一种手持式宽频环境电场测试仪及其电场测量方法技术

本发明专利技术公开了一种手持式宽频环境电场测试仪及其电场测量方法，包括主机和由电场传感器、检波器、前置放大器构成的探头，其中：电场传感器，用于全方向地感应环境电场，将感应的电场信号转换成电流信号传输至检波器；检波器，用于接收上述电流信号并对该电流信号进行检波，得到调制信号并传输至前置放大器；前置放大器，用于接收检波器的调制信号并对该信号进行高保真放大然后传输至主机；主机，用于接收探头的信号并对该信号进行模数转换和滤波处理，然后进行输出显示；所述主机与探头通过电磁屏蔽连接器活动连接。本发明专利技术测量频段范围广；便于替换不同的探头；电磁屏蔽效果佳；实现故障自诊断功能，快速维修；体积小，重量轻，携带方便。

【技术实现步骤摘要】
一种手持式宽频环境电场测试仪及其电场测量方法
本专利技术涉及电场辐射检测
，具体涉及一种手持式宽频环境电场测试仪及其电场测量方法。
技术介绍
随着现代通信产业和电子工业的迅猛发展，导致人类生存环境中电场及磁场无处不在，电场和磁场能量密度不断增强，使用频带不断增宽，如何快速检测成为重要课题，以确保工作人员及公众身体健康、设备安全运行。目前，市面上的电场测量仪存在测量频带窄(测量频带在5GHz以内)、故障定位困难、可维修性差、功能单一、重量大等问题，无法满足对环境电场强度检测需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是测量频带窄，目的在于提供一种手持式宽频环境电场测试仪及其电场测量方法，增大测量频带的宽度。本专利技术通过下述技术方案实现：一种手持式宽频环境电场测试仪，包括主机和由电场传感器、检波器、前置放大器构成的探头，其中：电场传感器，用于全方向地感应环境电场，将感应的电场信号转换成电流信号传输至检波器；检波器，用于接收上述电流信号并对该电流信号进行检波，得到调制信号并传输至前置放大器；前置放大器，用于接收检波器的调制信号并对该信号进行高保真放大然后传输至主机；主机，用于接收探头的信号并对该信号进行模数转换和滤波处理，然后进行输出显示；所述主机与探头通过电磁屏蔽连接器活动连接。本专利技术基于探头和主机，利用电场传感器全方向地感应环境电场，并利用检波器和前置放大器对检测的电场信号进行初步处理，再传递至主机进行分析处理，将现有技术中的5GHz以内的测量频带增大至1MHz-18GHz，大大增加了测量频带的宽度。进一步地，电场传感器由三个分别感应空间三维电场的天线构成。进一步地，探头的电路包括X向感应电路、Y向感应电路、Z向感应电路、运算放大模块，所述电场信息由X向感应电路、Y向感应电路、Z向感应电路共同感应，并通过运算放大模块放大之后传递给主机。其中X向、Y向、Z向分别适应三维坐标系中的X轴、Y轴、Z轴。进一步地，所述X向感应电路包括电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、电容C1、电阻R13，所述电感L1两端分别连接电阻R1和电阻R3，电阻R1连接电感L1端的另一端与电阻R2、电阻R13依次串联，电阻R3连接电感L1端的另一端与电阻R4连接，电阻R4连接电阻R3端的另一端接地，二极管D1的阳极连接在电阻R3与电阻R4连接的线路上，二极管D1的阴极连接在电阻R1与电阻R2连接的线路上，电容C1一端连接在电阻R2与电阻R13连接的线路上，电容C1连接电阻R2端的另一端接地；所述Y向感应电路包括电感L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D2、电容C2、电阻R14，所述电感L2两端分别连接电阻R5和电阻R7，电阻R5连接电感L2端的另一端与电阻R6、电阻R14依次串联，电阻R7连接电感L2端的另一端与电阻R8连接，电阻R8连接电阻R7端的另一端接地，二极管D2的阳极连接在电阻R7与电阻R8连接的线路上，二极管D2的阴极连接在电阻R5与电阻R6连接的线路上，电容C2一端连接在电阻R6与电阻R14连接的线路上，电容C2连接电阻R6端的另一端接地；所述Z向感应电路包括电感L3