智能雷電防護(hù)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng) 大氣電場儀
產(chǎn)品簡介:
我公司研發(fā)生產(chǎn)的雷電預(yù)警系統(tǒng)是全數(shù)字化電場探測與雷電預(yù)警平臺,其核心電場探測結(jié)構(gòu)基于電荷感應(yīng)原理、采用MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)研制,無電機(jī)等易磨損可動機(jī)械部件,具有體積小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出優(yōu)點。該系統(tǒng)采用電場微分結(jié)合門限閾值優(yōu)化雷電預(yù)警算法,與常規(guī)采用的門限閾值方法相比較,可有效規(guī)避人為干擾(短時帶強(qiáng)靜電物體經(jīng)過)引起的誤報問題,進(jìn)一步提高了預(yù)警的準(zhǔn)確度。預(yù)警準(zhǔn)確、便于組網(wǎng)、安裝方便,主要面向氣象、石油石化、電網(wǎng)、航天國防等領(lǐng)域大氣電場探測和預(yù)警的應(yīng)用需求。
特點和優(yōu)勢
1.高靈敏、低功耗的MEMS電場敏感芯片技術(shù);
2.傳感器無電機(jī)等易磨損機(jī)械部件,功耗低、易集成;
3.優(yōu)化的雷電預(yù)警算法;
4.可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境;
5.單點預(yù)警和多點組網(wǎng)預(yù)警;
6.太陽能供電方式,適用于多種場合;
7.豐富的外延設(shè)備;
8.簡單便捷的安裝方式

產(chǎn)品優(yōu)勢
1.高靈敏、低功耗的MEMS電場敏感芯片技術(shù)
MEMS電場傳感器主要用于監(jiān)測地面大氣電場,其核心探測結(jié)構(gòu)為MEMS電場敏感芯片,其基于先進(jìn)的半導(dǎo)體加工工藝在硅基底上進(jìn)行制作,無電機(jī)等易磨損可動機(jī)械部件,降低了功耗,提高了傳感器的可靠性。MEMS電場敏感芯片采用高可靠的氣密性封裝技術(shù),提高了電場探測的準(zhǔn)確度和長期穩(wěn)定性。
2.優(yōu)化的雷電預(yù)警算法
系統(tǒng)采用電場微分結(jié)合門限閾值優(yōu)化雷電預(yù)警算法,與常規(guī)采用的門限閾值方法相比較,可有效規(guī)避人為干擾(短時帶強(qiáng)靜電物理經(jīng)過)引起的誤報問題,進(jìn)一步提高了預(yù)警的準(zhǔn)確度。
3.可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境
MEMS電場傳感器無暴露可動機(jī)械部件,可用于易燃易爆場所。所采用的外殼材料在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中具有較強(qiáng)的耐腐蝕能力, 能適應(yīng)各種惡劣的安裝環(huán)境。
4.單點預(yù)警和多點組網(wǎng)預(yù)警
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸包括有線和無線兩種方式,式完全遵循目前最流行并且成本低廉的TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議;用戶可以通過各種局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)接入服務(wù),所以便于實現(xiàn)雷電單點預(yù)警或多點組網(wǎng)區(qū)域預(yù)警。太陽能供電方式,適用于多種場合,系統(tǒng)的工作功耗不超過2W,適合采用太陽能供電方式,可支持多種場合安裝。
5.豐富的外延設(shè)備
由于系統(tǒng)完全使用標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)接口,因此可以與許多其它廠商的外延設(shè)備(報警、通訊、斷路器等)對接,從而滿足特殊環(huán)境的要求。
6.簡單便捷的安裝方式
設(shè)備分為四個部分(傳感器、控制器、供電單元、客戶端及軟件),安裝非常方便,在用戶無特殊要求的場合,所有設(shè)備安裝工作可以在一個工作日內(nèi)完成。
硬件組成
雷電預(yù)警系統(tǒng)主要由MEMS電場傳感器、控制器、供電單元、客戶終端軟件等構(gòu)成。

