[实用新型]雷电电磁信号集成化同步综合观测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气象观测技术领域，尤其涉及一种雷电电磁信号集成化同步综合观测系统。

背景技术

闪电是我国最严重的自然灾害之一，由于其具有大电流、强电磁辐射等特性，常常引起森林火灾、油库爆炸、供电中断、通讯故障、设备破坏等事故，也容易造成人员伤亡。据保守估计，我国每年因雷灾造成的人员伤亡上千人，直接经济损失超过数亿元，而由此造成的间接经济损失和影响难以估计，雷电灾害已经波及到各行各业和生活的方方面面。

雷电电磁场特征能够反应闪电放电的内在机理，是阐明雷电电磁辐射对电子设备的作用机理、评价防护效能、研究雷电电磁脉冲防护措施的重要基础。雷电电磁信号探测一直是雷电研究的重要工具。但是，目前，雷电电磁场观测仪器自成体系，各个相互独立的磁场、电场探测设备使用、搬运、架设繁琐；同时，自成体系的探测系统由于探头位置空间以及数据采集系统的差异，其探测数据在空间、时间上并不严格对应，其时空一致性较差。因此，雷电电磁信号的集成综合探测已经成为科研业务的迫切需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种雷电电磁信号集成同步综合观测系统，以实现雷电电磁信号的高速、同步采集。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种雷电电磁信号集成化同步综合观测系统，该系统包括：集成探测天线装置，探测雷电产生的电磁场变化、时间信息以及探测位置的空间信息，并将电磁场变化信号以及时空位置信息发送至接收机；接收机，接收所述集成探测天线装置发送的电磁场变化信号以及时空位置信息，并对其进行处理后发送至数据采集控制装置；数据采集控制装置，实时采集经所述接收机处理后的数据，进行波形显示并存储。

其中，该系统还包括：支撑防护装置，支撑并将所述集成探测天线装置及所述接收机安装在其内，或仅支撑并将所述集成探测天线装置安装在其内。

其中，所述集成探测天线装置进一步包括：电场变化天线，探测雷电产生的电场变化，并将电场变化信号发送至所述接收机；三维磁天线，探测雷电产生的磁场变化，并将磁场变化信号发送至所述接收机；GPS天线，将时空位置信息发送至接收机。

其中，所述接收机进一步包括：电场变化接收机，与所述电场变化天线相连，接收所述电场变化天线发送的电场变化信号，并对其进行处理后发送至数据采集控制装置；磁场变化接收机，与所述三维磁天线相连，接收所述三维磁天线发送的磁场变化信号，并对其进行处理后发送至数据采集控制装置；GPS接收机，与所述GPS天线相连，接收所述GPS天线发送的时空位置信息，并将其发送至数据采集控制装置。

其中，所述电场变化天线进一步包括电场快变化天线以及电场慢变化天线，所述电场快变化天线以及所述电场慢变化天线分别为两块金属平板电容天线，且通过支撑体构成同一平板，二者之间设置绝缘体；所述电场变化接收机进一步包括：与所述电场快变化天线相连的电场快变化接收机，以及与所述电场慢变化天线相连的电场慢变化接收机。

其中，所述三维磁天线由第一垂直正交磁环、第二垂直正交磁环、以及水平磁环构成三维笼状结构，三者互相垂直正交，且均由非磁性金属屏蔽体以及缠绕在骨架上的金属导线线圈构成。

其中，所述数据采集控制装置为工控机，其进一步包括：测量控制器，控制采样长度、采样率、触发方式、触发阈值、触发通道选择、显示方式、以及存储位置；数据采集卡，通过传输线与所述电场变化接收机以及磁场变化接收机相连；串口，与所述GPS接收机相连；存储器，存储所述数据采集卡采集到的经所述接收机处理后的数据；显示器，显示所述数据采集卡采集到的经所述接收机处理后的数据的波形。

其中，所述支撑防护装置进一步包括：玻璃钢防护罩，其底面的支撑板上固定接收机电路仓室，所述接收机设置在所述接收机电路仓室内，所述三维磁天线固定于所述接收机电路仓室上顶盖上，所述电场变化天线设置于所述玻璃钢防护罩内部顶端；支撑立柱，固定于所述玻璃钢防护罩下，所述传输线设置在所述支撑立柱内，所述支撑立柱上还设置有供电装置，与所述接收机相连；支撑底座，固定于所述支撑立柱下。

其中，所述接收机固定在所述工控机的PCI插槽中；所述支撑防护装置进一步包括：玻璃钢防护罩，其底面的支撑板上固定所述三维磁天线，所述电场变化天线设置于所述玻璃钢防护罩内部顶端；支撑立柱，固定于所述玻璃钢防护罩下，所述传输线设置在所述支撑立柱内，所述支撑立柱上还设置有供电装置，与所述接收机相连；支撑底座，固定于所述支撑立柱下。