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、二极管D3、电容C3、电阻R15，所述电感L3两端分别连接电阻R9和电阻R11，电阻R9连接电感L3端的另一端与电阻R10、电阻R15依次串联，电阻R11连接电感L3端的另一端与电阻R12连接，电阻R12连接电阻R11端的另一端接地，二极管D3的阳极连接在电阻R11与电阻R12连接的线路上，二极管D3的阴极连接在电阻R9与电阻R10连接的线路上，电容C3一端连接在电阻R10与电阻R15连接的线路上，电容C3连接电阻R10端的另一端接地；所述运算放大模块包括运算放大器U1、电阻R16、电容C4，所述电阻R13连接电阻R2端的另一端、电阻R14连接电阻R6端的另一端、电阻R15连接电阻R10端的另一端共同连接在运算放大器U1的正向输入端，电阻R16一端连接在运算放大器U1的正向输入端，电阻R16的另一端连接在运算放大器U1的输出端，电容C4并联在电阻R16两端。进一步地，主机包括模数转换及滤波电路、处理器、显示屏、数据存储模块、日历时钟模块、键盘及告警提示模块、复位电路，其中：模数转换及滤波电路，用于接收探头的信号并对该信号进行模数转换以及滤波，得到数字信号传输至处理器；处理器，用于接收所述数字信号，并对该信号进行处理得到环境电场强度，传输至显示屏进行显示，还用于定时检测主机其他功能部件；数据存储模块，用于存储处理器中涉及的数据；日历时钟模块，通过处理器为主机提供时间信息；键盘及告警提示模块，用于信息输入以及故障报警；复位电路，为处理器提供看门狗功能。模数转换及滤波电路对探头检测的电场信号进行模拟数字转换，数字信号相对于模拟信号其抗干扰能力强、保密性好，同时，数字信号在传输与交换上具有优越性，数字通信的信号形式和计算机所用信号一致，便于将采集的电场信息交换至计算机进行分析。处理器不仅对分析处理探头发送的电场信号，而且还需要定时检测主机其他功能部件的工作状态，能快速定位电场测试仪发生故障的位置，并通过键盘及告警提示模块对故障位置进行提示，提高了电场测试仪的可维修性。进一步地，一种手持式宽频环境电场测试仪，还包括电源变换及控制模块，所述电源变换及控制模块用于将电源转换成主机和探头各部分所需的电压，并协助处理器控制主机和探头各部分的电源开关。通过处理器实时监测设备状态，根据设备工作状态通过电源变换及控制模块打开或关闭相应功能单元电路，实现最佳电源消耗，提高设备的工作时间。进一步地，一种手持式宽频环境电场测试仪，还包括外壳，所述外壳包括探头壳体、主机前壳、主机后壳、接口塞子、屏蔽玻璃、告警指示灯、电池盖、防滑垫、橡胶按键、手链、探头屏蔽连接器，所述主机前壳和主机后壳相互扣合形成主机壳体，所述手链两端与主机壳体连接；主机壳体顶部设置有充电接口和探头接口，所述探头壳体通过探头屏蔽器插入探头接口与主机壳体活动连接，在不使用探头接口和充电接口时通过接口塞子将探头接口和充电接口密封；所述主机前壳上设置有多个孔洞，包括按键孔、显示屏孔、指示灯孔，所述橡胶按键设置在按键孔中，所述显示屏设置在显示屏孔中，所述屏蔽玻璃压接在显示屏外，所述告警指示灯设置在指示灯孔中；所述主机后壳设置有电池孔，所述电池盖安装在电池孔中；所述防护垫贴于主机后壳表面。外壳还包括导电橡胶条，所述主机前壳和主机后壳之间通过导电橡胶条柔性紧密结合；所述电池盖通过导电橡胶条与主机后壳紧密结合。电磁屏蔽的实现方式是主要是通过主机前壳和主机后壳的结合处加导电橡胶条实现的，其他还有显示屏前面加屏蔽玻璃，电池盖与主机后壳间采用导电橡胶条，以屏蔽电磁干扰对测量的影响，提高测量精度，其测量精度达到±3dB。主机前壳、主机后壳、接口塞子、电池盖使用铝制材料。由于电场测试仪通常随身携带，其重量大会对工作人员造成较大的负担，使用铝制材料以达到减轻重量的目的。探头壳体采用两部分材质，其中电场和检波器部壳采用塑料外壳，前置放大器及与主机连接部分外壳采用铝壳。进一步地，基于上述手持式宽频环境电场测试仪的一种电场测量方法，步骤一，由电场传感器采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式宽频环境电场测试仪，其特征在于，包括主机和探头，所述探头包括依次连接的电场传感器、检波器、前置放大器，其中：电场传感器，用于全方向地感应环境电场，将电场信号转换成电流信号传输至检波器；检波器，用于接收上述电流信号并对该电流信号进行检波，得到调制信号并传输至前置放大器；前置放大器，用于接收检波器的调制信号并对该信号进行高保真放大然后传输至主机；主机，用于接收探头的信号并对该信号进行模数转换和滤波处理，然后进行输出显示；所述主机与探头通过电磁屏蔽连接器活动连接。