產(chǎn)品原理
雷電產(chǎn)生的條件是雷雨云有電荷積累并形成了極性。雷雨云的靠近與雷電的發(fā)生引起地面的靜電場發(fā)生了劇烈變化。以在平地距地面約1.5m處設(shè)立的檢測點為例,在通常的標(biāo)準(zhǔn)情況下(平地、平原、沒有尖端放電),在一個無云天氣檢測到的平均場強(qiáng)約為150V/m左右,而當(dāng)場強(qiáng)檢測值達(dá)到2kV/m以上時,通常意味著該地點上方雷云已經(jīng)產(chǎn)生;如果場強(qiáng)持續(xù)增大至4kV/m,發(fā)生雷閃現(xiàn)象的可能性就將超過90%;雷閃發(fā)生時,場強(qiáng)會增大至6kV/m以上。一般情況下,獨立雷云(對流雷云)或雷云群的產(chǎn)生需要至少約20分鐘。當(dāng)?shù)孛鎴鰪?qiáng)達(dá)到2kV/m 以上時,說明該地點雷雨云正在逐漸形成或正在靠近。
電場傳感器主要用于偵測近地面電場變化情況,能夠通過對電場強(qiáng)度、極性變化的探測和分析,實時地監(jiān)測本地雷云變化,并對可能造成雷擊危險的大氣電場變化加以識別和預(yù)警。
雷電預(yù)警系統(tǒng)以MEMS電場傳感器為電場探測機(jī)構(gòu),采用電場微分結(jié)合門限閾值優(yōu)化雷電預(yù)警算法,可有效規(guī)避人為干擾(短時帶強(qiáng)靜電物體經(jīng)過)引起的誤報問題,進(jìn)一步提高了預(yù)警的準(zhǔn)確度;采用太陽能供電方式,電場探測數(shù)據(jù)通過控制器中的數(shù)據(jù)采集分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)修正并基于優(yōu)化雷電預(yù)警算法分析是否發(fā)生報警;電場數(shù)據(jù)、時間、報警信息、位置信息等可通過RS232、RS485進(jìn)行本地傳輸,也通過GPRS發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器端;上位機(jī)軟件可實時顯示電場監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警狀態(tài)以及調(diào)閱電場歷史數(shù)據(jù)等;系統(tǒng)帶有授時和定位功能。
由于雷雨云的靜電場建立和衰減受到固有物理定律的限制,WX-YJ型雷電預(yù)警系統(tǒng)的探測半徑在10~15 km左右。在通常情況下,系統(tǒng)使用三個危險報警分級來界定雷閃的接近程度。為了獲得足夠的預(yù)警效果,第一等級的場強(qiáng)門限應(yīng)設(shè)得相應(yīng)較低,第二等級將提供進(jìn)一步確定信息,而第三等級確定雷閃發(fā)生。當(dāng)場強(qiáng)降到門限場強(qiáng)水平以下時,警報聲將停止。通過長期的現(xiàn)場試驗驗證,預(yù)警系統(tǒng)可以依據(jù)用戶要求,通過對門限值的調(diào)整,達(dá)到較高的預(yù)警精確性(一般情況下,用戶對預(yù)警時間要求越短,預(yù)警信息的準(zhǔn)確度就越高)。
安裝說明:
MEMS電場傳感器安裝地點周圍的自然環(huán)境因素對大氣電場探測效果有極大的影響,因此在正式安裝設(shè)備前,要對周圍環(huán)境進(jìn)行測量,選取合適的安裝位置。
1.MEMS電場傳感器安裝地點應(yīng)選擇在地面比較開闊平坦的地方,同時遠(yuǎn)離高大樹木、建筑物等易使電場產(chǎn)生畸變的物體,在設(shè)備四周 10米以內(nèi)無較大遮擋物;
2.設(shè)備安裝地點10米以內(nèi)要有良好的接地體,接地電阻小于50Ω,保證設(shè)備良好接地;
3.設(shè)備采用太陽能供電,應(yīng)保證設(shè)備安裝地點開闊,避免建筑物、樹木等對太陽能極板采光造成遮擋,影響正常供電;
4.設(shè)備避免靠近引擎排放出來的煙和以及易引起灰塵的地方;
5.設(shè)備避免靠近排氣出口、避雷針、電線桿、通訊鐵塔以及高壓線下方;
6.備避免靠近易產(chǎn)生靜電的層面(如塑料門面,塑料平臺等),優(yōu)先考慮石制或混凝土地基。

應(yīng)用領(lǐng)域:
氣象行業(yè):為公眾提供災(zāi)害天氣預(yù)報預(yù)警;
電力行業(yè):提前預(yù)警,防止雷擊造成線路跳閘、輸變電設(shè)備故障造成線路非計劃停運(yùn);
石油石化:提醒疏散在易燃易爆材料附近工作的人員,暫停處于雷暴風(fēng)險中的加油作業(yè)等高?;顒?;
航空航天:為衛(wèi)星、導(dǎo)彈等飛行器發(fā)射提供安全保障;
森林防火:根據(jù)預(yù)警信息,將消防員派遣至可疑起火點;
關(guān)鍵電子設(shè)備:提早切換供電電源,預(yù)防雷暴造成供電中斷