[发明专利]一种人工催化降雨雪的装置

权利要求书

1.一种人工催化降雨雪的装置，其特征在于，所述装置包括：高压发生器(1)、高压电缆(2)、电极安装框架(3)、发射电极(4)、绝缘结构(6)、塔架(8)，所述高压发生器(1)通过高压电缆(2)与导电的发射电极(4)连接，所述高压发生器(1)与测量和控制系统通过传输线相连接，所述高压发生器(1)电压输出范围为0至－200kV持续可调，输出形式为直流或脉冲形式，

所述发射电极(4)绕制在绝缘的电极安装框架(3)上，所述电极安装框架(3)下方安装有绝缘结构(6)，所述绝缘结构(6)安装在所述塔架(8)顶端位置，

所述测量和控制系统包括独立电源模块、差分隔离监测及保护模块、气候监测模块、分析存储模块、控制驱动模块；

独立电源模块为测量和控制系统独立供电保证其正常工作；

差分隔离监测及保护模块通过监测高压发生器各个部件的电压电流工作情况实时反应所述高压发生器的工作状态，并在高压发生器工作参数发生错误非正常工作时，反馈给系统界面，并停止所述高压发生器的输出；

气候监测模块实时反映出作业区域气候条件以及变化情况；

分析存储模块对差分隔离监测及保护模块反馈的高压发生器(1)工作状态参数，以及气候监测模块反馈的气候参数进行整合存储分析工作，判断所述高压发生器(1)是否处于正常工作状态，判断作业区域的实时气候条件是否满足人工降雨或降雪的作业需求，并计算出该作业区域人工降雨或降雪所需求的放电功率；

控制驱动模块根据分析存储模块进行的模拟计算给出的结果自行调节高压发生器(1)的输出功率和电压幅值；

装置工作时，发射电极(4)产生电晕放电，进而在相关区域催化降雨雪，其具体包括以下步骤：

所述高压发生器(1)通过高压电缆(2)将产生直流负高压或者脉冲负高压传送至所述发射电极(4)；

所述发射电极(4)产生电晕放电，周围产生大量等离子体，发射出大量带电粒子；

所述带电粒子在水平区域按公式扩散，在垂直区域按公式扩散，其中以所述塔架(8)的顶点位置为原点建立坐标系q(x,0,z)代表坐标系中任一点(x,0,z)的电荷密度，q(x,y,0)代表坐标系中(x,y,0)的电荷密度，C_z表示垂直方向的扩散系数，σ_x、σ_y为水平方向的扩散系数，Q为电荷释放速率， n是变化指数，u为平均风速，λ为衰变常数，ε为带电粒子的初始浓度，t为时间，0<n<1；

带电粒子扩散到相应的高空云中，进而影响云中的微物理过程，产生降雨或降雪。

2.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述电极安装框架(3)整体结构形成球体或锥体或柱体的构造，所述发射电极(4)绕制电极安装框架(3)而成相应的形状。

3.根据权利要求2中所述的装置，其特征在于，所述电极安装框架(3)整体结构形成圆球体或圆柱体或圆锥体或圆台体，所述发射电极(4)围绕所述电极安装框架(3)的表面，从顶部到底部，依次绕制成平行分布的圆环结构。

4.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述塔架(8) 采用金属杆塔结构，材质为钢结构或铁结构，高度为70m至100m，所述高压发生器(1)额定工作功率为10kW。

5.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述电极安装框架(3)选用绝缘性能良好的环氧树脂或聚四氟乙烯或尼龙或玻璃钢材料搭建而成，所述发射电极(4)选用导电性良好的钢或钨或导电碳纤维制作而成，所述电极安装框架(3)通过固定平台(5)安装在绝缘结构(6)上，所述绝缘结构(6)通过连接平台(7)安装在塔架(8)顶端位置。

6.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述电极安装框架(3)选用绝缘材料搭建成为球体框架结构，所述球体框架的水平面结构分别选用十段长度相等的所述材料拼接成中部十边形结构(11)、顶部十边形结构(12)、底部十边形结构(13)，所述球体框架的垂直面结构采用十个支撑结构(10)，用于固定三个水平面结构，所述支撑结构(10)采用六段长度相等的所述材料拼接而成，所述球体框架结构的直径范围为10m至30m。