闪电定位仪讲解
闪电定位仪安装使用和维护
增刊论文闪电定位仪安装使用和维护新疆气象技术装备保障中心:彭坚1李志勇2( Tel:2690448 邮编:830002)摘要:为加强对雷暴天气的监测和预警,2011年开始新疆气象部门启动了雷电监测网的建设,目前已经有10套设备投入业务运行,为全疆的防雷减灾、预报预警提供了探测依据。
本文对目前新疆雷电监测站安装使用以及运行中出现的情况作介绍,并对使用维护提出自己的见解, 为雷电监测站的正常运行提供技术保障和支持关键词:闪电定位仪安装使用维护1引言闪电定位仪(雷电监测定位仪)是指利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数的一种自动化探测设备。
1980年代初,云地闪波形鉴别技术的出现和应用,使云地闪探测效率达90%以上。
进入90年代,由于GPS技术的使用,雷电监测在测向系统的基础上增加GPS时钟,形成时差测向混合系统,同时采用数字波形处理技术(DSP),对波形作相关性分析、定位处理,使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。
现在多采用多站法雷电定位系统,它定位精度高、探测参量多,但设备复杂,需要通信网、中心数据处理站。
目前,雷电监测定位系统已广泛应用在雷电的监测、预报、雷电防护及雷电研究中。
为适应新疆防雷减灾需要,2011年,全疆已建10套雷电监测设备,2012年将建设23套,实现覆盖全疆的区域性雷电监测网,对雷电进行监测、定位,实时地监测雷电的活动,获得到每一雷击的发生时间、地理位置、强度、极性等参数,对灾害性天气机理的研究和预报提供宝贵的资料,对研究和预报灾害性的天气活动,保障电力、通信、航空航天、林业、军事以及人们生命财产安全运行发挥重要的作用。
2 ADTD 型闪电定位仪简介ADTD 型闪电定位仪是中科院空间科学研究中心和华云公司合作研发的雷电监测仪器。
工作原理是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数,并把经过预处理的闪电数据实时通过网络通信送到中心数据处理站实时进行交汇处理,可全天候、长期、连续运行,并记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。
闪电定位仪原理介绍和日常维护
3、信号处理放大电路以及中央处理系统
信号处理放大 电路、中央处 理系统
信号处理电路对天线对外界的雷击脉冲电磁场所感应到的微弱信 号进行放大,为减低对中央处理部分的干扰,它与中央处理电路 之间用金属板隔开,中央处理电路完成雷电发生时的精确时间、 雷电相关数据的计算,并配合中心站完成数据传输。
4、串口隔离驱动模块
RJ45接头, 接Hub 九座RS232 串口接头, 连接室外中 央处理系统
它的作用是将室外中央处理系统所采集的雷电数据以及精确的时 间信息从串口数据转化成TCP/IP数据包,这样中心站通过VPN网 络就可以及时获得子站的数据,其实质性原理就是将子站整个系 统当作中心站服务器上的一个虚拟的串口。它需要一个固定的IP 地址,不要随意更改。
3、监测网络构成
铜陵 (子站1) …………… 阜阳 (子站2) 滁州 (子站3)
VPN网络
省台中心站
完成对子站数据采集,状态监测和 产品数据web发布等。
二、子站硬件构成
电源系统 正交天线 信号处理 放大电路 10M恒温晶振 中央处 理系统 GPS授时系统
串口隔离 驱动模块
RS232通讯(三 线制) NP5110 RJ45插头
闪电定位仪原理介绍和日常维护
安徽省气象技术装备中心 技术保障科
一、LD-II型闪电定位仪原理
目前国际上应用的雷电定位系统主要有两种, 一种是磁方向探测系统,另一种是时差法系统, 后者的定位精度远远高于前者,而且目前时差 法所依赖的精密时统技术因为GPS的实用而得 到了解决,目前时差法系统将成为主流的雷电பைடு நூலகம்定位探测设备。LD-II型就属于时差法系统。目 前我省有10个子站+省台中心站构成闪电定位 监测网络。
闪电定位仪的应用及其与气象条件的相关分析
闪电定位仪的应用及其与气象条件的相关分析摘要:通过闪电定位仪,探测闪电发生、强度、方向、频率、与雷电发生的分析。
结果发现,当出现闪电时,必然产生雷电,并证明了雷电日数与4-9月的月平均气温有关,同时雷电产生时与降水密切相关,这为今后做好防灾减灾工作起到积极作用.关键词:闪电定位仪;监测;雷电;气象条件;相关闪电定位仪:是指利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数的一种自动化探测设备。
在探测技术上,雷电监测定位方法有声学法、光学法和电磁场法。
现代雷电监测定位系统始于1976年,美国Krider E. P. 等人采用单片机技术成功地将原双阴极示波器闪电探测仪改造为智能化的磁方向闪电定位系统,有效地提高了雷电的测角精度。
1980年代初,云地闪波形鉴别技术的出现和应用,使云地闪探测效率达90%以上。
从这以后,世界上各发达国家和地区都开始布设雷电监测定位网。
进入90年代,由于GPS技术的使用,雷电监测在测向系统的基础上增加GPS时钟,形成时差测向混合系统,同时采用数字波形处理技术(DSP),对波形作相关性分析、定位处理,使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。
由于单个雷电定位站只能探测雷暴的方向、大致位置、频度,它定位误差大、强度无法确定,一般只用于雷暴活动的预警。
现在多采用多站法雷电定位系统,它定位精度高、探测参量多,但设备复杂,需要通信网、中心数据处理站。
根据接收雷电信号的频段差异,多站法雷电定位系统分为甚低频、甚高频两类。
