CN118937824A - 一种电场监测器 - Google Patents

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龚城
康钦利
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Abstract

本发明属于电场监测技术领域，尤其是一种电场监测器，现提出如下方案，包括水泥底座和安装在水泥底座上方的监测机构，所述监测机构包括探头组件；所述探头组件包括安装底座，所述水泥底座的顶部通过螺栓安装有安装底座，所述安装底座的内部固定安装有底杆，所述底杆的下端开设有电缆出线口，底部的挡板对探头罩进行整体的保护与屏蔽，在安装过程中挡板通过边侧的卡块穿过进位孔进入到卡槽的内部，之后再对挡板进行转动，使卡块进入到卡槽的边侧，对挡板的位置进行固定，提高装置整体的稳定性，避免外部对探头罩内部影响，使得装置在对电场进行监测时更加稳定。

Description

一种电场监测器
技术领域
本发明涉及电场监测技术领域，尤其涉及一种电场监测器。
背景技术
大气电场仪最常见的应用是用于对雷电的提前告警，其在气象观测、环境监测、石油石化、旅游景区、高尔夫球场、风力发电、大型户外游乐场所均有广泛的应用，能够有效地预警雷电和其他大气电场变化相关的风险。
但是，现有技术的电场监测器在使用过程中采用太阳能板进行供能，但是不方便调节太阳能板的角度，因此在使用过程中供能效率不够，同时对于监测器的整体防护也不够，不满足部分需求，需要发展新功能的电场监测器。
为此需要一种电场监测器。
发明内容
本发明提出的一种电场监测器，解决了现有技术中存在的电场监测器在使用过程中采用太阳能板进行供能，但是不方便调节太阳能板的角度，因此在使用过程中供能效率不够，同时对于监测器的整体防护也不够的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电场监测器，包括水泥底座和安装在水泥底座上方的监测机构，所述监测机构包括探头组件；
所述探头组件包括安装底座，所述水泥底座的顶部通过螺栓安装有安装底座，所述安装底座的内部固定安装有底杆，所述底杆的下端开设有电缆出线口，所述底杆的顶部通过固定栓与顶杆进行固定，所述顶杆的顶部固定安装有探头罩，所述探头罩的内部安装有第一电机，所述固定外环与探头罩相互固定，所述第一电机的输出端连接转轴，所述转轴贯穿固定外环的内部，所述转轴通过内部轴承安装在固定外环内部，所述转轴的端部固定安装有转子，所述固定外环的外部与定子相互固定，所述探头罩的内壁下部开设有卡槽，所述卡槽的边侧开设有贯穿的进位孔，所述卡槽的内部安装有卡块，所述卡块的边侧固定安装有挡板。
所述底杆的外部通过螺栓安装有主机箱，所述主机箱的内部安装有处理单元，所述主机箱的底部阵列开设有电缆进线口，所述水泥底座的边侧与侧固定板相互固定，所述第一电机的顶部固定安装有两组相互固定的半圆形环形板，所述环形板的两侧对称开设有两组滑槽，所述环形板的外部安装有顶板，所述顶板的底部固定安装有滑块，所述滑块贯穿滑槽，所述顶板的下方安装有螺纹杆，所述螺纹杆通过第二电机进行驱动，所述环形板之间的位置固定安装有与螺纹杆啮合的半齿轮，所述顶板的顶部固定安装有太阳能板。
优选的，所述主机箱与底杆之间为可拆卸结构，所述处理单元固定安装在主机箱的内部。
优选的，所述处理单元内部设置有A/D转化电路、中央处理器、时钟电路、数据存储器、电源管理和接口，A/D转化电路对传感器的信号进行转换，时钟电路确认高精度的时间输出，UPS对装置输入持续稳定的电源，中央处理器对探测头探测到的信号进行处理之后储存到数据存储器中。