【技术特征摘要】
1.一种手持式宽频环境电场测试仪，其特征在于，包括主机和探头，所述探头包括依次连接的电场传感器、检波器、前置放大器，其中：电场传感器，用于全方向地感应环境电场，将电场信号转换成电流信号传输至检波器；检波器，用于接收上述电流信号并对该电流信号进行检波，得到调制信号并传输至前置放大器；前置放大器，用于接收检波器的调制信号并对该信号进行高保真放大然后传输至主机；主机，用于接收探头的信号并对该信号进行模数转换和滤波处理，然后进行输出显示；所述主机与探头通过电磁屏蔽连接器活动连接。2.根据权利要求1所述的一种手持式宽频环境电场测试仪，其特征在于，所述电场传感器包括三个分别感应空间三维电场的天线。3.根据权利要求1所述的一种手持式宽频环境电场测试仪，其特征在于，所述探头的电路包括X向感应电路、Y向感应电路、Z向感应电路、运算放大模块，其中X向、Y向、Z向与三维坐标系的X轴、Y轴、Z轴相适应；所述电场信息由X向感应电路、Y向感应电路、Z向感应电路共同感应，并通过运算放大模块放大之后传递给主机。4.根据权利要求3所述的一种手持式宽频环境电场测试仪，其特征在于，所述X向感应电路包括电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、电容C1、电阻R13，所述电感L1两端分别连接电阻R1和电阻R3，电阻R1连接电感L1端的另一端与电阻R2、电阻R13依次串联，电阻R3连接电感L1端的另一端与电阻R4连接，电阻R4连接电阻R3端的另一端接地，二极管D1的阳极连接在电阻R3与电阻R4连接的线路上，二极管D1的阴极连接在电阻R1与电阻R2连接的线路上，电容C1一端连接在电阻R2与电阻R13连接的线路上，电容C1连接电阻R2端的另一端接地；所述Y向感应电路包括电感L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D2、电容C2、电阻R14，所述电感L2两端分别连接电阻R5和电阻R7，电阻R5连接电感L2端的另一端与电阻R6、电阻R14依次串联，电阻R7连接电感L2端的另一端与电阻R8连接，电阻R8连接电阻R7端的另一端接地，二极管D2的阳极连接在电阻R7与电阻R8连接的线路上，二极管D2的阴极连接在电阻R5与电阻R6连接的线路上，电容C2一端连接在电阻R6与电阻R14连接的线路上，电容C2连接电阻R6端的另一端接地；所述Z向感应电路包括电感L3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、二极管D3、电容C3、电阻R15，所述电感L3两端分别连接电阻R9和电阻R11，电阻R9连接电感L3端的另一端与电阻R10、电阻R15依次串联，电阻R11连接电感L3端的另一端与电阻R12连接，电阻R12连接电阻R11端的另一端接地，二极管D3的阳极连接在电阻R11与电阻R12连接的线路上，二极管D3的阴极连接在电阻R9与电阻R10连接的线路上，电容C3一端连接在电阻R10与电阻R15连接的线路上，电容C3连接电阻R10端的另一端接地；所述运算放大模块包括运算放大器U1、电阻R16、电容C4，所述电阻R13连接电阻R2端的另一端、电阻R14连接电阻R6端的另一端、电阻R15连接电阻R10端的另一端共同连接在运算放大器U1的正向输入端，电阻R16一端连接在运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨素，田海燕，牛德青，温江波，张锐，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51