[实用新型]一种智能雷电监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷电监测领域技术领域，具体说是一种智能雷电监测装置。 

背景技术

雷电探测技术是雷电科学的重要研究领域，雷电监测系统在雷电的研究和防护中又处于重要的位置。输变电杆塔雷电监测、故障定位及排查等业务，以及在特殊高建筑物上专设雷电接闪监测系统，所测得的基础数据对雷电科学的研究具有较大的意义。在雷电监测系统的研究中，虽然已经有了大型的雷电监测场，但是成本较高，数量不是很多，目前国内仅山东、广州等地具有。闪电定位网技术依靠探测闪电发生时产生的电磁波来对闪电进行定位。但闪电定位网误差基本上是根据经验估计或积累的探测资料来进行统计分析，具有较大的主观性，定位仪站点位置的选定也存在较大的盲目性，同时闪电定位网对雷电波形及强度测量误差较大。而一般的监测系统只能单一的记录雷电次数，无法测量和记录强度，对雷电科学的研究造成困难。 

通过检索发现专利-杆塔雷电监测系统(CN203037747U)运用四个采集装置、终端机、服务器构成雷电监测系统，将采集到的雷击发生时间和雷电流幅值通过线路传输至服务器，此方法对数据通讯线路没有进行防雷保护，当雷击影响通讯线路时，对测量结果会造成影响且此方法没能够实现对雷电流波形进行记录。专利-雷电监测装置及系统(CN203037749U)能够有效避免雷电信号在传输过程中受到磁场和电磁干扰，但此系统不能够记录雷击次数以及雷击时间。专利-一种多通道综合雷电监测仪(CN203275530U)运用罗氏线圈采集被监测区域内直接雷感应的浪涌电压，再通过同轴线缆传输给过压/过流保护电路，此方法没有对雷电信号采集部分进行电路隔离保护，因为采集信号装置一直处于雷电环境中，各种干扰信号会随着被测量信号进入采集系统，从而使被测量信号的准确度降低，造成显示错误与控制失准。专利-一种雷电监测系统及雷电监测终端(CN202794323U)同样未能够解决对雷电信号采集部分进行电路隔离保护问题。 

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种智能雷电监测装置。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种智能雷电监测装置，包括雷电信号采集模块、微控制器模块、时钟模块、显示控制模块、无线通讯模块和电源模块，雷电信号采集模块、时钟模块、显示控制模块及无线通讯模块分别与所述微控制器模块连接，所述电源模块能够提供5V左右直流电源，为该智能雷电监测装置供电；

所述雷电信号采集模块由罗氏线圈、保护电阻、桥式整流单元、滤波单元、采样电阻和光耦隔离单元顺序连接而成，用于采集雷电信号并将信号向微控制器模块传递；罗氏线圈是一种特殊结构的空心线圈，不含铁芯，优点为：测量线圈本身与被测电流回路没有直接的电的联系，而是通过电磁场耦合，与主回路由良好的电气绝缘；同时，它测量范围宽，可从几A到数百kA，频率可设计到0.1~100MHz以上，且易于以数字量输出。一般雷电冲击电流多在1~200kA以内，主要频率分量在700Hz~1610Hz之间。通过合理的设计，使罗氏线圈能过测量3~150kA、波形在1/10μs和20/500μs范围内的雷电电流变化。输出的雷电电流在0~3.5A之间，使用1Ω的精密电阻作为采样电阻，则采样电压在0~3.5V之间，且可以使输出灵敏度大约为0.57V/kA，满足大部分雷电的测量要求。

所述微控制器模块用于处理雷电信号。 

所述时钟模块用于提供时间数据；时钟模块可以采用低功耗芯片DS1302，可自动对秒、分、时、日、周、月、念年及闰年补偿进行计数，扩展万年历功能显示，采用三线接口与为控制器进行同步通信。通信简单且精度较高，满足此系统需求。 

所述显示控制模块用于显示及触控操作；可以采用TFT电阻触摸彩屏。 

所述无线通讯模块用于与监控数据的计算机进行数据传递，设计友好的人机界面，方便用户查看数据，同时还可以放置“回溯查询”功能按钮，用以通过触摸屏实现查询历史数据的功能。 

所述微控制器模块选用ST公司STM32F103微控制器。它以Cortex—M3为内核，具有高性能、低功耗、实时性等特点，工作频率为72MHz，内置高速储存器、12位AD转换器、SDIO驱动模块、定时器等通过APB总线连接的外设、80个I/O接口以及高达128KB的闪存和20KB的SRAM，并提供3种低功耗模式，供用户合理地优化功耗 。 

所述光耦隔离单元采用型号为HCNR201的线性光耦元件。