[发明专利]一种雷电报警仪

说明书

技术领域

本发明涉及雷电报警领域，特别涉及一种雷电报警仪。 

背景技术

随着雷电灾害的频繁性和严重性，各地对雷电的防护和预警愈来愈重视。目前雷电监测与预报一般使用旋转式电场仪(Electric field mill)，旋转式电场仪，又叫大气电场仪，是基于雷电的静电效应，通过测量由雷雨云起电过程中产生的静电场的大小和极性变化来预报雷电发展的情况、这种仪器的优点在于能监测雷电发生、发展、消散的全过程，其缺点是只能监测测点半径8～9km范围内的雷电活动。旋转式电场仪分室外探头和室内主机两部分，探头传感器需用电机驱动旋转，探头输出有两个通道：电场信号通道和由光电产生的参考信号通道，室内主板还包括(如图1所示)相位调节电路、积分器、同步检测电路、双向比较器、节拍振荡器等，较为复杂，功耗30瓦左右。 

专利号为ZL03160053.0公开了恒速旋转倒装式电场仪，在性能上和使用效果上无疑在目前国内同类雷电监测产品中是领先的，在2006年中国气象局监测室在云南西双版纳景洪市气象台对国内外10个单位(其中包括美国、法国和西班牙国外3家、中国气象局下属单位2家)生产的大气电场仪(旋转式电场仪)进行了为期近4个月的对比试验中，‘恒速旋转倒装式电场仪’排列第一。但是由于监测是雷电的静电效应，监测范围较小，由于有旋转部分，寿命与完全静态式也相应要短，尤其对用于广大农村和边远山区而言，结构还是有点复杂、功耗较大、价格也有些偏高。 

发明内容

为了克服监测雷电静电效应的旋转式电场仪作用范围小(测点半径8～9km)、结构较为复杂、功耗较大、价格偏高、需要定期维护的不足。本发明提供的一种雷电报警仪是基于闪电产生的时变电磁场效应，能及时发送雷电发展情况信息并发出雷电报警信号，并且造价低廉、工作寿命长、功耗低、操作维护方便、监测范围大，适用于缺乏资金、缺乏技术的广大农村和边远山区使用。 

为了达到上述目的，本发明提供的一种雷电报警仪，包括：一电场传感器、一雷电信号处理电路及报警器。 

所述电场传感器1采用平板结构，水平放置于探头的上方，基于导体在电场中感应电荷的原理，根据雷电活动时闪电引起的时变电磁场，感应产生时变电流，并将该时变电流送入雷电信号处理电路。 

所述雷电信号处理电路，用于处理输入的时变电流信号，将时变电流信号最终转换为数字信号，对该数字信号的数值及数密度进行分析鉴别、判断，这种分析鉴别、判断是建立在对无雷电的晴天、阴天为背景和与旋转式地面大气电场仪对比试验中大量观测数据的基础上，比较有雷电时和无雷电的不同现象情况，选取警戒线门限电平和数据大小，选取一定的时间段以避免因人、机突然出现过大的虚假信号而引起的误报，选取合适的门限电平以防漏报。如果数字信号的数值及数密度在设定的时段达到设定的警戒线，则通知报警器发出报警信号。 

所述报警器，用于发出报警信号。 

其中，所述雷电报警仪进一步包括：一探头、一底座12及一管状支架10。 

所述电场传感器设置于探头的外部，并通过信号引入件5与雷电信号处理电路连接；所述信号引入件5嵌套固定在外壳的中心孔中，并通过绝缘子3与外壳绝缘；所述雷电信号处理电路全部封装在探头内。 

所述管状支架10的一端与探头固定，另一端与底座12固定；所述管状支架10与探头和底座相通，信号传输电缆和电源线直接从探头通过管状支架10内于底座12引出。 

其中，所述雷电信号处理电路包括： 

一电流/电压变换器，用于将时变电流转换为第一时变电压。 

一高通滤波器，用于去掉第一时变电压中大于有用信号的低频杂散信号，以确保待测信号频段在后级的放大中有较好的放大特性和较高的增益。 

一电压放大器，用于将经过高通滤波器的第一时变电压放大为第二时变电压，经隔离后送入带通滤波器。 

一带通滤波器，用于从第二时变电压中获取所需频段的信号，并将该信号送入峰值检测器。 

一峰值检测器，用于检测输入信号的峰值信号，并将该峰值信号送入模拟/数字变换器。 

一模拟/数字变换器，用于将峰值信号转换为数字信号。 

一数据处理与控制电路，控制电路用于控制模拟/数字变换器的采集时间和速率、存取数据、设定报警参量和自检；数据处理电路用于对数字信号进行分析鉴别，判断，如果数值及数密度在设定的时段达到设定的警戒线，则通知报警器发出报警信 号；所述报警参量包括：警戒线数据、报警类别、持续时间。