一種用于大氣電場儀的探頭以及大氣電場儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣象監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于大氣電場儀的探頭以及大氣電場儀。
【背景技術(shù)】
[0002]雷暴是人類至今無法控制的自然災(zāi)害之一，這是因為雷暴的形成和消失過程十分復(fù)雜，雷暴經(jīng)過之處所造成的直接和間接破壞規(guī)模令人恐懼，它已成為影響經(jīng)濟的重要危險因素。人類的活動(如經(jīng)濟以及民事、軍事活動)以及地球上任何一個地區(qū)都面臨著雷暴的威脅，而雷電監(jiān)測預(yù)警則是減少及控制雷暴造成的直接損失以及間接損失的有效手段。
[0003]在雷電監(jiān)測預(yù)警中，大氣電場儀是最為常用的一種裝置。大氣電場儀可用于常規(guī)氣象業(yè)務(wù)預(yù)報、森林雷擊火災(zāi)預(yù)警、機場及航空航天保障、電力系統(tǒng)安全、油田油庫石油鉆井平臺、高爾夫球場、大型游樂場、海濱浴場、野外采礦區(qū)等重要場所的短時雷暴檢測和預(yù)警。得到預(yù)警信息以后，現(xiàn)場操作人員可根據(jù)大氣電場儀顯示的預(yù)警等級，來決定采取事先做好的何種應(yīng)急預(yù)案，從而降低雷暴天氣對人員、建筑物、用電設(shè)備等造成的影響和損害。
[0004]太陽風(fēng)、等離子體以及磁氣圈中地磁場的交互作用，形成了太陽風(fēng)與磁氣圈之間的大氣電場層。正常條件下，大氣電場強度為每米幾百伏，但是暴風(fēng)雨的來臨能將大氣電場強度推進(jìn)到每米幾千伏。在晴朗的天氣里，電場強度范圍是+500V/m?-500V/m。接近雷暴的時候，電場強度隨著閃電能量的增加而逐漸增加。電場強度達(dá)到±2KV/m時，說明閃電的能量很高。而當(dāng)雷暴產(chǎn)生時，大氣電場強度能增達(dá)到15KV/m以上。由于這個變化過程較為緩慢(大概需要30分鐘左右的時間)，因此可以使用地面大氣電場儀來了解其周圍地區(qū)雷暴的發(fā)展活動狀況，并預(yù)測嚴(yán)厲暴風(fēng)雨發(fā)生的可能性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題，本實用新型首先在一個實施例中提供了一種用于大氣電場儀的探頭，所述探頭包括:
[0006]電場感應(yīng)器，其用于根據(jù)自身周圍電場產(chǎn)生相應(yīng)的電場感應(yīng)信號；
[0007]感應(yīng)器控制電路，其與所述電場感應(yīng)器連接，用于控制所述電場感應(yīng)器的轉(zhuǎn)速；
[0008]信號處理電路，其與所述電場感應(yīng)器連接，用于對所述電場感應(yīng)信號進(jìn)行處理并得到對應(yīng)的數(shù)字電場信號；
[0009]數(shù)據(jù)處理電路，其與所述信號處理電路連接，用于根據(jù)所述數(shù)字電場信號確定出電場值數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述電場感應(yīng)器包括定子和轉(zhuǎn)子，所述感應(yīng)器控制電路與所述電場感應(yīng)器的轉(zhuǎn)子連接，用于控制所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述感應(yīng)器控制電路包括:
[0012]電機，其與所述轉(zhuǎn)子連接；
[0013]轉(zhuǎn)速測量電路，其用于測量所述電機的轉(zhuǎn)速，從而得到所述轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速；
[0014]轉(zhuǎn)速控制電路，其與所述轉(zhuǎn)速測量電路和電機連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述實際轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)所述電機的運行狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述轉(zhuǎn)速測量電路包括光電開關(guān)。
[0016]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述信號處理電路包括:
[0017]電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其與所述電場感應(yīng)器連接，用于將所述電場感應(yīng)器輸出的電場感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電壓信號；
[0018]信號增強電路，其與所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于對所述感應(yīng)電壓信號進(jìn)行增強并消除共模干擾；
[0019]移相電路，其與所述信號增強電路連接連接，用于將所述信號增強電路輸出的信號增加預(yù)設(shè)相位值；
[0020]檢波電路，其與所述移相電路連接，用于從所述移相電路輸出的信號中檢測與預(yù)設(shè)同步信號匹配的信號并將其轉(zhuǎn)換為直流感應(yīng)信號；
[0021]放大抬升電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大抬升電路連接在所述檢波電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間。
