雷电三维磁场数据采集系统技术方案

一种雷电三维磁场数据采集系统，根据法拉第电磁感应定律设计了可感应雷电磁场的天线，根据云地闪电磁脉冲的特征，设计了信号调理电路以及A/D转换电路，通过两种触发模块作为采集电路的控制开关，最后使用Qt设计了上位机界面。系统三路通道同步采集，可以对雷电三维磁场峰值信息、雷电发生的时间、方位角以及磁场变化波形进行记录，通过无线网络传输至上位机。本实用新型专利技术不仅能为雷电定位及雷电预警提供有效数据，还可以通过采集到的三维磁场数据反演和估算雷电流的峰值、波形和上升时间等重要参量，为间接分析雷电特性提供了一种新的思路。

A three dimensional magnetic field data acquisition system for lightning

A lightning three-dimensional magnetic field data acquisition system, according to Faraday's law of electromagnetic induction antenna can be designed according to the magnetic field induced lightning, cloud to ground lightning magnetic pulse characteristics, design of signal conditioning circuit and A/D conversion circuit, through two kinds of trigger module as a control switch circuit, the final design of the computer interface using Qt. The system can collect three channels synchronously, record the three dimensional magnetic peak information, the time of lightning occurrence, the azimuth and the magnetic field changing waveform, and transmit it to the host computer through wireless network. The utility model can not only provide valuable data for the lightning location and lightning warning, an important parameter of 3D magnetic field data inversion and estimation of lightning current can be collected to the peak, waveform and rise time, which provides a new way of indirect lightning characteristics analysis.

【技术实现步骤摘要】
雷电三维磁场数据采集系统
本技术属于气象监测
，具体涉及一种雷电三维磁场数据采集系统，由于其低功耗的特点，能够在野外无人看守的条件下应用。
技术介绍
雷电是自然界中大气运动的放电现象，包括云闪和地闪，其中对人类社会威胁最大的是地闪。在雷电发生时，不仅大气电场会发生瞬变，还伴随着强烈的电磁脉冲，极易影响当前各种电子、电气设备的正常运行。因此，进行雷电电磁场的全面测量，能为雷电分析提供所需数据，对于雷电定位，雷电预警具有重要意义。雷电电磁辐射场主要以低频/甚低频（LF/VLF）的方式沿着地球表面传播，根据其放电能量的大小，传播范围可达数百千米或更远。通过在地面上测量放电电流电磁辐射产生的雷电电磁脉冲（lightningelectromagneticpulse，LEMP）磁场和对雷击点及放电通道距离，可实现对地闪电流的间接测量。用两个以上的正交线圈，不仅可以对LEMP磁场进行测量，还可以为雷电进行定位。因此，对LEMP磁场的有效测量是进行雷电防护的首要前提。当前对于雷电磁场测量的方法有许多，如电磁感应法、磁共振法、磁通门法等。在众多测量方法中，主要是针对一维或二维的磁场测量，得到的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于，包括：磁场感应天线、主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置、上位机及金属屏蔽外壳，主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置和上位机均安装在金属屏蔽外壳中；磁场感应天线测量磁场产生的感应电动势信号，并将信号传输至信号调理电路，信号调理电路分别与A/D转换电路和触发电路相连，A/D转换电路、触发电路和GPS装置均连接至主控制器，触发电路作为A/D转换电路的工作开关，当触发电路检测到雷电发生时，主控制器使能A/D转换电路，A/D转换电路采集经过信号调理电路调理的信号并转换为数字信号，并将数...

【技术特征摘要】
1.一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于，包括：磁场感应天线、主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置、上位机及金属屏蔽外壳，主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置和上位机均安装在金属屏蔽外壳中；磁场感应天线测量磁场产生的感应电动势信号，并将信号传输至信号调理电路，信号调理电路分别与A/D转换电路和触发电路相连，A/D转换电路、触发电路和GPS装置均连接至主控制器，触发电路作为A/D转换电路的工作开关，当触发电路检测到雷电发生时，主控制器使能A/D转换电路，A/D转换电路采集经过信号调理电路调理的信号并转换为数字信号，并将数字信号发送给主控制器，同时GPS装置记录雷电发生的时间并发送给主控制器，主控制器对数字信号进行计算，并通过无线接收装置传输给上位机进行显示。2.如权利要求1所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：信号调理电路包括依次相连的前置放大电路、滤波电路和主放大电路，磁场感应天线测量的感应电动势信号先经过前置放大电路放大达到既定的电压要求，再通过滤波电路过滤噪声，最后经过主放大电路进行二次放大。3.如权利要求2所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：前置放大电路采用运算放大器AD817，滤波电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔恩隆，张自嘉，钱琛，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32