[发明专利]一种用于浮空平台的电场与磁场就位探测设备

说明书

本发明属于气球浮空平台和电磁场探测设备技术领域，具体涉及一种用于浮空平台的电场与磁场就位探测设备；包括：承力杆(1)、电场仪伸杆(2)、磁强计伸杆(3)、平台(4)、标量磁场传感器(5)、矢量磁场传感器(6)、矢量指向位置传感器(7)、四个电场球型探针(8)、承力杆上活塞(9)、承力杆下活塞(10)、承力杆内部弹簧(11)、第二电场仪伸杆(14)、第三电场仪伸杆(15)和第四电场仪伸杆(16)；承力杆(1)内安装承力杆内部弹簧(11)，承力杆内部弹簧(11)弹性连接承力杆上活塞(9)和承力杆下活塞(10)；磁强计伸杆(3)上设置标量磁场传感器(5)、矢量磁场传感器(6)、矢量指向位置传感器(7)。

技术领域

本发明属于气球浮空平台和电磁场探测设备技术领域，具体涉及一种用于浮空平台的电场与磁场就位探测设备。

背景技术

气象气球测量电场主要是利用磨式电场仪测量垂直电场，球型探针电场仪也有应用，一般也主要是垂直电场。利用气球平台对临近空间进行科学探测，需要同时测量三维电场和磁场的扰动。气球平台具有不稳定性，必须有相应的矢量指向测量数据，校正这种不稳定性。一般的做法是将电场和磁场传感器与气球舱体集成，并在舱体内测量矢量指向，这种情况下传感器容易受干扰，而且指向传递上存在较大的误差，对于矢量数据准确度造成较为严重影响。

发明内容

本发明的目的在于，为适应气球浮空平台上获取高质量矢量电场和磁场数据的需求，设计一种具有展开收拢功能的，可远离气球舱体安装的电场与磁场探测设备。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于浮空平台的电场与磁场就位探测设备，其包括：

承力杆、电场仪伸杆、磁强计伸杆、平台、标量磁场传感器、矢量磁场传感器、矢量指向位置传感器、四个电场球型探针、承力杆上活塞、承力杆下活塞、承力杆内部弹簧、第二电场仪伸杆、第三电场仪伸杆和第四电场仪伸杆；

承力杆内部为中空结构，并在承力杆内安装承力杆内部弹簧，承力杆内部弹簧弹性连接承力杆上活塞和承力杆下活塞；承力杆上活塞设置第一电场仪伸杆和第二电场仪伸杆，承力杆下活塞设置第三电场仪伸杆和第四电场仪伸杆；第一电场仪伸杆、第二电场仪伸杆、第三电场仪伸杆和第四电场仪伸杆上分别安装电场球型探针；磁强计伸杆平行安装在承力杆的一侧，且其上设置标量磁场传感器、矢量磁场传感器、矢量指向位置传感器；承力杆和磁强计伸杆均安装在平台上。

作为上述技术方案的改进之一，第一电场仪伸杆和第二电场仪伸杆均转动连接承力杆上活塞，实现第一电场仪伸杆和第二电场仪伸杆的收拢和展开；第三电场仪伸杆和第四电场仪伸杆均弹性连接承力杆下活塞，使第三电场仪伸杆和第四电场仪伸杆的收拢和展开。

作为上述技术方案的改进之一，所述探测设备采用碳纤维和铝、铜、钛等无磁材料制成。

作为上述技术方案的改进之一，所述平台上设有前置信号处理电路，用于分别连接标量磁场传感器、矢量磁场传感器、矢量指向位置传感器和四个电场球型探针，并处理标量磁场传感器、矢量磁场传感器、矢量指向位置传感器和四个电场球型探针采集的信号和数据。

作为上述技术方案的改进之一，所述矢量磁场传感器和矢量指向位置传感器刚性连接。

作为上述技术方案的改进之一，所述探测设备安装在浮空气球和气球舱之间，依靠浮空气球的升力和气球舱的重力实现展开。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的设备中，电场和磁场探测不受气球舱13的干扰，并且处于空间上的同点，可以有效高探测精度和数据的科学价值；四个电场仪伸杆均可实现伸缩和收拢状态，提高设备的运输、安装、测试的便利性，在地面上，处于收拢状态，设备整体包络小，提高了浮空气球落地时的设备安全性，收拢状态有利于保护各个传感器，同时保证了在飞行探测时四个电场球型探针有足够的空间布局。另外，多传感器在刚性平台上的组合安装，可以在飞行过程中实现数据的标定校正，提高数据精度。