一種大氣電場信號跟隨式測試儀及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀及其測試方法，它包括電機、信號處理電路，在電機的底部機軸設(shè)有帶屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)連接器；在電機的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板；在電機的頂部機軸由下至上設(shè)有大氣電場感應(yīng)器絕緣板、大氣電場感應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤；所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中各設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件；在大氣電場感應(yīng)器絕緣板的裸露處設(shè)有停車位置傳感器，在停車位置傳感器的兩側(cè)各設(shè)有一個停車位置偏移傳感器。本發(fā)明在出現(xiàn)大氣電場信號時，大氣電場感應(yīng)器獲取大氣雷電電場監(jiān)測數(shù)據(jù)；無大氣電場信號時，電機停轉(zhuǎn)，完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式；達(dá)到全天候、免維護的性能。
【專利說明】
_種大氣)電場信號跟隨式測試儀及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種大氣電場信號跟隨式測試儀及其測試方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]雷電災(zāi)害是威脅人類生命財產(chǎn)安全的自然災(zāi)害之一，在云地閃擊發(fā)生之前準(zhǔn)確進行預(yù)警具有十分重要的意義。由于雷電發(fā)生時，大氣電場出現(xiàn)劇烈變化，監(jiān)測大氣電場是目前普遍采用的方法。
[0003]大氣電場靜止或者出現(xiàn)變化，電場對地面物體產(chǎn)生影響，物體電子出現(xiàn)對應(yīng)電場的排布，測試出物體電子排布的電位，就完成了電場檢測。目前，檢測大氣電場有電子式電場傳感器、叉簧振動式傳感器、轉(zhuǎn)盤式電場傳感器等。目前大氣電場檢測精度高仍屬轉(zhuǎn)盤式電場傳感器，是目前使用量最大的產(chǎn)品。
[0004]轉(zhuǎn)盤式電場傳感器由一個控制電機、控制電機帶動均布的屏蔽遮擋轉(zhuǎn)盤、電極軸轉(zhuǎn)動連接器、均布豁口的大氣電場感應(yīng)圓盤、屏蔽盤、電機恒速控制電路、電場信號處理電路組成，由于屏蔽遮擋盤不間斷的連續(xù)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速變化造成測量精度下降、電機損壞或者轉(zhuǎn)速失去控制是轉(zhuǎn)盤式電場傳感器普遍存在的問題。
[0005]由于轉(zhuǎn)盤式電場傳感器的電機在額定負(fù)荷下持續(xù)運行，軸承處在一個高溫度狀態(tài)運行，特別是在夏季，溫度升高軸承潤滑性能下降，軸承壽命隨著溫度升高而下降，在不同環(huán)境空氣污染顆粒情況下，旋轉(zhuǎn)圓盤、電機需要定期進行維護，避免因轉(zhuǎn)軸阻尼增大使恒速控制電路失控或損壞，以至于電機轉(zhuǎn)速下降導(dǎo)致電場測不準(zhǔn)或者損壞。
[0006]為了解決這個問題，人們要定時，在3個月或者6個月，派人到現(xiàn)場對轉(zhuǎn)盤式電場傳感器進行維護，每年要拆下來寄到工廠進行校對。維護成本增加了產(chǎn)品售價，給客戶帶來了不必要的負(fù)擔(dān)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，是要提供一種大氣電場信號跟隨式測試儀及其測試方法，在沒有雷電出現(xiàn)時，測試儀的旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤定時運行；當(dāng)出現(xiàn)雷電電場信號時，測試儀的旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤跟隨大氣電場信號，測試儀的電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤進入運轉(zhuǎn)狀態(tài);這樣，電機有效運行時間不到原有的轉(zhuǎn)盤式電場傳感器運行時間的十分之一，意味著維護時間延長了 10倍以上，能提高測試儀的使用壽命。
[0008]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，它包括電機、信號處理電路，在電機的底部機軸設(shè)有帶屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)連接器;在電機的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板;在電機的頂部機軸由下至上設(shè)有大氣電場感應(yīng)器絕緣板、大氣電場感應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤;所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中各設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件;所述的大氣電場感應(yīng)器也為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中設(shè)有螺絲與大氣電場感應(yīng)器絕緣板相固定;在大氣電場感應(yīng)器絕緣板的裸露處設(shè)有停車位置傳感器，在停車位置傳感器的兩側(cè)各設(shè)有一個停車位置偏移傳感器。
[0009]為了防塵，本發(fā)明所述測試儀設(shè)于一個絕緣外殼內(nèi)，所述外殼由外殼上蓋、夕卜殼底座、與外殼底座相連接的立桿組成。
[0010]本發(fā)明所述電機的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板，其間隔由間隔支架固定，并經(jīng)螺絲與外殼底座上的螺口固定。
[0011]本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件為反射光部件或者磁鐵;所述停車位置傳感器、停車位置偏移傳感器為霍爾傳感器、光學(xué)傳感器、磁感應(yīng)傳感器、渦流傳感器、 電容傳感器中的一種或幾種。