甚低频雷电监测定位系统(低于1MHZ)主要测量云地闪电回击过程辐射的电磁场,对回击过程进行定位。
甚高频雷电监测定位系统测量闪电每一个放电过程所辐射的甚高频电场,可对闪电位置进行精确定位。
目前,雷电监测定位系统已广泛应用在雷电的监测、预报、雷电防护及雷电研究中。
几乎所有发达国家和地区(包括我国台湾和香港)都在全国和地区布设了雷电监测定位网,并且一般都由气象部门牵头组建国家雷电监测定位网。
ADTD闪电定位仪介绍与故障分析
ADTD闪电定位仪介绍与故障分析闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备。
本文介绍了ADTD闪电定位仪的探测原理,详细介绍了Nport串口服务器設置方法。
作者结合工作经验,对江西省闪电定位仪在业务运行中常见的故障进行分析,并且排查原因和列举解决办法,给出日常维护建议。
标签:闪电定位仪;故障分析由于地理环境的原因,地处长江下游的江西省是受自然灾害影响最严重的省份之一,每年受雷电灾害损失高达数亿元,人员伤亡也是常有发生,所以对于闪电的研究和监测十分重要。
ADTD型闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备,能测量雷电发生的时间、强度、极性等信息。
目前江西省共有12个县市安装了闪电定位仪,及时收集雷电发生的信息,对于雷电的预警和研究雷电活动规律准备了资料依据。
一、闪电介绍闪电是一种自然现象,是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。
通常是积雨云产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电。
正电荷和负电荷彼此相吸,正负电荷克服空气的阻障连接上。
产生出一道明亮夺目的闪光。
一次闪电的放电过程:云层荷电形成电分布---初始击穿---梯级先导---联结过程---第一回击---K过程---J过程---直窜先导---第二回击…….闪电的放电过程中最重要的是回击过程,因为回击的电流大,辐射的电磁场强,是形成故障造成危害的主要原因。
二、闪电定位仪工作原理闪电定位仪工作原理:闪电定位仪通过磁环天线探测雷电发生时向外辐射的电磁波信号,磁环天线通过切割磁场面判断闪电发生的方向,再由电磁波信号通过电子舱进行分析、放大、处理得到所需的雷电波形,最后经过处理的信号发送到电脑终端进行运算得出闪电发生的位置、时间、强度等参数。
闪电定位仪系统主要由电源舱、电子盒、GPS天线部件、密封圈、玻璃钢罩和NPORT通讯模块等组成,常见故障点出现在通讯模块、电源舱、链接插头、电子盒内各电路板等。
三、串口服务器Nport设置NPort5110串口设备服务器是通过RS-232串口将设备连接至IP-based Ethernet LAN,Nport5110通讯模块能将闪电信息传送至中心站。
闪电定位仪基本原理及常见故障排除
闪电定位仪基本原理及常见故障排除作者:甄晴来源:《科技视界》2014年第35期【摘要】本文介绍了闪电定位仪的基本原理,以及在日常使用中的日常监控维护方法和一些常见故障的判断及排除方法。
【关键词】闪电定位仪;故障;通信0 引言雷电(也称闪电)是发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象。
闪电定位仪是探测雷电发生的强度、方向、频率及其变化的仪器。
雷电观测是气象观测的重要组成部分,它是对地球表面大气层内发生的雷电现象进行连续的测定,为天气预报和气象服务提供重要依据。
1 雷电观测的原理雷电观测采用多站组网、全天候连续自动观测。
有效的雷电观测定位数据应由3个或3个以上雷电观测站网获取。
雷电观测站的观测项目:包括回击波形到达时间、方位角、磁场峰值、电场峰值、波形特征值(过阈值点、陡点、峰点、后过零点)、陡度值等。
雷电观测网的观测项目:包括雷电回击发生的日期、时间、纬度、经度、电流强度、电流陡度、定位误差、定位方式等。
2 闪电定位仪工作原理ADTD型闪电定位仪,由探头、中心数据处理站、图形显示终端专用设备外、通信系统组成。
它的主要功能是自动地接收和处理闪电电磁脉冲信号,并把经过预处理的闪电数据实时地通过通讯系统送到中心数据处理站实时进行交汇处理。
闪电定位仪安装在室外开阔地带,其它设备全部安置在附近室内。
布置在不通地理位置上的两台以上的闪电定位仪可以构成一个闪电定位系统网。
通信的好坏直接影响整个系统网的可靠性。
因此通信系统的维护在日常维护中很重要,否则数据就很难上传下达。
3 日常维护日常的维护维修和故障排除也应从闪电定位仪的几个基本组成部分入手,一一排查。
3.1 监控平台首先可以通过省气象局运行监控平台对仪器运行情况进行监测。
3.2 监控软件利用闪电定位仪数据监控软件,可以调取闪电定位仪的自检信息等,状态信息中的自检值为1024表示自检通过,值是0表示探头自检失败。
找出信息中不正常的参数,把问题缩小到探头的某一部件。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护1. 引言1.1 闪电定位仪的概述闪电定位仪是一种用来检测和定位雷电活动的设备,可以帮助人们及时预警和采取必要的措施,保障人们的生命和财产安全。
闪电定位仪主要通过接收来自雷电的电磁信号,并利用定位算法计算出雷电的位置和强度,从而提供及时的警报信息。
闪电定位仪在现代社会的应用十分广泛,不仅在气象、农业、交通等领域起着重要作用,还在航空航天、军事防务等方面有着重要的应用价值。
通过闪电定位仪,人们可以更加准确地掌握雷电的活动情况,提前采取防范措施,减少雷电带来的损失和危害。
随着科技的不断进步和发展,闪电定位仪的功能和性能也在不断提升,使其在预警、监测、预测等方面具有更高的准确性和可靠性。
