CN201637786U - 大气电场检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大气电场检测装置及检测电路。一种大气电场监测装置，包括感应板，接地板，所述的接地板呈U形，在接地板的U形开口处设有屏蔽板，在屏蔽板与接地板之间的U形槽内设有感应板，所述的接地板通过稳态电容与感应板电连接；还包括变换工作模式的开关电路，所述的开关电路与所述的感应板电连接，所述的开关电路还与与采集控制装置相连接。本实用新型的优点是：结构简单，方便使用。

Description

大气电场检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种大气电场检测装置及检测电路。

背景技术

大气电场监测在雷电预警、空间环境监测方面发挥着重要的作用，特别是雷电监测预警方面，是唯一能够准确监测雷电的产生、发展和发生全过程的仪器。大气电场监测在旅游景点、机场、变电站、大型工厂等行业有着广阔的应用前景，能够在雷击发生前10-20分钟准确发布预警信息，提醒相关人员采取相应的防护措施。

目前国内外大气电场设备主要分为机械式和非机械式两种。机械式主要包括磨盘式和双球式，前者的精度是最高的，结构也相对简单，成本低廉。但其缺点是由于机械结构的存在，影响了设备的使用寿命，一般一年就需要返厂标定，两年就需要更换机械部件，不适宜大规模布网建设。非机械式主要是振动电容式，于上世纪80年代初在美国有人提出，但其缺点是精度不能达到要求，且由于驱动一般采用的是电磁驱动，从而不可避免引入了干扰。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足提供一种大气电场检测装置及检测电路，从而有效解决了现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种大气电场监测装置，包括感应板，接地板，所述的接地板呈U形，在接地板的U形开口处设有屏蔽板，在屏蔽板与接地板之间的U形槽内设有感应板，所述的接地板通过稳态电容与感应板电连接；

还包括变换工作模式的开关电路，所述的开关电路与所述的感应板电连接，所述的开关电路还与与采集控制装置相连接。

进一步，所述的开关电路和采集控制装置均设置在感应板上。

进一步，所述的控制装置包括用于控制的单片机，单片机的输出端与采集电路的输入端相连接；单片机的输出端还和所述的开关电路相电连接。

进一步，所述的控制装置还包括有用于时间记录的时间基准电路和用于连接外接装置的串口传输接口电路，时间基准电路和串口传输接口电路的输入端分别与所述的单片机的输出端连接。

进一步，所述的开关电路上设有第一开关、第二开关、第三开关；所述的第一开关的一端与感应板电连接，第一开关的另一端接地；所述的第二开关的一端与所述的屏蔽板电连接，第二开关的另一端接地；所述的第三开关的一端与屏蔽板电连接，第三开关的另一端与单片机电连接。

本实用新型的有益效果是：所述的大气电场检测装置，其通过用高精度AD转换器直接对感应电压进行测量，避免了中间放大引入的电路漂移等误差，保证测量零点的稳定，且不需要零点标定。同时在感应片前面加了一个归零屏蔽板，在每次测量之前感应片和屏蔽片接地，保证在外电场存在的时候准确归零，避免了长时间测量带来的零点漂移。在需要自检的时候，屏蔽板上加直流电压，测量感应电场输出，以检测设备是否工作正常。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种大气电场监测装置，包括感应板1，接地板2，所述的接地板2呈U形，在接地板2的U形开口处设有屏蔽板3，在屏蔽板3与接地2板之间的U形槽内设有感应板1，所述的接地板2通过稳态电容4与感应板1电连接；

还包括变换工作模式的开关电路5，所述的开关电路5与所述的感应板1电连接，所述的开关电路5还与采集控制装置6相连接。所述的开关电路5和采集控制装置均设置在感应板1上。

所述的控制装置6包括用于控制的单片机61，单片机61的输出端与采集电路62的输入端相连接；单片机61的输出端还和所述的开关电路5相电连接。所述的控制装置还包括有用于时间记录的时间基准电路63和用于连接外接装置的串口传输接口64电路，时间基准电路63和串口传输接口电路64的输入端分别与所述的单片机61的输出端连接。

所述的开关电路上设有第一开关51、第二开关52、第三开关53；所述的第一开关51的一端与感应板1电连接，第一开关51的另一端接地；所述的第二开关52的一端与所述的屏蔽板3电连接，第二开关52的另一端接地；所述的第三开关53的一端与屏蔽板3电连接，第三开关53的另一端与单片机电连接。

具体工作时，包括有三个过程：

1.归零步骤：控制采集装置控制开关电路断开第三开关53，接通第一开关51和第二开关52，这时所述的屏蔽板3和感应板1均接地，在屏蔽板3接地后，感应板1则处在完全屏蔽的空间内，保证将感应板1上所有的电荷都导走。

2.自检步骤：开关电路的第一开关51和第二开关52均断开，第三开53连通，此时，也就是在屏蔽板3上加了直流电压，在屏蔽板3和接地板2之间就会形成电场，通过测量2上的输出量，可以对传感器和电路部分进行自检。

3.测量步骤：在测量开始后，将开关电路的三个开关均断开，此时，屏蔽板3为悬空状态，这样大气电场可以直接穿过屏蔽板3在感应板1上，再通过采集控制装置感应出电动势，这一电动势与电场强度和感应板2到呈U形接地板2的底边的距离成正比，由于距离固定，因此测量到感应板上的电动势也就是对应电场的强度。同时借助于稳态电容4对感应电压的稳压作用，保证了进行A/D转换时的测量准确性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大气电场监测装置，包括感应板，接地板，其特征在于，所述的接地板呈U形，在接地板的U形开口处设有屏蔽板，在屏蔽板与接地板之间的U形槽内设有感应板，所述的接地板通过稳态电容与感应板电连接；

还包括变换工作模式的开关电路，所述的开关电路与所述的感应板电连接，所述的开关电路还与与采集控制装置相连接。

2.如权利要求1所述的大气电场监测装置，其特征在于，所述的开关电路和采集控制装置均设置在感应板上。

3.如权利要求1所述的大气电场监测装置，其特征在于，所述的控制装置包括用于控制的单片机，单片机的输出端与采集电路的输入端相连接；单片机的输出端还和所述的开关电路相电连接。

4.如权利要求2所述的大气电场监测装置，其特征在于，所述的控制装置还包括有用于时间记录的时间基准电路和用于连接外接装置的串口传输接口电路，时间基准电路和串口传输接口电路的输入端分别与所述的单片机的输出端连接。

5.如权利要求1所述的大气电场监测装置，其特征在于，所述的开关电路上设有第一开关、第二开关、第三开关；所述的第一开关的一端与感应板电连接，第一开关的另一端接地；所述的第二开关的一端与所述的屏蔽板电连接，第二开关的另一端接地；所述的第三开关的一端与屏蔽板电连接，第三开关的另一端与单片机电连接。

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