基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，所要解決的問題是：地震系統對于躲避避雷法的使用還緊局限于電源避雷和非實時傳輸的數據信號避雷，但其存在繼電器控制隔離，間隙過小防雷效果有限和非工作時段斷電隔離的問題；本發明的技術要點是單片機與步進電機系統中的控制觸點通導、斷開的步進電機連接；單片機與雷電監測系統的雷電探頭連接；單片機還與GPRS模塊、儲存器和無線傳輸模塊的WIFI模塊連接；本發明的積極效果是：能夠達到根據需要控制監測系統完全被物理隔離防止雷擊。本發明還具有結構簡單、操作簡便等特點。
【專利說明】基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及地震監測基站防雷【技術領域】，特別涉及一種使用物理隔離防止雷電造成破壞的基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統。
【背景技術】
[0002]雷電災害是傳統地震臺站的主要災害之一，由于雷電的危害損壞監測系統，造成工作中斷、監測資料缺損。我國年平均雷電日25天，高的可達100多天，大部分地震臺站都受雷電干擾，嚴重的和比較嚴重的約占1/3至1/4。做好防雷工作，保證監測系統正常運行，產出連續、穩定、可靠的數據，減少損失是有重要意義的。
[0003]現有防雷技術的主要分為外部防雷和內部防雷。外部防雷主要指建筑物的防雷，它是防雷技術的重要組成部分，其技術措施可分接閃器(避雷針、避雷帶、避雷網等金屬接閃器)、引下線和接地體。內部防雷系統主要是對建筑物內易受過電壓破壞的設備，如:計算機等電子設備加裝過壓保護裝置，在設備受到過電壓侵襲時，保護裝置能快速動作泄放能量，從而保護設備免受損壞。內部防雷又可分為電源防雷和信號防雷。即在電源線入口處安裝電源避雷器和在信號線上安裝信號避雷器。多數采用的避雷方法也均局限于此。
[0004]在防雷技術的發展過程中，還有一種最有效的防雷方法，即躲避方法，這是防雷措施中最經濟有效的方法。地震臺站長久以來就有在雷雨來臨之前緊閉門窗，關機、斷電、拔信號電纜頭等做法，這種簡單易行的防雷手段在任何時候都是有效的。如廣東地震臺站前兆觀測系統防雷綜合方法中再電源防護用引用了這一方法:遇到雷雨天氣時，應及時斷開傳輸電纜。目前，地震系統對于躲避避雷法的使用還緊局限于電源避雷和非實時傳輸的數據信號避雷，但其存在繼電器控制隔離間隙過小，防雷效果有限和非工作時段斷電隔離的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種使用物理隔離防止雷電造成破壞的基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統。
[0006]本發明的技術方案是:單片機與步進電機系統中的控制觸點通導、斷開的步進電機連接；單片機與雷電監測系統的雷電探頭連接；單片機還與GPRS模塊、儲存器和無線傳輸模塊的WIFI模塊連接；所述雷電探頭是納米機電系統傳感器，所述納米機電傳感器是由最下層為50nm厚的指狀Pt電極、中間層為250nm厚的氮化鋁、上層為250nm厚的10層磁電異質結構層。
[0007]磁電異質結構層是由厚度為20nm的FeGaB和厚度為5nm的三氧化二鋁組成。
[0008]單片機是增強型單片機。
[0009]GPRS模塊是工業GPRS模塊。
[0010]步進電機是控制雙電瓶交換充電、放電的步進電機，且與交流市電的距離為大于10厘米。[0011]所述WIFI模塊連接包括WLAN、紅外傳輸或藍牙傳輸。
[0012]本發明的優點是電源部分設計為步進電機控制雙電瓶交換充電、放電，保證本設備與交流市電完全隔離，且間距大于IOcm以達到有效的防雷效果；信號傳輸部分設計為通過WLAN (無線局域網)、紅外或藍牙等方式將測震信號傳輸到網關，而后再通過有線或無線網絡進行數據傳輸。此設計的好處是使我們測震核心設備與市電和外線完全物理隔離以達到最好的防雷效果。同時采用先進的納米機電技術研究制作納米傳感器用于檢測空間電磁場的變化，根據電磁場的變化和相應算法判斷當地是否發生雷電，控制部分將雷電信息通過GPRS無線模塊傳送到監控中心，中心人員判斷信息并對遠端設備進行相應操控；此方式為物理斷開方式保護設備，具有其它方式不可比擬的防雷效果，在電源輸入和信號輸出控制端擬采用步進電機進行控制以克服繼電器控制所帶來的間隙過小所導致的空氣擊穿問題。本發明還具有操作簡便、穩定性好、安全性高等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖。