闪电定位仪的出现,为现代社会的发展和安全保障提供了重要的技术支持和保障。
2. 正文2.1 TSS928闪电定位仪的功能应用TSS928闪电定位仪是一种高精度的闪电探测设备,具有多种功能应用。
它可以实时准确地定位闪电的位置,帮助监测和预警雷电天气,保障人员和设施的安全。
TSS928闪电定位仪还可以用于科研领域,帮助研究人员分析闪电的频率、强度和路径,从而研究气象现象和气候变化。
TSS928闪电定位仪还可以应用于航空管制领域,帮助航空公司准确掌握雷电信息,避免飞机遭遇雷击。
它也可以在军事领域发挥作用,帮助军事单位实时监测敌方的雷电活动,保障军事行动的安全性。
TSS928闪电定位仪具有广泛的功能应用,可以在多个领域发挥作用。
其高精度和实时性使其成为监测和预警雷电天气的重要设备,对于保障人员和设施的安全具有重要意义。
它也可以促进科研领域的发展,提高航空安全和军事行动的效率。
TSS928闪电定位仪在现代社会中具有重要的应用价值。
2.2 TSS928闪电定位仪的日常维护TSS928闪电定位仪是一款用于测量闪电位置和距离的设备,具有高精度和稳定性。
在日常使用中,需要注意以下几点进行维护:1. 定期清洁:定位仪外部和内部的灰尘和污垢会影响设备的准确性和性能。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护TSS928闪电定位仪是一种专门用于定位和监测雷电活动的设备,它可以帮助用户准确地确定雷电活动的位置和强度,从而为各种场景下的安全防护提供重要的数据支持。
除了定位功能之外,TSS928闪电定位仪还具有其他一些功能,同时在日常使用中需要进行一定的维护保养。
下面我们将详细介绍TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护。
一、功能应用1. 雷电定位:TSS928闪电定位仪主要的功能是对雷电进行准确定位和监测。
它利用GPS和多普勒雷达技术,通过测算雷电信号的到达时间和角度,可以快速准确地确定雷电活动的位置和强度。
这对于一些需要严格管控雷电风险的场景非常重要,比如航空航天、船舶航行、室外活动等。
2. 危险预警:TSS928闪电定位仪不仅可以对雷电进行定位,还可以根据雷电活动的强度发出相应的预警信号。
当雷电活动接近或达到一定强度时,TSS928闪电定位仪会自动发出警报,提醒人们采取相应的防护措施,避免因雷电而引发的安全事故。
3. 数据记录:TSS928闪电定位仪还具有数据记录功能,可以将监测到的雷电活动数据进行记录和存储。
这些数据对于日后的分析和研究非常重要,可以帮助用户更好地了解当地雷电活动的规律和特点,从而为相关的科研和工程应用提供支持。
二、日常维护1. 定期清洁:TSS928闪电定位仪通常安装在室外,容易受到风吹日晒等天气因素的影响,因此需要定期进行清洁。
在清洁时,应先将设备上的灰尘和污垢用软布或者刷子轻轻擦拭干净,注意不要使用化学溶剂或稀释剂来清洁设备表面,以免损伤设备。
2. 定期校准:TSS928闪电定位仪的定位和监测功能需要保持高度的准确度,因此需要定期对设备进行校准。
在校准时,可以按照设备说明书上的操作步骤进行,根据实际情况调整设备参数,确保设备的测量数据和实际情况一致。
3. 定期检测:除了定期校准外,还需要定期对TSS928闪电定位仪的各个部件进行检测。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护TSS928闪电定位仪是一种用于检测和定位雷电位置的专用仪器,它在许多领域都有着广泛的应用,例如天气预报、农业、航空航天等。
本文将介绍TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护。
功能应用1. 天气预报TSS928闪电定位仪可以通过检测雷电活动的位置和频率来预测天气情况。
当雷电活动增多时,可能会有雷雨天气的出现,因此可以提前采取相应的防范措施,保障人们的生命财产安全。
2. 农业农业生产受天气条件的影响非常大,雷电活动可能会对农作物造成损害。
TSS928闪电定位仪可以及时发现雷电活动的位置,提醒农民们采取相应的保护措施,减少损失。
3. 航空航天在航空航天领域,雷电活动是一种很大的安全隐患。
TSS928闪电定位仪可以及时监测雷电活动,提供重要的信息给飞行员,以确保飞行安全。
TSS928闪电定位仪还可以用于科研、气象研究、环保监测等领域,具有广泛的应用前景。
日常维护1. 定期检查定期检查TSS928闪电定位仪的各个部件,确保仪器的正常运行。
特别是检查天线、接地线、电源线等部件,防止因雨雪或风雨等外界因素导致的损坏。
2. 定期校准TSS928闪电定位仪中的传感器需要定期校准,以确保测量结果的准确性。
一般建议每半年进行一次校准,减少误差,提高测量的可靠性。
3. 清洁保持TSS928闪电定位仪的清洁是非常重要的。
经常清洁仪器的外表面和内部部件,防止灰尘或其他杂质进入,影响仪器的正常运行。
4. 及时维修如果TSS928闪电定位仪出现了故障,需要及时进行维修。
可以联系厂家或专业维修人员进行维修,以确保仪器正常使用。
5. 妥善保管当TSS928闪电定位仪不在使用时,应该妥善保管,放置在干燥通风的地方。
避免长时间曝晒在阳光下,或者放置在潮湿的环境中。
TSS928闪电定位仪是一种非常重要的气象检测仪器,它在许多领域都有着广泛的应用。
定期的维护保养对于确保仪器的正常运行非常重要,可以有效延长仪器的使用寿命,确保测量结果的准确性。
闪电定位仪介绍
闪电定位仪
一、闪电基本概念
闪电是发生于大气中的放电现象,闪电定位仪通过对放电过程中电磁辐射特性的测量,探测闪电的位置与放电参数。
闪电观测包括闪电波形到达时间、方位角、磁场峰值、电场峰值、波形特征值(过阈值点、陡点、峰点、后过零点)、陡度值等。