优选的，所述定子通过固定外环与探头罩之间构成固定结构，所述转子通过转轴与内部轴承的配合构成转动结构。
优选的，所述挡板通过卡块与进位孔之间的配合与探头罩构成可拆卸结构，所述挡板通过卡块与卡槽之间构成转动结构。
优选的，所述顶板通过滑块与滑槽之间的配合与环形板构成转动结构，所述顶板通过滑块与滑槽之间构成滑动结构，所述顶板与环形板之间的弧度吻合。
优选的，所述螺纹杆固定安装在顶板的下方，所述顶板通过螺纹杆与半齿轮之间构成转动结构，所述螺纹杆与半齿轮之间相互啮合。
优选的，所述顶板呈左高右底的倾斜结构，所述太阳能板与顶板之间相互固定。
本发明提出了一种电场监测器，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明使用过程中，处理单元内部设置有A/D转化电路、中央处理器、时钟电路、数据存储器、电源管理和接口，A/D转化电路对传感器的信号进行转换，时钟电路确认高精度的时间输出，UPS对装置输入持续稳定的电源，中央处理器对探测头探测到的信号进行处理之后储存到数据存储器中，装置内部的探头罩处于电场中对大气中的电场进行感应，感知大气电场变化，并转换为可以进行计量的物理量信号，然后处理单元负责测量传感器输出的电压信号，完成传感器的信号的A/D转换，信号采样，并对采样值进行数据运算处理、质量控制、记录存储，实现数据通信和传输。
2、在使用过程中，第一电机驱动底部的转轴转动，由于转轴与转子相互固定，因此转子会被转轴带动转动，同时定子与固定外环和探头罩相互固定，因此定子是固定不动的，转子在转动过程中交替地暴露在电场中或被屏蔽，从而产生与外界电场强度成正比的感应电荷，感应片连接到放大处理电路及波形调整电路，输出电压信号，经过标定，该电压可以表征大气电场的强度以及极性变化。
3、在使用过程中，底部的挡板可以对探头罩进行整体的保护与屏蔽，在安装过程中挡板通过边侧的卡块穿过进位孔进入到卡槽的内部，之后再对挡板进行转动，使卡块进入到卡槽的边侧，对挡板的位置进行固定，提高装置整体的稳定性，避免外部对探头罩内部影响，同时通过挡板安装在探头罩底部的方式，装置可以抵挡各种恶劣环境，能有效避免鸟粪、雨水、落叶等的侵袭，可以长期连续的测量大气电场强度的变化。
4、在使用过程中，螺纹杆被安装在顶板的底部，因此会跟随顶板进行运动，顶板被第二电机驱动进行转动，同时螺纹杆与半齿轮相互啮合，因此螺纹杆在转动时会与半齿轮之间产生位移，因此顶板也会被带动进行同步移动，方便调节顶板在装置内部的角度，就能够对顶板顶部的太阳能板进行角度的改变，方便太阳能板正对光线从而提高光能的利用率，也能够为装置提供更多的电能储存。
附图说明
图1为本发明电场监测器的整体结构示意图。
图2为本发明电场监测器的原始数据储存结构示意图。
图3为本发明电场监测器的塔杆数据采集结构示意图。
图4为本发明电场监测器的图片数据诊断结构示意图。
图5为本发明电场监测器的输电线路诊断结构示意图。
图6为本发明电场监测器的预处理数据处理结构示意图。
图7为本发明电场监测器的预处理数据处理结构示意图。
图8为本发明电场监测器的预处理数据处理结构示意图。
图9为本发明电场监测器的预处理数据处理结构示意图。
图10为本发明电场监测器的预处理数据处理结构示意图。
