
大氣電場儀是一種用于測量大氣電場強度及其變化的高精度雷電監測設備,采用場磨式感應原理,可實時測量地面大氣電場強度和極性變化。該設備基于導體在電場中產生感應電荷的原理,通過分析電場數據提前發出雷暴預警,廣泛應用于氣象臺站、航空航天、電力系統和石油化工等領域的雷電監測與防護。
大氣電場儀是用于測量大氣電場強度及其變化的設備,屬于大氣科學領域。當云中發生電荷分離時,地面電場將發生相應的變化,其強度與云中電荷的積累量和分布有關,因此通過測量地面大氣電場的變化,可以反演出高空云層電場的變化,對發生雷擊的危險性做出預報。該設備主要由電場探測探頭、電場數據處理機、中心數據處理機、客戶端數據顯示與分析軟件等組成。電場數據處理機可實時讀取當時的電場值,將電場儀測量的電場數據傳送到計算機由專用軟件分析處理,對局部地區潛在的雷暴活動及靜電電擊的危險性做出短期預報。
在技術實現上,大氣電場儀基于導體在電場中產生感應電荷的原理,采用場磨式原理設計。傳感器由定片和動片組成,動片的旋轉使定片的感應電荷轉換為和大氣電場成正比的電壓量,電機轉速約1560轉每分鐘。電場儀傳感器的定片用來感應電荷,固定不動,動片由電機驅動旋轉并與地面相聯接,當動片旋轉時定片交替暴露于大氣電場中,由此產生交變電信號,信號大小與大氣電場強度成正比。信號處理電路將交變電信號進行放大等處理為系統所要求的信號,并采用相敏檢波方法區分電場的正負極性。為適應惡劣天氣使用,感應頭的外殼用鋁鑄成,各葉片鍍鉻防止生銹,感應片由有機玻璃柱支撐并裝有防水罩,電路板裝在密封的金屬盆內防止受潮。
大氣電場儀在氣象臺站、航空航天保障、石油化工、電力系統、森林防火、旅游景區等眾多領域具有重要應用。風途大氣電場儀測量范圍覆蓋--100kv/m——100kv/m,精度±0.001%F.S,可通過有線或無線通信模塊傳輸數據。通過建立風途電場監測預警系統,可以對大氣電場進行實時監測,在閃電即將發生之前發出警報,將閃電定位數據和大氣電場數據結合分析,更直觀的反映本地大氣電場變化和周邊閃電的發生狀況,實現對閃電的更精確預報。在黔中地區的實際應用中,大氣電場對雷電的報警提前量為1至26分鐘,平均約8分鐘,監測組網后的大氣電場變化對雷電移動路徑預測有一定的指示意義。