二、设备结构图
闪电定位仪的主要有保护罩、支架、天线组、接收机、供电电源等组成。
设备总体结构图:
设备主要构成图:
设备电子盒结构图:
三、测量原理
闪电定位仪基于两个正交的环形磁天线进行闪电辐射源磁场测量,通过GPS天线、接收天线进行数据采集,经过数据处理得到闪电辐射源的到达时间、方位角、磁场峰值、
电场峰值等参数。
闪电定位仪讲解
《气象仪器》课程论文题目简易闪电定位仪系电子与信息工程专业电子信息工程学生姓名学号二O一三年一月二日目录1引言 (3)2系统设计 (3)2.1闪电的放电过程和描述参量 (3)2.2闪电的平面方位角计算 (5)2.3闪电的平面距离计算 (6)2.4系统整体框图 (7)3硬件设计 (7)3.1数据采集卡 (8)3.2电源模块 (8)3.3数据选择器电路 (9)3.4I/V转换电路 (9)3.5比较器电路 (10)3.6计数器电路 (10)3.7D/A转换电路 (11)4软件设计 (11)5总结 (12)6参考文献 (13)简易闪电定位仪张蕾南京信息工程大学电子与信息工程系,南京 210044摘要:本文利用光学方法,研究和分析雷电发生时各物理量的统计特征,从而设计了一个闪电定位系统。
文中提出了加权定位和向量定位两种新的定位算法, 均能够应用于光电法闪电定位系统,实现闪电定位计算。
本文简述了光电法闪电定位系统的硬件组成,介绍了包括闪电光强度电压信号处理、雷声识别、闪电的平面方位角计算,以及闪电距离计算等功能模块的设计,其中,主要介绍了闪电光强信号的获取及处理部分。
本文还简要介绍了闪电定位系统的原理及其意义。
关键词:光电检测;闪电定位系统;光强信号;定位方法1 引言闪电是指积雨云中不同符号荷电中心之间的放电过程,或云中荷电中心与大地和地物之间的放电过程,或云中荷电中心与云外大气不同符号大气体电荷中心之间的放电过程。
闪电的主要特点是:电流大,电流高达几万至几十万安培;时间短,雷击过程只有几十微秒;电压高,强大的电流产生强大的磁场,形成很高的感应电压。
一次闪电中正电荷与负电荷中和的数量直接反应一次闪电释放出的能量,也就是一次闪电的破坏力。
由于闪电的放电时间短,在短短的几十微秒内把雷暴云蕴藏的能量释放出来,所以破坏力很强。
雷电对人类而言是一种严重的自然灾害,主要表现为雷电所造成的雷击具有极大的破坏性,雷电的破坏作用是综合的,包括热效应、电动力效应、机械效应、冲击波效应、静电感应效应以及电磁场效应的破坏。
BTD-300型闪电定位仪系统的建立与应用
BTD-300型闪电定位仪系统的建立与应用BTD-300型闪电定位仪系统的建立与应用闪电是大自然中一种特殊的自然现象,它的高温高压电流往往会给人类造成巨大的伤害和巨大的经济损失。
因此,准确地、及时地获取到闪电的位置和强度信息对于预警、防护以及科学研究都至关重要。
为此,科学家研发并逐步完善了各种闪电定位仪系统,其中BTD-300型闪电定位仪系统是一种应用较广泛的系统。
BTD-300型闪电定位仪系统主要包括传感器、信号处理设备和数据处理系统三大模块。
传感器是整个系统的核心部件,它用于感知闪电的电磁波信号,并将其转化为电信号。
目前,常用的传感器主要有电磁感应传感器、天线传感器和电场传感器。
这些传感器能够感知到闪电发生时产生的电磁信号,并通过信号线将这些信号输送到信号处理设备。
信号处理设备主要负责对传感器传来的电信号进行处理和放大。
这个过程中,需要对信号进行滤波、放大和抑制干扰等处理。
为了提高定位仪系统对弱信号的检测能力,还需要对信号进行增益和控制。
数据处理系统是整个定位仪系统的“大脑”,它主要负责接收和处理信号处理设备传来的信号,从而确定闪电的位置和强度信息。
数据处理系统采用了一系列的算法和数学模型来计算闪电的位置,并通过显示屏或者网络等形式将结果进行输出。
BTD-300型闪电定位仪系统主要应用于气象、航空、海事、防雷等领域。
在气象领域,该系统可用于监测和预警强对流天气中的闪电活动,为人们提供重要的天气信息。
在航空领域,闪电的定位信息能够帮助飞行员避开雷暴云,确保航行安全。
在海事领域,闪电的定位信息则能够为船舶和港口设施的防护提供重要依据。
在防雷领域,定位系统可以帮助人们进行避雷设计和安全规划。
除了上述各个领域的应用外,BTD-300型闪电定位仪系统还具有很大的科研价值。
科研人员可以通过对定位系统获得的闪电数据进行深入研究,探索闪电的形成机制、传播特性以及对环境的影响等问题。
总的来说,BTD-300型闪电定位仪系统是一种应用广泛且具有重要意义的系统。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪是一种用于雷电定位的高科技仪器,其主要功能是通过监测雷电信号的到达时间来确定雷电的发生位置,并能够对雷电的强度、幅度、时间等参数进行测
量。
1. 气象领域:用于天气预报、气象监测等领域,能够对暴雨、雷电等极端气候进行
监测和预测;
2. 航空领域:用于飞机飞行高度的选择、减小雷击风险等方面,提高了空中安全
性;
3. 电力领域:用于发电和输电系统的安全监测,及时发现雷击等异常情况并进行处理,保障电力设施的安全运行。
在日常维护方面,TSS928闪电定位仪需要注意以下几个问题:
1. 保持仪器干燥:闪电定位仪需要使用在干燥的环境下,避免仪器受潮导致故障或
者损坏;
2. 定时清理:因为闪电定位仪在安装的环境中,容易受风、雨、灰尘等因素的影响,因此需要定时清理保养;
3. 注意电源:闪电定位仪需要使用特定的电源,如果电源不当会影响仪器的寿命和
性能;
4. 正确接线:闪电定位仪需要正确的接线方案,避免接线不当导致误差等问题;
5. 定期校正:闪电定位仪需要定期校正,根据厂家提供的标准操作流程进行操作。