[0012]本發(fā)明所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀的測試方法:(1)出現(xiàn)大氣電場信號時，大氣電場感應(yīng)器獲取大氣雷電電場監(jiān)測數(shù)據(jù)；(2)電機控制旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤旋轉(zhuǎn)將電場信號分割成數(shù)字信號；(3)無大氣電場信號時，電機停轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤停在不遮擋大氣電場感應(yīng)器的位置，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件對準(zhǔn)停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式；(4)若由于振動造成旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤發(fā)生位置偏移，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件沒有對準(zhǔn)停車位置傳感器，停車位置偏移傳感器發(fā)出信號，調(diào)整電機使旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件對準(zhǔn)停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，它能夠克服現(xiàn)今的轉(zhuǎn)盤式電場傳感器需要定時維護、定時返廠標(biāo)校、壽命短的問題。本發(fā)明在出現(xiàn)大氣電場信號時，大氣電場感應(yīng)器獲取大氣雷電電場監(jiān)測數(shù)據(jù)，電機控制旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤旋轉(zhuǎn)將電場信號分割成數(shù)字信號;無大氣電場信號時，電機停轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤停在不遮擋大氣電場感應(yīng)器的位置，完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式;達(dá)到全天候、無間隙、無損耗、免維護的性能?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述大氣電場信號跟隨式測試儀的剖示圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所述大氣電場信號跟隨式測試儀的分散圖。
[0016]圖3為本發(fā)明去掉外殼后旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤與大氣電場感應(yīng)器重疊示意圖。
[0017]圖4、圖5分別為本發(fā)明去掉外殼后旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤上的位置信號識別部件偏離停車位置傳感器示意圖。
[0018]圖6為本發(fā)明去掉外殼后旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤上的位置信號識別部件對準(zhǔn)停車位置傳感器示意圖。
[0019]圖7為電機軸承溫度壽命曲線示意圖。
[0020]圖8為電機軸承潤滑壽命曲線示意圖。
[0021]圖9為電機工作狀態(tài)示意圖。
[0022]圖中:1.電機，2.屏蔽罩，3.旋轉(zhuǎn)連接器，4.屏蔽板，5.電路板，6.電路板，7.屏蔽板，8.大氣電場感應(yīng)器絕緣板，9.大氣電場感應(yīng)器，10.旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤，11.位置信號識別部件，12.螺絲，13.停車位置傳感器，14.停車位置偏移傳感器，15.外殼上蓋，16.外殼底座，17.立桿，18.間隔支架，19.螺絲，20.螺口，21.潤滑充分階段，22.潤滑平衡階段，23.潤滑不足階段，24.潤滑破壞階段?！揪唧w實施方式】
[0023]本發(fā)明所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，如圖1 一 6所示，它包括電機1、信號處理電路，在電機1的底部機軸設(shè)有帶屏蔽罩2的旋轉(zhuǎn)連接器3;在電機1的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板4、電路板5、電路板6、屏蔽板7;在電機1的頂部機軸由下至上設(shè)有大氣電場感應(yīng)器絕緣板8、大氣電場感應(yīng)器9、旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤10;所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤10為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中各設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11;所述的大氣電場感應(yīng)器9也為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中設(shè)有螺絲12與大氣電場感應(yīng)器絕緣板8相固定;在大氣電場感應(yīng)器絕緣板8的裸露處設(shè)有停車位置傳感器13,在停車位置傳感器13的兩側(cè)各設(shè)有一個停車位置偏移傳感器14。為了防塵，本發(fā)明所述測試儀設(shè)于一個絕緣外殼內(nèi)，所述外殼由外殼上蓋15、外殼底座16、與外殼底座16相連接的立桿17組成。本發(fā)明所述電機的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板，其間隔由間隔支架18固定，并經(jīng)螺絲19與外殼底座16 上的螺口 20固定。本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11為反射光部件或者磁鐵;所述停車位置傳感器13、停車位置偏移傳感器14為霍爾傳感器、光學(xué)傳感器、磁感應(yīng)傳感器、渦流傳感器、電容傳感器中的一種或幾種。[〇〇24]本發(fā)明所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀的測試方法:(1)出現(xiàn)大氣電場信號時，大氣電場感應(yīng)器9獲取大氣雷電電場監(jiān)測數(shù)據(jù)；(2)電機1控制旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤10旋轉(zhuǎn)將電場信號分割成數(shù)字信號；(3)無大氣電場信號時，電機1停轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤10停在不遮擋大氣電場感應(yīng)器9的位置，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11對準(zhǔn)停車位置傳感器13,完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式；(4)若由于振動造成旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤10發(fā)生位置偏移，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11沒有對準(zhǔn)停車位置傳感器13,停車位置偏移傳感器14發(fā)出信號，調(diào)整電機1使旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11對準(zhǔn)停車位置傳感器13,完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式。
