[发明专利]大气电离装置

说明书

技术领域

本发明属于空气电离领域，具体涉及一种用于依照农业和城市需求校正大气过程的电离装置。

背景技术

在已公开的科学研究中，已经理论上证明了气象过程和大气电状态的依赖关系，以及通过改变大区域内空气中离子浓度和极性的方式对过程进行人工影响的可能性。在近十年中，已经开发了多种地面空气电离器以利用电子和离子对大气施加影响。

基于相反符号电荷的分离方式和结构设计不同，已知的空气电离器可以分成不同类型。这些装置中具有典型代表的是奇热夫斯基吊灯，该装置是由固定在基体表面上的针组成，工作时对这些针施加高直流电势。

另一种类型的装置是利用处于高直流电势下的细电线表面空气电离效应设计而成。此类型装置由两部分组成：土地表面上方架设的细电线形式的电荷发射组和高直流电势电源组。该类型的装置主要由架设电线的悬架决定从给定区域至大气的电子和离子流。

能够影响电子和离子发射功率的此类装置的主要特性包括：

1)发射电线的总长度；

2)电线悬架的平均高度；

3)电线的彼此相对位置。

最后一项特性在很大程度上能够影响装置的功率。基于上述考虑，研究人员提出了一种新的大气电离装置。该装置的组成包括一个相对较高的中心支架，从这一支架有发射电线径向拉伸至相对较低的支架，较低支架与中心支架有一定距离。该装置整体造型如同一把电线伞。但该装置仍存在一些不足：

为了产生从细电线至大气的明显电流，同时防止所产生的电子沿着电场电力线脱离至地面，在装置中应当满足电线悬挂高度H和相邻平行电线之间距离D的约束条件：D≈H。在满足这一条件的情况下，电线的电势梯度仍足够进行电子发射，并且与此同时相邻电线的等势面合并成一个电线拉伸全部面积上的等势面，这能够降低空气中较高拉伸电线所导致的电子返回地面的可能性。D≈H这一约束条件意味着较高位置的电线之间的距离应该更大。与上述约束条件相矛盾的是，在该装置中电线之间的距离随着悬架的高度而减小。由此看来，密集位于中心支架附近的电线，由于相互之间的位置过于接近，无法产生发射，与此同时，位于较低支架附近的部分电线被分隔的距离太远，大部分所发射的电子沿着电场的电力线脱离至地面。其结果是该装置的功率由于电线的不当悬架而降低。

发明内容

为了解决发射电线功率不足的缺点，本发明旨在提供一种具有较大输出功率的大气电离装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种大气电离装置，包括一个高电缆支架单元和两个低电缆支架单元，所述高电缆支架单元由两个高支架和搭设在两个高支架之间的电缆组成；所述低电缆支架单元由两个低支架和搭设在两个低支架之间的电缆组成；两个低电缆支架单元分别位于高电缆支架单元的两侧；高电缆支架单元上的电缆与低电缆支架单元上的电缆之间连接有多条发射电线。

进一步地，高支架的高度H₀与高电缆支架单元上沿电缆方向上相邻发射电线之间的距离D₀满足以下条件：H₀＝D₀±d，0≤d≤5，单位为米。

进一步地，低支架的高度H₁与低电缆支架单元上沿电缆方向上相邻发射电线之间的距离D₁满足以下条件：H₁＝D₁±d’，0≤d’≤2，单位为米。

进一步地，高电缆支架单元中两个高支架之间的距离为150-200米，高支架的高度H₀为30-40米。

进一步地，低电缆支架单元中两个低支架之间的距离为10-25米，低支架的高度H₁为5-10米。

进一步地，发射电线的数量为5-10条，总长度为900-1100米。

进一步地，发射电线与高压直流发电机相连，发电机的功率不超过2千瓦。

本发明的有益效果在于该大气电离装置的发射电线悬架在不同高度的支架上，并处于相对地面的高直流电势下，保证发射电线的全部区段能够遵循D≈H条件，使得所有发射电线都参与了发射，对于给定区域向大气中发射电子的功率不会衰退；并且电子和离子保留在大气中，足以改变大气的气象过程，其影响半径可达100公里。

附图说明

图1为本发明中大气电离装置的侧视图；

图2为本发明中大气电离装置的俯视图。

图中，1-高支架，2-低支架，3-发射电线，4-电缆，5-高压直流电源。