总之,TSS928闪电定位仪的功能应用十分广泛,可以应用于气象、航空、电力等领域,在日常维护方面需要注意保持仪器的干燥清洁,正确的接线,使用专属电源以及定期校正
等问题。
宁波市闪电资料修正和分析(全文)
宁波市闪电资料修正和分析1 仪器介绍1.1 DTD闪电定位系统介绍闪电定位系统主要用来探测云地闪,在探测过程中能区分出闪电的正负性,该系统主要应用于气象、航天、航空、通讯、林业、电力、建筑等领域。
DTD闪电定位XX由DTD闪电定位仪、中心数据处理站、用户数据服务XX络及图形显示终端组成。
工作原理是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数,时实记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。
并把记录的闪电数据通过XX络通信送到中心数据处理站进行交汇处理。
该系统的优点是可全天候、长期、连续运行,并且准确度较高。
1.2 宁波市的闪电定位仪系统介绍在20XX年浙江省宁波市气象局建成自己的闪电定位仪系统,经过调试后于7月份开始记录有效数据,本系统采纳的是定向时差联合法探测系统,由4个站组成闪电定位XX,系统中的单个测站的探测半径约为150km,站点分别位于余姚市(东经121.1787,北纬30.0486)、北仑区小港镇(东经121.7486,北纬29.9460)、宁海县(北纬29.311,东经121.435)、象山县的气象观测站(北纬29.4776,东经121.8841)。
该系统通过多个探测站测得闪电回击时的电磁场发出的方位角和脉冲到达各站点的精确时间差,进行不同组合后联合定位,进行定位的主要方法为“二站振幅”、“二站混合”、“三站混合”和“四站算法”。
2 闪电定位仪观测资料的修正2.1 修正的方法任何系统都会由于本身系统误差原因或者由于周围环境影响等等造成数据上的误差,为了能够提高我们系统数据的准确度,用尽可能接近真实的数据来分析宁波当地闪电发生的时空分布规律,我们首先要对数据进行分析修正。
(1)Kenneth等人研究美国闪电定位XX的观测结果得到:强度在10k以下的正闪有90%是云闪,强度20k以上的正闪有90%是地闪,强度10k到20k之间的有云闪或者地闪;强度小于-10k的负闪是云地闪。
闪电定位仪原理
闪电定位仪原理
闪电定位仪原理是利用闪电放电时产生的电磁波在空气中传播的速度特性来确定闪电发生的位置。
闪电放电时会产生电磁波,电磁波在空气中传播的速度与电磁波频率有关。
在闪电定位仪中,会使用多个接收天线来接收闪电放电的电磁波信号,然后根据接收到的信号的时间差来计算闪电发生的位置。
具体原理如下:
1. 在定位仪中设置多个接收天线,这些天线之间的间距需要相等,可以按照正方形、矩形或者圆形的布局方式设置。
2. 当有闪电放电时,接收天线会接收到电磁波信号,并将信号传输给接收电路进行处理。
3. 接收电路会记录下每个接收天线接收到信号的时间,并将时间差传递给定位算法进行计算。
4. 定位算法根据接收天线之间的间距和信号的时间差计算出闪电发生的位置。
闪电定位仪原理的关键点在于通过测量接收天线接收到信号的时间差来计算闪电的位置。
在实际应用中,可以通过使用更多的接收天线以及精确的时间测量来提高定位的准确性。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
2019年10期应用科技科技创新与应用Technology Innovation and ApplicationTSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护李淼(中国民用航空三亚空中交通管理站,海南三亚572000)引言对于气象观测人员,传统的观测雷暴的方法是眼睛和耳朵,也就是只有看到闪电或听到雷声才能报告雷暴。
而这时,雷雨天气已经临近甚至覆盖机场,观测的报告不能起到提前预警的作用。
如果要实时监测雷暴对本场的影响,对于人工观测来说更是非常困难,要求观测员必须时刻监视天空,增加工作强度。
并且各种外来光线和噪音(尤其是建筑施工噪音)还会干扰观测员进行准确判断。
1简介TSS928闪电探测仪是直接探测放电现象的设备,能够区分云间闪电和云地放电,并且能够探测闪电发生的方位和距离,而且可以直接融合进机场的气象自观系统。
TSS928的探测距离可达50km ,正是机场进近区域,飞机下降高度准备降落的关键区域。
气象人员提前掌握雷暴信息并告知空中交通管制和飞行员对于飞行安全是至关重要的。
图12TSS928组成部分和输出方式传感器包括四个部分组成:天线部分:接收和发射信号到处理板。
主机箱:内装电子模块和供电通许模块。
机箱经过特殊设计,耐候机箱,不锈门,带铰链和密封垫。
完全防水和密闭。
电子模块:包括解读和处理天线信号的处理板。
内装干燥剂。
供电通讯模块:负责传感器供电和对外通讯。
该模块包括供电通讯板和加热器,它们都安装在一个特殊的安装盘上。
供电通讯板上有一块所选通讯方式的电路板。
加热器可使传感器内部始终保持在最低工作温度之上。
TSS928有三种数据输出方式,可以一起使用,也可单独使用。
轮询:只有收到查询命令时传感器才发送数据,这是默认模式。
周期式:传感器每分钟传送一次数据。
闪电:传感器判断出一次闪电之后发送一次闪电数据。
3TSS928技术特点满足地面自动观测系统对闪电距离和方位的要求;探测并报告云地闪电的距离和方位;对云中闪电进行探测和计数;交流、直流和交直流选项;数据格式支持与常见通信系统之间直接接口;具备自诊断功能,可检查传感器的功能状态;在极端气象条件下仍可保持性能;采用模块化设计,简化现场维修保养。
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护【摘要】是一篇涵盖了该设备的介绍、功能应用和日常维护内容的文章。
