[实用新型]闪电慢电场变化测量仪

说明书

本实用新型涉及一种闪电慢电场变化测量仪。

闪电是一种自然现象。闪电又分云闪和地闪，云闪指的是云内放电，地闪则是云对地的放电。由于地闪的闪电电流一般在几个KA到几百KA范围，它在森林、油库、高压输电线路及铁路运输等领域都有很强的破坏力。另外随着高新技术的普及和发展，微电子元器件在航空、航天、通信以及交通等领域得到了广泛的应用，而且人们在不断追求这些设备的高速度、微功耗、小型化的同时，同样使得制作这些设备的元器件或超大规模集成电路的耐过压和耐过流的能力都变得很弱。系统中出现的过电压干扰，不仅仅可引起系统的误动作，更为严重的是可以使系统瘫痪或遭受毁灭性的损坏，以至造成重大的经济损失。特别是强雷暴过程的瞬间放电所产生的高电压大电流对其构成了直接或间接的极大威胁。所以，探测和研究闪电以及它的起电和放电的物理过程都有着重要的实际意义。为了提高人们对闪电的进一步认识，只有掌握闪电的某些特征和发展规律，才能有效地防止或减少闪电对人类造成的危害。闪电的变化包括闪电快变化和慢变化，其中快变化指的是一次闪电刚开始的瞬间变化即首次回击和以后的所有继后回击的变化部分；慢变化指的是一次闪电相对的全过程。

本实用新型的目的是为了提供一种可有效地捕捉闪电的快变化和慢变化，具有很长的时间常数和非常宽的测量带宽和高输入阻抗，即可测量闪电的快变化，又可以测量闪电的慢变化；给研究闪电以及防雷、消雷提供了一种具有突破性的探测手段的闪电慢电场变化测量仪。

本实用新型的目的可通过如下措施来实现：

闪电慢电场测量仪的天线通过一个导体传感杆与探测头盒内电路的R1相连，经过R1并与运算放大器IC1的同相端和长时间积分电路R_A、C_A连接，运算放大器的反相端和输出端接成跟随器结构，IC1的输出经过R2匹配电阻与驱动电路IC2的输入相连；IC2的输出又经限流电阻R3和同轴电缆插头Z1相连；Z1经过30米50欧姆同轴电缆接到室内控制盒后，又和高频三通接头连接，三通的一端接配备器，另一端和记录设备连接。接有±V电源和控制端的Z_出接30米的三芯屏蔽线到探测头的Z₂，Z₂的±V电源经过滤波电路后给探测盒内电路供电，控制端经过R4与控制继电器的BG三极管连接，三极管的C极与继电器连接，继电器的零端与运算放大器的同相端相连，继电器的常闭端与R_A、C_A积分电路(远程)连接，常开端与R_B、C_B积分电路(近程)连接。

本实用新型有如下创新和技术特点：

1、本实用新型的电路结构具有以形成高输入阻抗和反映闪电细节变化的长时间积分常数。

2、本实用新型对闪电的快变化和慢变化可同时测量。

3、本实用新型具有几个Hz到3.5MHz的带宽范围。        

4、本实用新型是一种测量自然闪电和人工触发闪电特别是研究云对地放电的不可缺少的精密仪器。

5、本实用新型能够反映出一次地闪过程的全部回击特征，所以可结合其他探测手段对各种消、防雷设备进行有效验证。

6、本实用新型具有电路结构简单、成本低廉、易操作等。

本实用新型的具体结构由以下附图给出：

图1是本实用新型的结构示意图

1-天线 2-探测头 3-支杆 4-30米同轴电缆

5-30米屏蔽电缆 6-底座 7-控制盒 8-K1

9-电压表10-K2 11-LED 12-记录设备

图2是本实用新型的电路原理图

本实用新型还将结合附图实施例作进一步详述；