[0025]本發(fā)明提供的一種大氣電場信號跟隨式測試儀，在不同環(huán)境溫度下，控制電路調(diào)整電機運轉(zhuǎn)時間和停機時間比，使電機軸承潤滑阻尼能夠在一個小范圍內(nèi)變化，趨向于準(zhǔn)恒阻尼特性，電機能夠在長壽命狀態(tài)運行。本發(fā)明的控制電路、運行電機均裝在塑料殼體內(nèi)，保證電機能夠在干凈的環(huán)境下運行。本發(fā)明解決了現(xiàn)今的轉(zhuǎn)盤式電場傳感器需要幾個月就要維護、每年要送廠家標(biāo)校問題，以及隨著運行時間推移測試精度下降問題，做到全天候、無間隙、無損耗、免維護。
[0026]下面對電機軸承溫度、電機軸承潤滑、電機工作狀態(tài)作進一步闡述:電機軸承溫度壽命曲線如圖7所示，kl點是環(huán)境溫度，k2_k3區(qū)間是電機軸承長壽命階段(a點到b點)，k3_k4區(qū)間(b點到c點)是壽命縮短階段，c點軸承發(fā)熱與散熱溫度達(dá)到平衡， 電機在此溫度下長期運行，壽命極大縮短。
[0027]電機軸承潤滑壽命曲線如圖8所示，電機出廠時，軸承潤滑S1-S2階段是電機軸承壽命最佳階段，延長S1-S2階段是保證電機軸承壽命的重要條件。圖8中，標(biāo)有潤滑充分階段 21，潤滑平衡階段22，潤滑不足階段23，潤滑破壞階段24。[〇〇28]電機工作狀態(tài)如圖9所示，電機t〇-tl運轉(zhuǎn)，tl_t2靜止，t2_t3又開始運轉(zhuǎn)，如此反復(fù)。電機在to-tl運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的軸承溫升曲線從T1到a點，對應(yīng)溫度T2。電機停轉(zhuǎn)時溫度下降至IJb點(T1點環(huán)境溫度)，電機啟動時軸承溫度從(:點到(1點，如此反復(fù)?？刂齐娐犯鶕?jù)檢測的環(huán)境溫度，計算出電機tl_t2停車時間，使得電機軸承潤滑溫度始終處于最佳狀態(tài)，運轉(zhuǎn)阻力趨于恒定。
[0029]本發(fā)明克服現(xiàn)今的轉(zhuǎn)盤式電場傳感器壽命短的問題，即電機損壞問題，克服電機轉(zhuǎn)速控制電路復(fù)雜問題，由于電機軸承始終處于準(zhǔn)恒阻尼狀態(tài)，能夠克服大氣電場測不準(zhǔn)問題。
【主權(quán)項】
1.一種大氣電場信號跟隨式測試儀，它包括電機、信號處理電路，其特征是:在電機的 底部機軸設(shè)有帶屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)連接器;在電機的外圍由下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路 板、屏蔽板;在電機的頂部機軸由下至上設(shè)有大氣電場感應(yīng)器絕緣板、大氣電場感應(yīng)器、旋 轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤;所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中各設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)屏蔽遮 擋盤位置信號識別部件;所述的大氣電場感應(yīng)器也為四片風(fēng)葉狀，在每片風(fēng)葉中設(shè)有螺絲 與大氣電場感應(yīng)器絕緣板相固定;在大氣電場感應(yīng)器絕緣板的裸露處設(shè)有停車位置傳感 器，在停車位置傳感器的兩側(cè)各設(shè)有一個停車位置偏移傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，其特征是:所述測試儀設(shè)于一 個絕緣外殼內(nèi)，所述外殼由外殼上蓋、外殼底座、與外殼底座相連接的立桿組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，其特征是:所述電機的外圍由 下至上設(shè)有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板，其間隔由間隔支架固定，并經(jīng)螺絲與外殼底座 上的螺口固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，其特征是:所述旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋 盤位置信號識別部件為反射光部件或者磁鐵;所述停車位置傳感器、停車位置偏移傳感器 為霍爾傳感器、光學(xué)傳感器、磁感應(yīng)傳感器、渦流傳感器、電容傳感器中的一種或幾種。5.權(quán)利要求1所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀的測試方法:(1)出現(xiàn)大氣電場信號時，大氣電場感應(yīng)器獲取大氣雷電電場監(jiān)測數(shù)據(jù)；(2)電機控制旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤旋轉(zhuǎn)將電場信號分割成數(shù)字信號；(3)無大氣電場信號時，電機停轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤停在不遮擋大氣電場感應(yīng)器的位 置，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別部件對準(zhǔn)停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運 轉(zhuǎn)模式；(4)若由于振動造成旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤發(fā)生位置偏移，即旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋盤位置信號識別 部件沒有對準(zhǔn)停車位置傳感器，停車位置偏移傳感器發(fā)出信號，調(diào)整電機使旋轉(zhuǎn)屏蔽遮擋 盤位置信號識別部件對準(zhǔn)停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運轉(zhuǎn)模式。
【文檔編號】G01R29/12GK105954602SQ201610341880
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】李欣, 李博琛
【申請人】廈門大恒科技有限公司