在引言部分简要介绍了TSS928闪电定位仪的基本信息。
正文部分重点讲述了该设备在实际应用中的功能和用途,包括其在雷电监测、天气预警等方面的重要作用。
还详细介绍了日常维护的必要性和方法,包括定期检查设备状态、清洁设备表面、保护设备免受损坏等方面。
结论部分对文章内容进行了总结,强调了TSS928闪电定位仪在日常生活中的重要性和维护的必要性,帮助读者更好地了解和使用这一设备。
整篇文章旨在帮助读者更好地了解和应用TSS928闪电定位仪,并希望能够提高设备的使用效率和寿命。
【关键词】TSS928闪电定位仪, 功能应用, 日常维护, 引言, 总结1. 引言1.1 TSS928闪电定位仪简介TSS928闪电定位仪是一款高精度的闪电定位设备,主要用于监测和预警雷电活动。
该设备采用先进的定位算法和信号处理技术,能够准确快速地定位雷电活动的发生地点,为防雷工作提供重要数据支持。
TSS928闪电定位仪具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点,可以在恶劣的气候条件下正常工作,为各类建筑物、设施和设备提供有效的雷电防护。
该设备可以广泛应用于各种领域,包括气象预警、航空安全、电力输配电系统、石油化工、电信通讯等。
通过及时准确地监测雷电活动,TSS928闪电定位仪可以有效预防雷电灾害,保护人员生命财产安全,确保各项生产活动的正常进行。
TSS928闪电定位仪是一款功能强大、性能稳定的闪电监测设备,具有重要的应用价值,对于提高防雷工作效率和减少雷电灾害具有重要意义。
2. 正文2.1 功能应用TSS928闪电定位仪是一款广泛应用于气象、电力、通信、航空、铁路等行业的重要设备,具有多种功能应用。
下面将详细介绍TSS928闪电定位仪的功能应用。
1. 定位功能:TSS928闪电定位仪能够精确地定位雷电活动的位置,帮助用户及时预警并采取相应的防护措施,保障人员和设备的安全。
ADTD型闪电定位仪的日常使用和维护分析
ADTD型闪电定位仪的日常使用和维护分析作者:邢婉茹关雨姗郑石陈思蒙来源:《西部论丛》2017年第07期摘要:近几年,科学技术不断发展和进步,利用闪电定位仪器对闪电辐射的光、声以及电磁场信息予以测定已经成为常态,在收集空间位置参数和放电参数后就能最大化降低雷电造成的经济损失和人员伤亡。
本文简要分析了ADTD型闪电定位仪系统的组成结构和工作原理,并对日常检查方法和维护机制展开了讨论,仅供参考。
关键词:ADTD型闪电定位仪;组成结构;工作原理;检查方法;维护一、ADTD型闪电定位仪系统组成和原理(一)ADTD型闪电定位仪系统组成ADTD型闪电定位仪的组成要素中包括探测子站、系统主站和通信传输设备,其中,探测子站主要是将收集到的闪电消息进行处理,应用通信传输系统直接传输到主站系统中,此时的中心站定位系统就能对具体信息和数据予以定位处理,从而保证用户能获取实时信息。
值得一提的是,系统探测子站中天线罩、电磁场天线、电子舱、串口服务器以及配电系统是主要组成设备,而系统主站主要是由系统数据处理结构、监控模块、显示输出模块共同组成的[1]。
(二)ADTD型闪电定位仪运行原理ADTD型闪电定位仪的运行原理是借助闪电回击辐射的光、声以及电磁场特性等能完整收集闪电击回的实际参数,并且应用预处理措施就能对闪电数据实时性价值予以判定,并且合理性整合通讯过程,有效完成中心站内信息的处理工作。
因为能建立24小时不间断的信息处理,因此,就能全面对比分析闪电时间、地点以及实际强度,从而减少事故的发生几率。
另外,因为ADTD型闪电定位仪中自带MOXA 通讯模块,能完善通讯传输,借助串口就能提升数据的管理效率,且一端直接连接网络交换机,真正建立了点对点的控制处理体系。
二、ADTD型闪电定位仪日常检查方法为了保证ADTD型闪电定位仪运行的安全性和稳定性,就要对其进行常规化检查,避免定位仪异常、供电异常以及数据通讯异常等问题对工作造成的影响。
浅谈防雷预警中的雷电定位系统
浅谈防雷预警中的雷电定位系统
编辑:郑州万佳防雷薛
雷电定位系统是一套专门探测云地闪的系统,它通过监测云地闪辐射的甚低频信号,再经波形判断给出闪电信号到达传感器的精确时间。
闪电定位系统由WJSD闪电定位仪、中心站数据处理机、数据库服务器、WEB服务器组成。
WJSD 雷电定位系统传感器能够准确采集云地闪波形峰点到达时间,时间精度达到了0.1us。
中心定位处理软件采用时差测向混合定位算法,保证了定位精度。
如果想获得有效的雷电观测定位数据,则应该由3个或以上闪电定位仪组成探测网络。
WJSD闪电定位仪可靠性高,易于安装和易于维护。
功能特点
中心数据处理站经通信信道可和多个探头相连,对接收到的闪电回击数据实时进行定位处理,给出每个闪电回击的准确位置、强度等参数,由其图形显示终端设备随时存储、显示、打印或拷贝成图;中心数据处理站也可经通信系统对各个探头进行参数设置、调出探头工作状态等等;中心数据处理站可通过数据服务网络设置多个图形显示终端,以便多个部门共享雷电的信息资源。
通讯方式多样化,可采用无线网络、有线网络、系统专线、卫星通信网
数据实时性好、连续性好、布网速度快、运行及维护费用低、覆盖范围大、应用领域广高性能和高可靠性,记录数据的完整性
完备的电源和信号措施
容错性强、界面友好、操作简单
统一数据处理中心站提供综合定位数据
系统组成
雷电传感器探头
电源箱(包含通用模块电源、空气开关、电源防雷模块和通信防雷模块)
安装立柱。
陕西闪电定位仪技术指标和服务要求
闪电定位仪技术指标和服务要求一、技术指标
二、服务要求
1、本产品的保修期:自现场安装调试验收合格之日起24个月内为该产品保修期。
2、设备整机保修期内免费维修,其中包括所有故障部件的免费更换及整套系统故障的现场维修(人力不可抗拒因素除外)。
3、系统软件提供免费升级。
