一種大氣電場信號跟隨式測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型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有帶屏蔽罩的旋轉連接器；在電機的外圍由下至上設有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板；在電機的頂部機軸由下至上設有大氣電場感應器絕緣板、大氣電場感應器、旋轉屏蔽遮擋盤；所述旋轉屏蔽遮擋盤為四片風葉狀，在每片風葉中各設有一個旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件；在大氣電場感應器絕緣板的裸露處設有停車位置傳感器，在停車位置傳感器的兩側各設有一個停車位置偏移傳感器。本實用新型在出現大氣電場信號時，大氣電場感應器獲取大氣雷電電場監測數據；無大氣電場信號時，電機停轉，完成定位停車，進入定時運轉模式；達到全天候、免維護的性能。
【專利說明】
_種大氣電場信號跟隨式測試儀
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種大氣電場信號跟隨式測試儀。
【背景技術】
[0002]雷電災害是威脅人類生命財產安全的自然災害之一，在云地閃擊發生之前準確進行預警具有十分重要的意義。由于雷電發生時，大氣電場出現劇烈變化，監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變化，電場對地面物體產生影響，物體電子出現對應電場的排布，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、轉盤式電場傳感器等。目前大氣電場檢測精度高仍屬轉盤式電場傳感器，是目前使用量最大的產品。
[0004]轉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盤、電極軸轉動連接器、均布豁口的大氣電場感應圓盤、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運轉，轉速變化造成測量精度下降、電機損壞或者轉速失去控制是轉盤式電場傳感器普遍存在的問題。
[0005]由于轉盤式電場傳感器的電機在額定負荷下持續運行，軸承處在一個高溫度狀態運行，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，在不同環境空氣污染顆粒情況下，旋轉圓盤、電機需要定期進行維護，避免因轉軸阻尼增大使恒速控制電路失控或損壞，以至于電機轉速下降導致電場測不準或者損壞。
[0006]為了解決這個問題，人們要定時，在3個月或者6個月，派人到現場對轉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。維護成本增加了產品售價，給客戶帶來了不必要的負擔。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的，是要提供一種大氣電場信號跟隨式測試儀，在沒有雷電出現時，測試儀的旋轉屏蔽遮擋盤定時運行；當出現雷電電場信號時，測試儀的旋轉屏蔽遮擋盤跟隨大氣電場信號，測試儀的電機驅動旋轉屏蔽遮擋盤進入運轉狀態;這樣，電機有效運行時間不到原有的轉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]本實用新型是這樣實現的，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有帶屏蔽罩的旋轉連接器;在電機的外圍由下至上設有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板;在電機的頂部機軸由下至上設有大氣電場感應器絕緣板、大氣電場感應器、旋轉屏蔽遮擋盤;所述旋轉屏蔽遮擋盤為四片風葉狀，在每片風葉中各設有一個旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件;所述的大氣電場感應器也為四片風葉狀，在每片風葉中設有螺絲與大氣電場感應器絕緣板相固定;在大氣電場感應器絕緣板的裸露處設有停車位置傳感器，在停車位置傳感器的兩側各設有一個停車位置偏移傳感器。
[0009]為了防塵，本實用新型所述測試儀設于一個絕緣外殼內，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]本實用新型所述電機的外圍由下至上設有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板，其間隔由間隔支架固定，并經螺絲與外殼底座上的螺口固定。
[0011]本實用新型所述旋轉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、光學傳感器、磁感應傳感器、渦流傳感器、電容傳感器中的一種或幾種。
[0012]本實用新型所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀的測試方法:
[0013](I)出現大氣電場信號時，大氣電場感應器獲取大氣雷電電場監測數據；
[0014](2)電機控制旋轉屏蔽遮擋盤旋轉將電場信號分割成數字信號；
[0015](3)無大氣電場信號時，電機停轉，旋轉屏蔽遮擋盤停在不遮擋大氣電場感應器的位置，即旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件對準停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運轉模式；
[0016](4)若由于振動造成旋轉屏蔽遮擋盤發生位置偏移，即旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件沒有對準停車位置傳感器，停車位置偏移傳感器發出信號，調整電機使旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件對準停車位置傳感器，完成定位停車，進入定時運轉模式。
[0017]本實用新型的有益效果是，它能夠克服現今的轉盤式電場傳感器需要定時維護、定時返廠標校、壽命短的問題。本實用新型在出現大氣電場信號時，大氣電場感應器獲取大氣雷電電場監測數據，電機控制旋轉屏蔽遮擋盤旋轉將電場信號分割成數字信號;無大氣電場信號時，電機停轉，旋轉屏蔽遮擋盤停在不遮擋大氣電場感應器的位置，完成定位停車，進入定時運轉模式;達到全天候、無間隙、無損耗、免維護的性能。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型所述大氣電場信號跟隨式測試儀的剖示圖。
[0019]圖2為本實用新型所述大氣電場信號跟隨式測試儀的分散圖。
