專利名稱：磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷電參數(shù)測(cè)量裝置，尤其是一種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
雷電一種壯觀的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)兆伏～數(shù)十兆伏，其電流可達(dá)數(shù)十千安～數(shù)百千安，具有極大的破壞力。常常由于雷擊而造成人畜傷亡、建筑物被毀、引發(fā)爆炸、火災(zāi)及電力系統(tǒng)停電、電氣設(shè)備遭受破壞等嚴(yán)重事故。近年來(lái)由于各種微電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，大量的控制芯片在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，各種微電子設(shè)備受雷擊危害的情況也越來(lái)越嚴(yán)重，這種情況在電力、通訊領(lǐng)域、自動(dòng)控制領(lǐng)域表現(xiàn)的更為突出。因此，雷電參數(shù)的測(cè)量對(duì)探討防雷對(duì)策，提高防雷設(shè)施性能，評(píng)價(jià)防雷設(shè)施對(duì)各種設(shè)備及建筑物的保護(hù)范圍以及分析雷害事故，區(qū)分事故責(zé)任，具有十分重要的意義。同時(shí)，雷電參數(shù)的測(cè)量也是進(jìn)行雷電特性研究的基礎(chǔ)工作。對(duì)于雷電參數(shù)測(cè)量的首先是磁鋼棒法，二十年代末使用陰極射線示波器，四十年代Wagner和McCann研制出雷電特性記錄儀，七十年代中期由美國(guó)人Martin A Uman、Krider E P等人首次研制成功雷電定位系統(tǒng)(LLS)。每一種測(cè)量方法都有它的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，如，示波器雖能記錄雷電流的全過程，為人們提供最準(zhǔn)確最完整的雷電流參數(shù)，但其屬于精密儀器成本高，觀測(cè)費(fèi)用自然大，且示波器只能記錄特定地點(diǎn)指定裝置上的雷電流，不能普查一個(gè)區(qū)域的雷電流參數(shù)等缺點(diǎn)。雷電定位系統(tǒng)能實(shí)時(shí)顯示云對(duì)地雷擊的發(fā)生時(shí)間、位置、雷電流幅值和極性、回?fù)舸螖?shù)及每次回?fù)舻膮?shù)以及雷擊點(diǎn)的分時(shí)彩色圖能清晰的顯示雷暴的運(yùn)動(dòng)軌跡。但設(shè)備復(fù)雜，前期投資很大，同時(shí)定位系統(tǒng)需要十分精確的電子地圖與之配套使用，其本身也存在一定誤差與探測(cè)死區(qū)，且地形因素對(duì)探測(cè)站的干擾很大等缺點(diǎn)。因此，傳統(tǒng)的測(cè)量雷電參數(shù)的方法是磁鋼棒法。它利用雷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使磁鋼磁化，由于磁鋼棒具有較強(qiáng)的磁矯特性，所以雷電流通過后磁鋼棒仍能保留較大的剩磁，通過檢測(cè)其剩磁的大小即可確定被測(cè)雷電流幅值的大小。這種測(cè)量雷電流的方法至今在我國(guó)仍然普遍采用。但是，由于磁鋼棒的配方和生產(chǎn)工藝的分散性，以及檢測(cè)方法本身受其它因素的影響，使得磁鋼棒的測(cè)試靈敏度很低，測(cè)量誤差較大，常達(dá)10％～30％、甚至更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用簡(jiǎn)便、精度高的磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x。這種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x，其部件包括外殼和磁卡，磁卡是卡片和位于卡片面上的磁帶；磁卡的數(shù)量至少是兩塊，且兩塊磁卡之間所構(gòu)成的角度是可以不為零的其它任意角度，即兩磁卡非平行放置，預(yù)錄有基準(zhǔn)信號(hào)的磁帶貼于卡片面上。本發(fā)明具有如下有益效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高、可有效地通過測(cè)量雷電流陡度以測(cè)量雷電流參數(shù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