4、整套系统在免费保修期外的维修,只收取成本费。
5、提供免费的技术保障支出和技术培训。
6、负责设备现场的安装和调试。
7、设备在安装调试及保修期内(自现场安装调试验收合格后24个月内)如发现质量问题,乙方收到甲方的函电后,2小时内作出答复。
8、在甲方规定的时间内将设备运到甲方指定的地点,运费有乙方承担。
9、设备的精密部件要用木箱包装,箱内应有填充物,以防振动。
箱外要有防水、朝上标记或“小心轻放”字样。
一般不易损坏的零部件可用纸箱或其它方式包装。
如因乙方包装不当等原因造成损坏和丢失,应由乙方负责免费修复或补缺,因此而拖延的工期,按照延迟发货对待。
10. 产品的到货验收包括:数量、外观、质量、随机备件备品、装箱单、随机资料(产品说明书、产品出厂合格证和计量检定证书并附有测试数据)及包装完整无破损。
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《气象仪器》课程论文题目简易闪电定位仪系电子与信息工程专业电子信息工程学生姓名学号二O一三年一月二日目录1引言 (3)2系统设计 (3)2.1闪电的放电过程和描述参量 (3)2.2闪电的平面方位角计算 (5)2.3闪电的平面距离计算 (6)2.4系统整体框图 (7)3硬件设计 (7)3.1数据采集卡 (8)3.2电源模块 (8)3.3数据选择器电路 (9)3.4I/V转换电路 (9)3.5比较器电路 (10)3.6计数器电路 (10)3.7D/A转换电路 (11)4软件设计 (11)5总结 (12)6参考文献 (13)简易闪电定位仪张蕾南京信息工程大学电子与信息工程系,南京 210044摘要:本文利用光学方法,研究和分析雷电发生时各物理量的统计特征,从而设计了一个闪电定位系统。
文中提出了加权定位和向量定位两种新的定位算法, 均能够应用于光电法闪电定位系统,实现闪电定位计算。
本文简述了光电法闪电定位系统的硬件组成,介绍了包括闪电光强度电压信号处理、雷声识别、闪电的平面方位角计算,以及闪电距离计算等功能模块的设计,其中,主要介绍了闪电光强信号的获取及处理部分。
本文还简要介绍了闪电定位系统的原理及其意义。
关键词:光电检测;闪电定位系统;光强信号;定位方法1 引言闪电是指积雨云中不同符号荷电中心之间的放电过程,或云中荷电中心与大地和地物之间的放电过程,或云中荷电中心与云外大气不同符号大气体电荷中心之间的放电过程。
闪电的主要特点是:电流大,电流高达几万至几十万安培;时间短,雷击过程只有几十微秒;电压高,强大的电流产生强大的磁场,形成很高的感应电压。
一次闪电中正电荷与负电荷中和的数量直接反应一次闪电释放出的能量,也就是一次闪电的破坏力。
由于闪电的放电时间短,在短短的几十微秒内把雷暴云蕴藏的能量释放出来,所以破坏力很强。
雷电对人类而言是一种严重的自然灾害,主要表现为雷电所造成的雷击具有极大的破坏性,雷电的破坏作用是综合的,包括热效应、电动力效应、机械效应、冲击波效应、静电感应效应以及电磁场效应的破坏。
雷电电荷在传导放电的过程中,产生很强的雷电电流,一般会达到几十千安培,有时会达到几百千安培,能产生几千、几万甚至几百万伏高压,足以让人畜毙命,电气设备毁坏。
雷电通道的温度可达到5万华氏度,比太阳表面的温度还要高,能使金属熔化,易燃物体高温起火。
闪电产生的静电场变化、磁场变化和电磁辐射,严重干扰无线电通讯和和各种设备的正常工作,是无线电噪声的重要来源,在一定范围内造成许多微电子设备的损坏。
全球平均每年因雷击灾害造成的损失在10亿美元以上,已成为国民经济发展的严重障碍。
闪电定位仪能提供长期的、大范围的、准确的雷电位置、雷电强度等参量,这些雷电参量可用于进一步研究雷电的放电过程和雷电活动的气候规律。
雷电监测定位资料的积累和雷电活动规律的研究,除了可以为正常的天气现象提供基本的历史资料,更可试试显示雷电的发生发展,甚至可以为雷电的预报报警服务。
2 系统设计2.1闪电的放电过程和描述参量要想设计和研究雷电监测定位系统,首先必须了解闪电的机理,下面对闪电的具体形成过程和相关物理参量进行简要叙述。
闪电放电过程可以概括为:云层电荷形成电分布→初始击穿→梯级先导→联接过程→第一回击→K过程→J过程→直窜先导→第二回击。
(l)闪电的初始击穿:通常在含云大气开始击穿的初期,在积雨云的下部有一负荷电中心与其底部的正电荷中心附件局部地区的大气电场达到104v/cm左右时,则该云雾大气会初始击穿,负电荷向下中和掉正电荷,这时从云下部到云底部全部为负电荷区。
(2)梯级先导过程:随大气电场进一步加强,进入起始击穿的后期,这时电子与空气分子发生碰撞,产生轻度的电离,从而形成负电荷向下发展的流光,表现为一条暗淡的光柱向梯级一样逐级伸向地面,这称之为梯级先导"在每一梯级的顶端发出较亮的光。
(3)电离通道:梯级先导向下发展的过程是一电离过程, 在电离过程中生成成对的正、负离子,其正离子被由云中向下输送的负电荷不断中和, 从而形成一个负电荷为主的通道,称为电离通道或闪电通道。
(4)回击:当梯级先导与连接先导会合,形成一股明亮的光柱,沿着梯式先导形成的电离通道由地面高速冲向云中,这称为回击。
回击比先导亮得多,回击具有较强的放电电流,因而发出耀眼的光亮。
由梯级先导到回击这一完整的过程称为第一闪击。
从地面向上发展起来的反向放电,不仅具有电晕放电,还具有强的正流光,它与向下先导会合,其会合点称连接点,有时称之为“连接先导”的向上流光。
(5)箭式先导:紧接着第一闪击之后,约经过几十毫秒的时间间隔,形成第二闪击。
这时又有一条平均长为5Om的暗淡光柱,沿着第一闪击的路径由云中直奔地面,这种流光称为箭式先导。
箭式先导是沿着预先电离了的路径通过的,它没有梯式先导的梯级结构。
当箭式先导到达地面附件时,又产生向上发展的流光由地面与其会合,随即产生向上回击,以一股明亮的光柱沿着箭式先导的路径由地面高速驰向云中。