[0020]圖3為本實用新型去掉外殼后旋轉屏蔽遮擋盤與大氣電場感應器重疊示意圖。
[0021]圖4、圖5分別為本實用新型去掉外殼后旋轉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。
[0022]圖6為本實用新型去掉外殼后旋轉屏蔽遮擋盤上的位置信號識別部件對準停車位置傳感器示意圖。
[0023]圖7為電機軸承溫度壽命曲線示意圖。
[0024]圖8為電機軸承潤滑壽命曲線示意圖。
[0025]圖9為電機工作狀態示意圖。
[0026]圖中:1.電機，2.屏蔽罩，3.旋轉連接器，4.屏蔽板，5.電路板，6.電路板，7.屏蔽板，8.大氣電場感應器絕緣板，9.大氣電場感應器，10.旋轉屏蔽遮擋盤，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。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型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I的底部機軸設有帶屏蔽罩2的旋轉連接器3;在電機I的外圍由下至上設有屏蔽板4、電路板5、電路板6、屏蔽板7;在電機I的頂部機軸由下至上設有大氣電場感應器絕緣板8、大氣電場感應器9、旋轉屏蔽遮擋盤10;所述旋轉屏蔽遮擋盤10為四片風葉狀，在每片風葉中各設有一個旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11;所述的大氣電場感應器9也為四片風葉狀，在每片風葉中設有螺絲12與大氣電場感應器絕緣板8相固定;在大氣電場感應器絕緣板8的裸露處設有停車位置傳感器13，在停車位置傳感器13的兩側各設有一個停車位置偏移傳感器14。為了防塵，本實用新型所述測試儀設于一個絕緣外殼內，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。本實用新型所述電機的外圍由下至上設有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板，其間隔由間隔支架18固定，并經螺絲19與外殼底座16上的螺口 20固定。本實用新型所述旋轉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、光學傳感器、磁感應傳感器、渦流傳感器、電容傳感器中的一種或幾種。
[0028]本實用新型所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀的測試方法:
[0029](I)出現大氣電場信號時，大氣電場感應器9獲取大氣雷電電場監測數據；
[0030](2)電機I控制旋轉屏蔽遮擋盤10旋轉將電場信號分割成數字信號；
[0031](3)無大氣電場信號時，電機I停轉，旋轉屏蔽遮擋盤10停在不遮擋大氣電場感應器9的位置，即旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11對準停車位置傳感器13，完成定位停車，進入定時運轉模式；
[0032](4)若由于振動造成旋轉屏蔽遮擋盤10發生位置偏移，即旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11沒有對準停車位置傳感器13，停車位置偏移傳感器14發出信號，調整電機I使旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件11對準停車位置傳感器13，完成定位停車，進入定時運轉模式。
[0033]本實用新型提供的一種大氣電場信號跟隨式測試儀，在不同環境溫度下，控制電路調整電機運轉時間和停機時間比，使電機軸承潤滑阻尼能夠在一個小范圍內變化，趨向于準恒阻尼特性，電機能夠在長壽命狀態運行。本實用新型的控制電路、運行電機均裝在塑料殼體內，保證電機能夠在干凈的環境下運行。本實用新型解決了現今的轉盤式電場傳感器需要幾個月就要維護、每年要送廠家標校問題，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。
[0034]下面對電機軸承溫度、電機軸承潤滑、電機工作狀態作進一步闡述:
[0035]電機軸承溫度壽命曲線如圖7所示，kl點是環境溫度，k2_k3區間是電機軸承長壽命階段(a點到b點)，k3_k4區間(b點到c點)是壽命縮短階段，c點軸承發熱與散熱溫度達到平衡，電機在此溫度下長期運行，壽命極大縮短。
[0036]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。
[0037]電機工作狀態如圖9所示，電機tO-tl運轉，tl_t2靜止，t2_t3又開始運轉，如此反復。電機在to-tl運轉中產生的軸承溫升曲線從Tl到a點，對應溫度T2。電機停轉時溫度下降至IJb點(Tl點環境溫度)，電機啟動時軸承溫度從(:點到(1點，如此反復。控制電路根據檢測的環境溫度，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，運轉阻力趨于恒定。
[0038]本實用新型克服現今的轉盤式電場傳感器壽命短的問題，即電機損壞問題，克服電機轉速控制電路復雜問題，由于電機軸承始終處于準恒阻尼狀態，能夠克服大氣電場測不準問題。
【主權項】
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有帶屏蔽罩的旋轉連接器;在電機的外圍由下至上設有屏蔽板、電路板、電路板、屏蔽板;在電機的頂部機軸由下至上設有大氣電場感應器絕緣板、大氣電場感應器、旋轉屏蔽遮擋盤;所述旋轉屏蔽遮擋盤為四片風葉狀，在每片風葉中各設有一個旋轉屏蔽遮擋盤位置信號識別部件;所述的大氣電場感應器也為四片風葉狀，在每片風葉中設有螺絲與大氣電場感應器絕緣板相固定;在大氣電場感應器絕緣板的裸露處設有停車位置傳感器，在停車位置傳感器的兩側各設有一個停車位置偏移傳感器。2.根據權利要求1所述一種大氣電場信號跟隨式測試儀，其特征是:所述測試儀設于一個絕緣外殼內，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.根據權利要求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，并經螺絲與外殼底座上的螺口固定。4.根據權利要求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、光學傳感器、磁感應傳感器、渦流傳感器、電容傳感器中的一種或幾種。
【文檔編號】G01R29/14GK205643533SQ201620474893
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】李欣, 李博琛
【申請人】廈門大恒科技有限公司