[发明专利]一种场磨式空域电场传感器装置及电场测量方法

权利要求书

1.一种用于直流输电环境的场磨式空域电场传感器装置，其特征在于，所述装置包括：

第一探测模块，用于获取第一感应电流信号；

第二探测模块，用于获取第二感应电流信号；

信号处理电路，用于将所述第一感应电流信号和第二感应电流信号分别转换为第一电压信号和第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号确定合成电场强度；

其中，所述信号处理电路，根据所述第一电压信号和第二电压信号确定合成电场强度，包括：

其中，E₁为合成电场强度；U₁为第一电压信号；U₂为第二电压信号；α为累积在第一探测模块和第二探测模块的屏蔽片上面的空间自由电荷所形成的附加电场的校准系数；n为每个探测模块上的屏蔽片和感应片上的扇形孔洞的个数；R1为第一探测模块的屏蔽片的外圈半径；r1为第一探测模块的感应片的内圈半径；R2为第二探测模块的屏蔽片的外圈半径；r2为第二探测模块的感应片的内圈半径；ω为每个探测模块上的电机转速；ε为介电常数；B为放大倍数；

其中，所述第一探测模块和第二探测模块均包括：屏蔽片、感应片、光电码盘、光电开关管、电机轴、微型电机；

其中，对于每一个探测模块，屏蔽片、感应片和光电码盘均依次同轴设置在电机轴上，并且屏蔽片、感应片和光电码盘均与电机轴同轴设置；屏蔽片和感应片上设置有多个扇形孔洞，且两个屏蔽片的尺寸不同，两个感应片的尺寸相同；所述电机轴固定在所述微型电机上；电机轴上设置有一个小轴，屏蔽片和光电码盘固定小轴上；所述微型电机驱动所述小轴带动屏蔽片和光电码盘以预设的转速恒速转动，此时屏蔽片周期性地透过和屏蔽外电场，感应片感应外电场产生的交变感应电流，光电码盘周期性地遮挡光电开关管从而产生电压变化，在转动过程中光电开关管固定。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电机控制电路，用于对光电开关管产生的电压进行整形，以获取预设阈值的电压脉冲波作为速度反馈信号，并根据所述速度反馈信号输出脉冲宽度调制PWM信号，以控制所述电机能够以预设的转速恒速转动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理电路，将所述第一感应电流信号和第二感应电流信号分别转换为第一电压信号和第二电压信号，包括：

分别对所述第一感应 电流信号和第二感应 电流信号依次进行交变电流I-V变化处理、放大处理、带通滤波处理、相敏检波处理和低通滤波处理，以获取所述第一电压信号和第二电压信号。