由箭式先导到回击这一完整的放电过程称为第二闪击,第二闪击的基本特征与第一闪击是相同的,而以后各次闪击的情况与第二闪击的情况基本相同。
由一次闪击构成的地闪称为单闪击地闪,由多次闪击构成的地闪称为多闪击地闪,第一次闪击后的各闪击称为随后闪击。
闪电放电过程的描述参量如下所示,(l)闪电放电时间与回击放电的时间:每次闪电的持续时间主要由回击数决定,闪电持续的时间一般在l秒以内,平均在0.2秒左右。
一个回击的持续时间一般小于0.1毫秒,回击和回击之间时间间隔一般为3一380毫秒,平均值是50一70毫秒。
雷电定位系统所测定的闪电发生时间是一般指回击放电产生的光脉冲的第一个峰值到达探测站的时间,它等于回击发生的时刻加上传播时延。
(2)闪电的回击数:通常一次地闪由2到4次闪击构成,一般超过10个回击的闪电数量很少,个别地闪的闪击数可达26次之多。
(3)雷电发生的位置:闪电通道长度一般有几公里,但有时也有长约十几公里的,通道一般不垂直于地面,但地闪回击发生时刻的通道一般只有几百米,几乎垂直于地面。
(4)雷电的光强:闪电的辐射能量虽然横跨无线电频域和X射线,但不是均匀分布的,而是由几个辐射峰值组成,在可见光及近红外光谱范围内辐射能量最为集中。
其中在中性氧和中性氮波长处的辐射最强。
2.2闪电的平面方位角计算利用光电倍增管提取闪电光信号, 在无闪电光照射时, 倍增管也会有信号输出, 此信号来自两个方面: 一是暗电流的涨落形成的暗噪声; 二是倍增管在有噪声光信号照射时产生的光电流。
在影响有用信号提取的诸因素当中, 这两种电流的影响是最主要的。
(l)加权定位如图1所示,定位系统在正北、西北、正西、西南、正南、东南、正东和东北8个方位上,等距离安装了 8 只光电倍增管,以正北方向为0号管,逆时针增序编号为 0-7。
系统以正南方向为基准0°,逆时针方向为角度增大方向。
当闪电发生时,系统的8只光电倍增管中,会有4只(如图中1,0,7,6号)管子直接受到闪电光的照射, 此类管子记为Ⅰ类管, 此类光线在图1中用实线表示;而另外4只(如图中2,3,4,5 号) 管子则只会接收到背景反射的闪电光, 此类管子记为Ⅱ类管, 此类光线在图1中用单点划线表示。
这两类倍增管的分界线记为相对基准线。
相对基准线是指偏离正南方向22.5°和偏离正东方向22.5°的4条直线。
计算噪声信号值: m=01231(1357)16a a a a ⋅⨯+⨯+⨯+⨯ (1) 其中a0,a1,a2,a3是没有直接受到闪电光的照射的4只倍增管的输出信号。
再把直接受到闪电光的照射的 4 只倍增管的输出信号减去噪声信号值, 并取绝对值, 得到各自对应的加权系数( 即权重)w0,w1,w2,w3,代入(2)式进行角度计算, 这样可以减小非闪电信号电流的影响。
图1 加权定位原理图计算相对β角度(相对于相对基准线的闪电的平面方位角):β=0123012322.5(1357)w w w w w w w w ︒⋅⨯+⨯+⨯+⨯+++ (2) 计算绝对角度α(相对于正南方向的闪电的平面方位角):α= 0βα+ (3) 其中0α视基线位置而异, 0α自东南偏南22.5°起, 逆时针取值依次为:22.5°,67.5°,112.5°,157.5°,202.5°,247.5°,292.5°,-22.5°。
若大于360°, 则应减去 360°使保持在 0-360°范围内。
(2)向量定位先将八方位倍增管的输出信号大小表示为直角坐标系中的向量,如图2中8个细箭头所示, 此坐标系是以正南方向为x 轴正向,以正东方向为y 轴正向建立的;再将各向量投影到坐标轴上, 并求出和向量z(如图2中粗箭头所示) 。
Z=70i i z=∑ (4)向量定位算法与加权平均算法不同,在信号处理过程中,不必求出干扰信号具体有多大,在各向量求和时就能够消除非闪电信号电流的影响;不必确定相对基准线,只需建立一个适当的坐标系即可。
这样,就使程序得到了简化,信号处理速度也得到了提高。
图2 向量定位原理图2.3闪电的平面距离计算(1)单站测距闪电的平面距离,即雷击点到测站的平面距离。
雷声在传播过程中,在前0.2s 左右以激波形式传播,速度约为5000m/s ;之后以声波形式传播,速度为340m/s 。
若雷声与闪电到达测站的时间差为t(t ≥0.2)s,则雷击点到测站的平面距离d(单位:km)为:d=0.34(0.2)1t ⋅-+ (5)若时间差t ﹤0.2s,则雷击点到测站的平面距离d 默认为0km 。
(2) 双站测距雷声的传播过程很复杂,即使考虑到激波的影响,仅通过测量雷闪时间差来计算雷击点到测站距离,误差仍然很大。
这是因为,一方面激波的传播速度和传播距离随雷电的强度变化而变化;另一方面声波在传播过程中遇到云层或高山等障碍物会发生反射。
另外声音的传播方向会随着大气层内区域温度的变化发生改变,声音容易朝着温度低的地方传播,而使传播途径发生弯曲。
若采用两套同样的光电法闪电定位系统组成的双站检测系统,只通过检测闪电的光信号即可计算出雷击点所在的有限区域到测站的距离。
如图3所示, 对于同一次闪电,设测站1测出的闪电平面方位角经误差修正后得到θ1、θ2,测站2测出的闪电 平面方位角经修正后得到θ3、θ4,则角度射线的交点会形成一个平面区域ABCD, 即雷击区域。
此区域到两个测站的距离可通过三角形的正弦定理计算得出。
设A 点到测站1、测站2的距离分别为 S1A 、S2A,两测站的距离为定值d0。
据三角形正弦定理, 有:2442sin():sin :sin πθθθθ-- =012::A A d S S (6)则 1A S =0424sin sin()d θπθθ⋅--,2A S =0224sin sin()d θπθθ⋅-- (7) 同理, 可分别计算出 B 、C 、D3点到两个测站的距离。