[发明专利]一种基于三维探头的智能风沙电场测量系统及三维探头

权利要求书

1.一种基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，包括与风沙电场接触、且用于采集风沙电场现场X向信号、Y向信号和Z向信号的三维探头，分别与所述三维探头的X向信号采集端、Y向信号采集端和Z向信号采集端连接、且用于对来自三维探头相应方向的现场信号进行初级处理的前端处理单元，以及分别与所述前端处理单元连接、且用于对初级处理结果进行选择和综合处理的后端处理单元。

2.根据权利要求1所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，所述前端处理单元，包括并行连接在三维探头的相应方向信号采集端和模拟开关模块之间的X向感应信号预处理模块、Y向感应信号预处理模块和Z向感应信号预处理模块。

3.根据权利要求2所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，所述X向感应信号预处理模块、Y向感应信号预处理模块和Z向感应信号预处理模块，至少均包括初级放大和滤波模块。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，所述后端处理单元，包括用于选择相应方向的现场信号通过的模拟开关模块，以及依次与所述模拟开关模块连接、且用于对模拟开关模块选择通过的现场信号依次进行处理的后端放大和滤波处理模块、采样保持和峰值检测模块、A/D模块、具有定时功能的单片机和计算机处理终端；所述单片机还与模拟开关模块连接，用于控制模拟开关模块选择相应方向的现场信号通过。

5.根据权利要求4所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，所述后端处理单元，还包括与所述计算机处理终端连接的外部接口模块。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，所述三维探头，包括以三维空间坐标系的基点位置为机械结构基点，在三维空间坐标系的X向、Y向和Z向上分别伸出的X向屏蔽壳、Y向屏蔽壳和Z向屏蔽壳；以及，分别内置在相应方向屏蔽壳内部、且用于测量相应方向电场信号的单向电场测量振簧电容式探头。

7.根据权利要求6所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统，其特征在于，每个方向的单向电场测量振簧电容式探头，包括设置在相应方向屏蔽壳外部、且面向外电场的外部振片，为防止风沙沙粒冲击而设置在相应方向屏蔽壳内部、且与相应外部振片对应的内部振片，以及设置在相应方向屏蔽壳内部、且用于带动所述内部振片进行周期性振动而采集相应方向电场信号的感应电流信号的振子。

8.一种根据权利要求1所述的基于三维探头的智能风沙电场测量系统使用的三维探头，其特征在于，包括以三维空间坐标系的基点位置为机械结构基点，在三维空间坐标系的X向、Y向和Z向上分别伸出的X向屏蔽壳、Y向屏蔽壳和Z向屏蔽壳；以及，分别内置在相应方向屏蔽壳内部、且用于测量相应方向电场信号的单向电场测量振簧电容式探头。

9.根据权利要求8所述的三维探头，其特征在于，每个方向的单向电场测量振簧电容式探头，包括设置在相应方向屏蔽壳外部、且面向外电场的外部振片，为防止风沙沙粒冲击而设置在相应方向屏蔽壳内部、且与相应外部振片对应的内部振片，以及设置在相应方向屏蔽壳内部、且用于带动所述内部振片进行周期性振动而采集相应方向电场信号的感应电流信号的振子。