[0022]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述數(shù)據(jù)處理電路包括:
[0023]數(shù)據(jù)處理模塊，其與所述信號處理電路連接，用于根據(jù)所述數(shù)字電場信號計算得到電場值數(shù)據(jù)；
[0024]數(shù)據(jù)通信模塊，其與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于將得到的所述電場值數(shù)據(jù)向外發(fā)送。
[0025]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述數(shù)據(jù)處理電路還包括:
[0026]溫度測量電路，其與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于測量所述數(shù)據(jù)處理電路的溫度；和/或，
[0027]供電電壓監(jiān)測電路，其與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于檢測所述探頭的供電電壓。
[0028]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述探頭還包括屏蔽罩，所述電場感應(yīng)器、感應(yīng)器控制電路、信號處理電路和數(shù)據(jù)處理電路密封于所述屏蔽罩內(nèi)，以阻隔外界環(huán)境和電磁干擾的影響。
[0029]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述屏蔽罩為不銹鋼屏蔽罩。
[0030]本實用新型還提供了一種大氣電場儀，所述大氣電場儀包括包括如上任一項所述的探頭。
[0031]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述大氣電場儀還包括:
[0032]數(shù)據(jù)采集器，其與所述數(shù)據(jù)處理電路連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理電路傳輸來的電場值數(shù)據(jù)計算預(yù)設(shè)時長內(nèi)的特征電場值數(shù)據(jù)。
[0033]根據(jù)本實用新型的一個實施例，數(shù)據(jù)采集器還根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理電路傳輸來的數(shù)據(jù)得到狀態(tài)信息。
[0034]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述大氣電場儀還包括:
[0035]數(shù)據(jù)存儲電路，其與所述數(shù)據(jù)采集器連接，用于存儲所述特征電場值數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息-M /或，
[0036]通信電路，其與所述數(shù)據(jù)采集連接，用于將所述數(shù)據(jù)采集器傳輸來的特征電場值數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息向外發(fā)送。
[0037]本實用新型所提供的大氣電場儀能夠通過探頭準(zhǔn)確、有效地檢測出探頭周圍地區(qū)電場的情況，并利用所得到的電場情況真實反映出周圍地區(qū)雷暴活動狀況，從而為預(yù)測暴風(fēng)雨等天氣變化提供了依據(jù)。
[0038]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0039]附圖示出了本實用新型的各方面的各種實施例，并且它們與說明書一起用于解釋本實用新型的原理。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，附圖所示的特定實施例僅是實例性的，并且它們無意限制本實用新型的范圍。應(yīng)該認(rèn)識到，在某些示例中，被示出的一個元件也可以被設(shè)計為多個元件，或者多個元件也可以被設(shè)計為一個元件。在某些示例中，被示出為另一元件的內(nèi)部部件的元件也可以被實現(xiàn)為該另一元件的外部部件，反之亦然。為了更加清楚、詳細(xì)地本實用新型的示例性實施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)Ρ緦嵱眯滦偷母鞣矫婕捌涮卣鞯膬?yōu)點理解得更加透徹，現(xiàn)對附圖進(jìn)行介紹，在附圖中:
[0040]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的感應(yīng)器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是根據(jù)本實用新型一個實施例的信號處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4是根據(jù)本實用新型一個實施例的數(shù)據(jù)處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0044]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實用新型中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0045]同時，在以下說明中，出于解釋的目的而闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以提供對本實用新型實施