[0014]圖2是圖1的雷電探頭結構示意圖。
[0015]下面將結合附圖通過實例對本發明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發明其中的例子而已，并不代表本發明所限定的權利保護范圍，本發明的權利保護范圍以權利要求為準。
【具體實施方式】
[0016]參見圖f 2，單片機I與步進電機系統中的控制觸點通導、斷開的步進電機2連接，單片機與步進電機之間設置有步進電機控制電路；單片機與雷電監測系統的雷電探頭3連接，單片機與雷電探頭之間設置有雷電檢測電路；單片機還與GPRS模塊4、儲存器5和無線傳輸模塊6的WIFI模塊連接；所述雷電探頭是納米機電系統傳感器，所述納米機電傳感器是由傳感器最下層為50nm厚的有η個嵌入的指狀Pt電極，其長度為L，總寬度為W，指狀電極寬度為WO ;、中間層為250nm厚的氮化鋁、上層為250nm厚的10層磁電異質結構層，在其一端設置有娃塊10,娃塊上附著有金片層11。
[0017]磁電異質結構層是由厚度為20nm的FeGaB和厚度為5nm的三氧化二招組成。
[0018]單片機是增強型單片機。
[0019]磁電納米機電系統傳感器的共振頻率可表不為A =
WO為形成指狀轉換器的指狀電極的寬度，Eeq為傳感器等效的楊氏模量，為傳感器的等效密度，經計算本傳感器在沒有磁場的環境中。改變指狀電極的寬帶可改變傳感器的共振頻率。在設計中電場檢測傳感器應用中可等效為LC震蕩電路，其優點是體積小，性能穩定。在直流磁場環境中的改變，會改變傳感器中FeGaB層中的楊氏量綱，導致傳感器等效楊氏量綱的改變，達到用磁場改變檢測電場頻率的目的。
[0020]GPRS模塊是工業GPRS模塊。
[0021 ] 步進電機是控制雙電瓶交換充電、放電的步進電機，且與交流市電的距離為大于10厘米。
[0022]納米機電傳感器的端部由硅塊連接，硅塊上部設置有銅片。
[0023]所述WIFI模塊連接包括WLAN、紅外傳輸或藍牙傳輸。
【權利要求】
1.一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，它包括:單片機、步進電機系統、雷電監測系統、GPRS模塊、儲存器和無線傳輸模塊，其特征是:單片機與步進電機系統中的控制觸點通導、斷開的步進電機連接；單片機與雷電監測系統的雷電探頭連接；單片機還與GPRS模塊、儲存器和無線傳輸模塊的WIFI模塊連接；所述雷電探頭是納米機電系統傳感器，所述納米機電傳感器是由最下層為50nm厚的指狀Pt電極、中間層為250nm厚的氮化鋁、上層為250nm厚的10層磁電異質結構層。
2.根據權利要求1所述的一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，其特征是:所述磁電異質結構層是由厚度為20nm的FeGaB和厚度為5nm的三氧化二招組成。
3.根據權利要求1所述的一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，其特征是:所述單片機是增強型單片機。
4.根據權利要求1所述的一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，其特征是:所述GPRS模塊是工業GPRS模塊。
5.根據權利要求1所述的一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，其特征是:所述步進電機是控制雙電瓶交換充電、放電的步進電機，且與交流市電的距離為大于10厘米。
6.根據權利要求1所述的一種基于納米機電傳感器的地震監測基站防雷系統，其特征是:所述WIFI模塊連接包括WLAN、紅外傳輸或藍牙傳輸。
【文檔編號】H02H3/22GK104022487SQ201410284095
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】孫宏志, 南天祥, 胡忠強, 王新軍, 高遠, 周子堯 申請人:孫宏志