一种雷电强度监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种雷电强度监测系统，包括电流传感器、电磁传感器、电压测量器、控制箱和报警装置，控制箱包括单片机，通讯模块和电源模块，通讯模块与单片机的通讯引脚连接，电源模块与单片机电源端和地端连接，电流传感器、电压测量器和电磁传感器都与单片机的输入引脚连接，单片机的输出引脚连接报警装置；本实用新型专利技术具备精度高，智能报警，无线传输的优点。

A lightning intensity monitoring system

The utility model discloses a lightning intensity monitoring system, which comprises a current sensor, an electromagnetic sensor, a voltage measuring device, a control box and an alarm device. The control box comprises a single chip microcomputer, a communication module and a power module. The communication module is connected with the communication pin of the single chip microcomputer, and the power module is connected with the power terminal and the ground terminal of the single chip microcomputer. The current sensor, the voltage measuring device and the electromagnetic sensor are all connected with the input pin of the single chip microcomputer, and the output pin of the single chip microcomputer is connected with the alarm device; the utility model has the advantages of high precision, intelligent alarm and wireless transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种雷电强度监测系统
本技术涉及雷电监测
，具体为一种雷电强度监测系统。
技术介绍
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象，雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风，积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶，冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷，云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主，因此，云的上、下部之间形成一个电位差，当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象，闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培，闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特，一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率，放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣，带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电，在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声，这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。雷电到来时产生的巨大冲击会造成巨大的财产损失，所以对雷电强度监测并及时提醒人们是非常必要的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种雷电强度监测系统，具备精度高，智能报警，无线传输的优点，解决了现有技术中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种雷电强度监测系统，包括电流传感器、电磁传感器、电压测量器、控制箱和报警装置，控制箱包括单片机，通讯模块和电源模块，通讯模块与单片机的通讯引脚连接，电源模块与单片机电源端和地端连接，电流传感器、电压测量器和电磁传感器都与单片机的输入引脚连接，单片机的输出引脚连接报警装置。优选的，所述电流传感器为罗氏线圈型冲击电流传感器。优选的，所述电压测量器包括耦合电容和调节电路。优选的，所述单片机为STM32单片机。优选的，所述报警装置包括闪光灯和扬声器。优选的，所述通讯模块为GPRS通讯模块。优选的，所述电源模块包括太阳能板、蓄电池和变压器。优选的，所述控制箱为绝缘材料。优选的，所述控制箱外侧设置防水装置。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本雷电强度监测系统，采用罗氏线圈型冲击电流传感器，不仅测量精度高，而且稳定性好，易于保存；STM32单片机执行速度快，节约时间，提高工作效率，GPRS模块是效率高、成本低的无线分组数据业务，非常适用在突发、间断情况下的数据发送与接收。附图说明图1为本技术一种雷电强度监测系统的整体结构图。图2为本技术一种雷电强度监测系统的罗氏线圈的结构图。图3为本技术一种雷电强度监测系统的罗氏线圈原理图。具体实施方式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，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。请参阅图1-3，一种雷电强度监测系统，包括电流传感器、电磁传感器、电压测量器、控制箱和报警装置，控制箱为绝缘材料制成且外侧设置防水装置，控制箱包括单片机，通讯模块和电源模块，单片机为SIM32单片机，通讯模块为GPRS通讯模块，电源模块包括太阳能板、蓄电池和变压器，太阳能板、蓄电池和变压器依次通过线缆连接，变压器与单片机连接，通讯模块与单片机的通讯引脚连接，电源模块与单片机电源端和地端连接，电流传感器为罗氏线圈型冲击电流传感器，电压测量器包括耦合电容和调节电路，电流传感器、电压测量器和电磁传感器都与单片机的输入引脚连接，单片机的输出引脚连接报警装置，报警装置包括闪光灯和扬声器。雷电流所产生的磁场是一个快速变化的磁场，罗氏线圈基于电磁感应法将大电流转化为低电压来测量；要准确测量雷电流参数必须采取一些适当的方式来设计罗氏线圈:(1)线圈的平均半径必须比其截面半径大，目的是使得雷电流穿过线圈时线圈的位置不影响线圈的灵敏度；(2)线匝密度及线圈面积应为常数,使高频下的罗氏线圈可视为均匀传输线；(3)要想使得线圈测得的电压信号能够正确反映出被测的雷电流大小，应采用无感电阻来作为信号电阻，目的是使得自感应尽量的小，减少其对测量回路的影响；(4)为防止电磁干扰,线圈应装在一屏蔽盒中用来抗干扰；线圈用铁盒屏蔽，该铁盒要开能通过磁通的槽，目的有两点：一是防止主磁通在铁盒内产生环流；如果主磁通在铁盒的纵向截面上产生的环流会阻碍主磁通进入罗氏线圈，无法测量电流；二是防止铁盒生成磁旁路屏蔽盒侧开一条缝隙正对被测雷电流，为减少直接电容耦合,缝隙应尽量小,一般为1~2mm.为提高罗氏线圈测量准确性,减少不必要的干扰，特别是降低其对高温高频的影响，骨架材料的选择也很重要；本系统设计的时候通过综合比较最终选用的骨架材料为纤维材料，这种材料不仅易于制作，温度稳定性好，而且易于保存。综上所述：本雷电强度监测系统，电流传感器和电压测量器监测正在发生雷电的数据，电磁传感器收集周围磁场的信息，如果即将到来的雷电冲击很大，闪光灯一直闪烁，扬声器发出危险信号提示周围的工作人员，通讯模块及时发送信息给远端的工作人员提示他们做好必要的防雷措施，本使用新型采用罗氏线圈型冲击电流传感器，不仅测量精度高，而且稳定性好，易于保存；STM32单片机执行速度快，节约时间，提高工作效率，GPRS模块是效率高、成本低的无线分组数据业务，非常适用在突发、间断情况下的数据发送与接收。以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优点，对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷电强度监测系统，其特征在于：包括电流传感器、电磁传感器、电压测量器、控制箱和报警装置，控制箱包括单片机，通讯模块和电源模块，通讯模块与单片机的通讯引脚连接，电源模块与单片机电源端和地端连接，电流传感器、电压测量器和电磁传感器都与单片机的输入引脚连接，单片机的输出引脚连接报警装置。

【技术特征摘要】
1.一种雷电强度监测系统，其特征在于：包括电流传感器、电磁传感器、电压测量器、控制箱和报警装置，控制箱包括单片机，通讯模块和电源模块，通讯模块与单片机的通讯引脚连接，电源模块与单片机电源端和地端连接，电流传感器、电压测量器和电磁传感器都与单片机的输入引脚连接，单片机的输出引脚连接报警装置。2.根据权利要求1所述的一种雷电强度监测系统，其特征在于：所述电流传感器为罗氏线圈型冲击电流传感器。3.根据权利要求1所述的一种雷电强度监测系统，其特征在于：所述电压测量器包括耦合电容和调节电路。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高攀亮，刘世宇，
申请(专利权)人：宁夏中科天际防雷研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏,64