CN102841262A - 一种全向智能综合场强仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全向智能综合场强仪，包括主机、射频探头、工频探头。所述射频探头包括三个共心偶极子天线、平衡变换模块及输出接口，所述工频探头包括三维电场测量单元、三维磁场测量单元、整形放大模块、通道选择模块、数据采集模块、微处理器模块及光电通信模块，三维电场测量单元和三维磁场测量单元分别通过整形放大模块与通道选择模块连接，所述射频探头的输出接口和所述工频探头的光电通信模块分别与所述主机连接。本发明不需要检测人员在环境中找电磁场的最大实际量，且本发明将工频电场、工频磁场、射频电场的测量功能进行集成于一体，同时做到了工频电磁场同步显示，大大提高了数据的可靠性，降低劳动强度，提高了检测的效率。
Description
技术领域
本发明涉及空间辐射电磁场(工频电场、工频磁场、高频电场)的测量，具体是一种全向智能综合场强仪。
背景技术
对于工频电磁场测量而言，当前国内采用的是单维的场强测量仪器，且工频电场和工频磁场不能同时测量和同步显示，而且只能用工频电场仪测量工频电场，用工频磁场仪测量工频磁场，工频电场仪或工频磁场仪也不能同时测量射频场；对于射频场测量，主要用射频场强仪或微波漏能仪，测量准确度低、量程小、频段窄，而且射频场强仪或微波漏能仪也不能同时测量工频电磁场。
另外，目前的测量工具在检测过程中需要测量人员首先需要确定环境中检测的频段，其次再选择适合这个频段检测的探头或仪器，最后测量人员需在环境中转动探头来得到最大的电磁场分量，这样导致测量时比较繁琐，而且劳动强度大，检测效率低；而且受实际检测环境和使用人员的人为因素的影响，可能会影响到测量数据的可靠性。
发明内容
本发明提供一种全向智能综合场强仪，可以将工频电场、工频磁场、射频电场的检测集成到一个装置上，同时做到了工频电磁场同时显示，保证了电场数据和磁场数据的实时性和对应性，大大提高了数据的可靠性，提高了检测的效率。
一种全向智能综合场强仪，包括主机、射频探头、工频探头，所述射频探头包括三个共心偶极子天线、平衡变换模块及输出接口，每个共心偶极子天线通过肖特基检波二极管与平衡变换模块的信号输入端连接，平衡变换模块的信号输出端与输出接口连接，所述工频探头包括三维电场测量单元、三维磁场测量单元、整形放大模块、通道选择模块、数据采集模块、微处理器模块及光电通信模块，三维电场测量单元和三维磁场测量单元分别通过整形放大模块与通道选择模块连接，通道选择模块通过数据采集模块与微处理器模块的信号输入端连接，微处理器模块的信号输出端与光电通信模块连接，所述射频探头的输出接口和所述工频探头的光电通信模块分别与所述主机连接。
本发明是一种综合式全向检测的电磁场检测仪器，不需要检测人员在环境中找电磁场的最大实际量，且本发明将工频电场、工频磁场、射频电场的测量功能进行集成于一体，同时做到了工频电磁场同步显示，大大提高了数据的可靠性，降低劳动强度，提高了检测的效率。
附图说明
图1是本发明全向智能综合场强仪的电路模块示意图，包括主机10、射频探头20、工频探头30；
图2是图1中射频探头20的电路模块示意图；
图3是图1中工频探头30的电路模块示意图。
图中：10-主机，20-射频探头，11、36-微处理器模块，12-数据采集模块，13、39-光电通信模块，14-PC通信模块，15-按键，16-显示模块，17、25、38-存储模块，18-蜂鸣器，19、37-双色发光管，21-偶极子天线，22-肖特基检波二极管，23-平衡变换模块，24-输出接口，30-工频探头，31-三维电场测量单元，32-三维磁场测量单元，33-整形放大模块，34-通道选择模块，35-数据采集模块，111、361-开/关机模块，112、362-电源模块，121-实时时钟模块，311-X轴电场传感器，312-Y轴电场传感器，313-Z轴电场传感器，321-X轴磁场传感器，322-Y轴磁场传感器，323-Z轴磁场传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明全向智能综合场强仪的电路模块示意图，所述全向智能综合场强仪包括主机10、射频探头20、工频探头30。
所述主机10包括微处理器模块11及与微处理器模块11连接的数据采集模块12、光电通信模块13。
请一并参考图2，所述射频探头20包括三个共心偶极子天线21、平衡变换模块23及输出接口24，每个共心偶极子天线21通过肖特基检波二极管22与平衡变换模块23的信号输入端连接，平衡变换模块23的信号输出端与输出接口24连接。三个偶极子天线21与水平线成36°，其各个偶极子天线21投影到另外一个偶极子天线21的角度为54°，偶极子天线21的长度为35cm-50cm，宽度为35cm-50cm，厚度为0.1-2mm。三个偶极子天线21彼此之间成54°夹角。
