施例的探头的结构示意图；图2是根据本技术一个实施例的感应器控制电路的结构示意图；图3是根据本技术一个实施例的信号处理电路的结构示意图；图4是根据本技术一个实施例的数据处理电路的结构示意图。【具体实施方式】以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本技术实施当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大气电场仪的探头，其特征在于，所述探头包括：电场感应器，其用于根据自身周围电场产生相应的电场感应信号；感应器控制电路，其与所述电场感应器连接，用于控制所述电场感应器的转速；信号处理电路，其与所述电场感应器连接，用于对所述电场感应信号进行处理并得到对应的数字电场信号；数据处理电路，其与所述信号处理电路连接，用于根据所述数字电场信号确定出电场值数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包坤，李庆申，赖晋科，李龙威，吴群，杜建苹，宋扬，
申请(专利权)人：北京华云东方探测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11