依附圖所示，這種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x其部件包括外殼1和磁卡2，磁卡2是在卡片3和位于卡片3面上的磁帶4，磁卡2的數(shù)量至少是兩塊，且兩塊磁卡2之間所構(gòu)成的角度是可以不為零的其它任意角度，即兩磁卡2非平行放置，預(yù)錄有基準(zhǔn)信號(hào)的磁帶4貼于卡片3面上。從麥克斯韋基本方程出發(fā)，可求出流過導(dǎo)體的雷電流在空間的矢量磁位，然后可得出空間磁感應(yīng)強(qiáng)度分布的表達(dá)形式。當(dāng)一段預(yù)先錄好參考信號(hào)的磁帶在與雷電流所流經(jīng)的導(dǎo)體按照一定角度放置時(shí)，雷電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)改變磁帶4上的磁疇，將預(yù)先錄好的波形抹掉。磁帶4上的磁粉對(duì)于外界磁場(chǎng)的變化會(huì)產(chǎn)生一定的抗磁性，根據(jù)Speliotis的理論雷電流陡度越大其所穿過的磁帶4中的磁疇產(chǎn)生的渦流越大。在采取不同放置方式的兩條磁帶，雷電流的磁力線從一條磁帶的側(cè)面穿過整個(gè)磁帶，對(duì)另一條磁帶4則是從磁帶4的整個(gè)正面穿過，由于磁力線穿越磁帶4的路徑不同，同一個(gè)雷電波會(huì)在兩條磁帶4上產(chǎn)生具有不同形狀過渡區(qū)的波形，雷電流的陡度信息就隱藏在這些波形中。將上述磁帶4上的波形讀進(jìn)計(jì)算機(jī)，利用數(shù)字信號(hào)處理的各種原理對(duì)波形信號(hào)進(jìn)行處理，再用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終得出雷電流的陡度與幅值。預(yù)錄信號(hào)的磁帶4粘貼在卡片3上，制成磁卡2，磁卡2按照一定放置方式放置在雷電流通道上(例如避雷針、接地引下線、避雷線、輸電鐵塔以及通信等各種信號(hào)、控制電纜)，也可以置放在輸電線路鐵塔、通信線路鐵塔及其它可作為雷電通道的角鋼上。待雷電流通過雷電流通道后取下放置在雷電流通道上的磁卡2。通過計(jì)算預(yù)錄信號(hào)方波的個(gè)數(shù)與剩余方波個(gè)數(shù)的差數(shù)以及每一方波代表磁帶4的長(zhǎng)度，計(jì)算磁帶4被抹除長(zhǎng)度，從而計(jì)算出雷電流的陡度與幅值。以上計(jì)算程序用軟件分析存儲(chǔ)在硬盤中的音頻文件得出被雷電流消磁的磁帶4總長(zhǎng)度，并由此自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的雷電流通道上流過的雷電流的陡度與幅值。
權(quán)利要求
1.一種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x，其部件包括外殼，其特征在于它還包括磁卡(2)，磁卡(2)是在卡片(3)和位于卡片(3)面上的磁帶(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x，其特征在于磁卡(2)的數(shù)量至少是兩塊，且兩塊磁卡(2)之間所構(gòu)成的角度是可以不為零的其它任意角度，即兩磁卡(2)非平行放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x，其特征在于預(yù)錄有基準(zhǔn)信號(hào)的磁帶(4)貼于卡片(3)面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雷電參數(shù)測(cè)量裝置，尤其是一種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x。這種磁帶式雷電流陡度記錄測(cè)量?jī)x，其部件包括外殼和磁卡，磁卡是卡片和位于卡片面上的磁帶；磁卡的數(shù)量至少是兩塊，且兩塊磁卡之間所構(gòu)成的角度是可以不為零的其它任意角度，即兩磁卡非平行放置，預(yù)錄有基準(zhǔn)信號(hào)的磁帶貼于卡片面上。本發(fā)明具有如下有益效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高、可有效地通過測(cè)量雷電流陡度以測(cè)量雷電流參數(shù)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK1570656SQ20041003760
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者王巨豐, 貝宇, 毛小虎 申請(qǐng)人:王巨豐