射频探头20与主机10的连接方式具体为：射频探头20的输出接口24与主机10的数据采集模块12连接。三个共心偶极子天线21测量得到的高频电场波形经过肖特基检波二极管22整形成高频电场数据信号，所述高频电场数据信号经过平衡变换模块23后由输出接口24传送至主机10的数据采集模块12。较佳的，所述射频探头20还可包括存储模块25，所述存储模块25与输出接口24连接，用于存储平衡变换模块23传送至的输出接口24的高频电场数据信号。
请一并参考图3，所述工频探头30包括三维电场测量单元31、三维磁场测量单元32、整形放大模块33、通道选择模块34、数据采集模块35、微处理器模块36及光电通信模块39，三维电场测量单元31和三维磁场测量单元32分别通过整形放大模块33与通道选择模块34连接，通道选择模块34通过数据采集模块35与微处理器模块36的信号输入端连接，微处理器模块36的信号输出端与光电通信模块39连接。
所述三维电场测量单元31包括X轴电场传感器311、Y轴电场传感器312及Z轴电场传感器313，X轴电场传感器311、Y轴电场传感器312及Z轴电场传感器313分别为平行的两个极板，极板长60cm-80cm，宽60cm-80cm，两个极板的间距为0.05mm-0.1mm，可采用银膜材料制作。
所述三维磁场测量单元32包括X轴磁场传感器321、Y轴磁场传感器322及Z轴磁场传感器323，X轴磁场传感器321、Y轴磁场传感器322及Z轴磁场传感器323分别为电磁感应线圈，线圈的圈数为150-400，漆包线的内直径为0.1mm-0.18mm。
工频探头30与主机10的连接方式具体为：工频探头30的光电通信模块39通过光纤与主机10的光电通信模块13连接。X轴电场传感器311、Y轴电场传感器312及Z轴电场传感器313用于测量工频电场，X轴磁场传感器321、Y轴磁场传感器322及Z轴磁场传感器323用于测量工频工频磁场，测量后可以得到6路测量数据。整形放大模块33可由AD822及其外围电路组成，用于将三维电场测量单元31和三维磁场测量单元32测量得到的电磁场信号进行滤波放大以得到一个稳定的信号。
通道选择模块34和数据采集模块36由MAX350及其外围电路组成，通道选择模块34为6路电子开关，通道的选择由微处理器模块36根据主机10的微处理器模块11发出控制信号同步进行选择，工频电场三路信号和工频磁场三路信号同时连接到6路电子开关输入端口，微处理器模块36分时控制和测量6路信号时间约为0.1s(包含信号稳定时间)，数据采集模块36采集的数据传送到微处理器模块36中进行处理数字信号处理，处理之后的工频电场信号和工频磁场信号通过光电通信模块39发送至机10的光电通信模块13。
较佳，所述工频探头30还可包括双色发光管37、存储模块38、开/关机模块361和电源模块362(例如锂电池)，双色发光管37、存储模块38和电源模块362分别与微处理器模块36连接，开/关机模块361与电源模块362连接，用于控制电源模块362的通断。工作时，微处理器模块36给电源模块362一个信号以维持通电状态，且时刻监视电源模块362的电量；存储模块38用于存储工频探头30测量的工频电场信号和工频磁场信号。
如图1所示，较佳的，所述主机10还包括PC通信模块14、显示模块16、存储模块17、蜂鸣器18、双色发光管19、开/关机模块111和电源模块112，PC通信模块14、显示模块16、存储模块17、蜂鸣器18、双色发光管19和电源模块112分别与微处理器模块11连接，开/关机模块111与电源模块112连接，用于控制电源模块112的通断。
所述主机10还包括与微处理器模块11连接的按键15，与数据采集模块12连接的实时时钟模块121，实时时钟模块121为数据采集模块12提供一个稳定的时钟源。
所述主机10的数据采集模块12用于将射频探头检20测到的信号进行转换采集，以获取高频电磁场数据，然后通过微处理器模块11传送至显示模块16显示，同时传送至存储模块17进行存储。光电通信模块13用于将电信号和光信号相互转换，其与工频探头30的光电通信模块39通过光纤连接，用以接收工频探头30测量的工频电场信号和工频磁场信号，然后通过微处理器模块11传送至显示模块16显示，同时传送至存储模块17进行存储。
按键15用来实现整个主机的控制；蜂鸣器18用来实现开关机、超量程的报警；双色发光管19用来实现开关机、数据采集时的提示。
工作时，微处理器模块11的主要功能介绍如下：微处理器模块11给电源模块112一个信号以维持通电状态，且时刻监视电源模块112的电量；将显示信息(例如主机电源和工频探头剩余电量的多少)送往显示模块16进行显示；将用户需要记录的信息送往存储模块17或者从存储模块17中读取用户需要的信息；控制蜂鸣器18在开、关机或者按键15按下时发出声响；控制双色发光管19在开、关机和数据通信时闪烁；通过时钟模块121获取实时时间信息并送往显示模块16进行显示；在连接工频探头30时与工频探头30间通信获取数据；在连接射频探头20时通过射频探头20采集数据；与PC机连接时通过PC通信模块14将主机10记录的数据文件传送给PC机。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种全向智能综合场强仪，包括主机(10)、射频探头(20)、工频探头(30)，其特征在于：所述射频探头(20)包括三个共心偶极子天线(21)、平衡变换模块(23)及输出接口(24)，每个共心偶极子天线(21)通过肖特基检波二极管(22)与平衡变换模块(23)的信号输入端连接，平衡变换模块(23)的信号输出端与输出接口(24)连接，所述工频探头(30)包括三维电场测量单元(31)、三维磁场测量单元(32)、整形放大模块(33)、通道选择模块(34)、数据采集模块(35)、微处理器模块(36)及光电通信模块(39)，三维电场测量单元(31)和三维磁场测量单元(32)分别通过整形放大模块(33)与通道选择模块(34)连接，通道选择模块(34)通过数据采集模块(35)与微处理器模块(36)的信号输入端连接，微处理器模块(36)的信号输出端与光电通信模块(39)连接，所述射频探头(20)的输出接口(24)和所述工频探头(30)的光电通信模块(39)分别与所述主机(10)连接。
2.如权利要求1所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述主机(10)包括微处理器模块(11)及与微处理器模块(11)连接的数据采集模块(12)、光电通信模块(13)，所述射频探头(20)的输出接口(24)与主机(10)的数据采集模块(12)连接，所述工频探头(30)的光电通信模块(39)通过光纤与主机(10)的光电通信模块(13)连接。
3.如权利要求2所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述射频探头(20)的三个共心偶极子天线(21)测量得到的高频电场波形经过肖特基检波二极管(22)整形成高频电场数据信号，所述高频电场数据信号经过平衡变换模块(23)后由输出接口(24)传送至主机(10)的数据采集模块(12)。
4.如权利要求1所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述三维电场测量单元(31)包括X轴电场传感器(311)、Y轴电场传感器(312)及Z轴电场传感器(313)，所述三维磁场测量单元(32)包括X轴磁场传感器(321)、Y轴磁场传感器(322)及Z轴磁场传感器(323)。
5.如权利要求4所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：X轴电场传感器(311)、Y轴电场传感器(312)及Z轴电场传感器(313)分别为平行的两个极板，X轴磁场传感器(321)、Y轴磁场传感器(322)及Z轴磁场传感器(323)分别为电磁感应线圈。
6.如权利要求2所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述通道选择模块(34)为6路电子开关，微处理器模块(36)根据主机(10)的微处理器模块(11)发出控制信号同步进行通道的选择，工频电场三路信号和工频磁场三路信号同时连接到所述6路电子开关输入端口，微处理器模块(36)分时控制和测量6路信号时间约为0.1s。
7.如权利要求1所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述工频探头(30)还包括双色发光管(37)、存储模块(38)、开/关机模块(361)和电源模块(362)，双色发光管(37)、存储模块(38)和电源模块(362)分别与微处理器模块(36)连接，开/关机模块(361)与电源模块(362)连接，用于控制电源模块(362)的通断。
8.如权利要求2所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：所述主机(10)还包括PC通信模块(14)、显示模块(16)、存储模块(17)、蜂鸣器(18)、双色发光管(19)、开/关机模块(111)和电源模块(112)，PC通信模块(14)、显示模块(16)、存储模块(17)、蜂鸣器(18)、双色发光管(19)和电源模块(112)分别与微处理器模块(11)连接，开/关机模块(111)与电源模块(112)连接，用于控制电源模块(112)的通断。
9.如权利要求1所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：三个偶极子天线(21)与水平线成36°，各个偶极子天线(21)投影到另外一个偶极子天线(21)的角度为54°，三个偶极子天线21彼此之间成54°夹角。
10.如权利要求9所述的全向智能综合场强仪，其特征在于：偶极子天线(21)的长度为35cm-50cm，宽度为35cm-50cm，厚度为01-2mm。
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