图中：1、水泥底座；2、安装底座；3、底杆；4、电缆出线口；5、主机箱；6、处理单元；7、固定栓；8、顶杆；9、探头罩；10、第一电机；11、固定外环；12、定子；13、内部轴承；14、转轴；15、转子；16、卡槽；17、进位孔；18、挡板；19、卡块；20、侧固定板；21、环形板；22、滑槽；23、滑块；24、顶板；25、螺纹杆；26、第二电机；27、半齿轮；28、太阳能板；29、电缆进线口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种电场监测器，包括水泥底座1和安装在水泥底座1上方的监测机构，监测机构包括探头组件；
探头组件包括安装底座2，水泥底座1的顶部通过螺栓安装有安装底座2，安装底座2的内部固定安装有底杆3，底杆3的下端开设有电缆出线口4，底杆3的顶部通过固定栓7与顶杆8进行固定，顶杆8的顶部固定安装有探头罩9，探头罩9的内部安装有第一电机10，固定外环11与探头罩9相互固定，第一电机10的输出端连接转轴14，转轴14贯穿固定外环11的内部，转轴14通过内部轴承13安装在固定外环11内部，转轴14的端部固定安装有转子15，固定外环11的外部与定子12相互固定，探头罩9的内壁下部开设有卡槽16，卡槽16的边侧开设有贯穿的进位孔17，卡槽16的内部安装有卡块19，卡块19的边侧固定安装有挡板18。
底杆3的外部通过螺栓安装有主机箱5，主机箱5的内部安装有处理单元6，主机箱5的底部阵列开设有电缆进线口29，第一电机10的顶部固定安装有两组相互固定的半圆形环形板21，环形板21的两侧对称开设有两组滑槽22，环形板21的外部安装有顶板24，顶板24的底部固定安装有滑块23，滑块23贯穿滑槽22，顶板24的下方安装有螺纹杆25，螺纹杆25通过第二电机26进行驱动，环形板21之间的位置固定安装有与螺纹杆25啮合的半齿轮27，顶板24的顶部固定安装有太阳能板28。
进一步的，主机箱5与底杆3之间为可拆卸结构，处理单元6固定安装在主机箱5的内部，在使用过程中处理单元6通过主机箱5固定安装在底杆3的边侧，方便通过螺栓对装置进行组装安装，提高装置的安装简易性，同时主机箱5可以对内部的处理单元6进行保护。
进一步的，处理单元6内部设置有A/D转化电路、中央处理器、时钟电路、数据存储器、电源管理和接口，A/D转化电路对传感器的信号进行转换，时钟电路确认高精度的时间输出，UPS对装置输入持续稳定的电源，中央处理器对探测头探测到的信号进行处理之后储存到数据存储器中，装置内部的探头罩9处于电场中对大气中的电场进行感应，感知大气电场变化，并转换为可以进行计量的物理量信号，然后处理单元6负责测量传感器输出的电压信号，完成传感器的信号的A/D转换，信号采样，并对采样值进行数据运算处理、质量控制、记录存储，实现数据通信和传输；供电单元对装置供电之后，处理组件会对探头组件探测到的数据进行处理，然后传递到通信控制单元，通信控制单元通过有线或者无线的放置向本地终端或者数据中心进行数据文件的传递。
进一步的，定子12通过固定外环11与探头罩9之间构成固定结构，转子15通过转轴14与内部轴承13的配合构成转动结构，在使用过程中第一电机10驱动底部的转轴14转动，由于转轴14与转子15相互固定，因此转子15会被转轴14带动转动，同时定子12与固定外环11和探头罩9相互固定，因此定子12是固定不动的，转子15在转动过程中交替地暴露在电场中或被屏蔽，从而产生与外界电场强度成正比的感应电荷，感应片连接到放大处理电路及波形调整电路，输出电压信号，经过标定，该电压可以表征大气电场的强度以及极性变化。
挡板18通过卡块19与进位孔17之间的配合与探头罩9构成可拆卸结构，挡板18通过卡块19与卡槽16之间构成转动结构，在使用过程中底部的挡板18可以对探头罩9进行整体的保护与屏蔽，在安装过程中挡板18通过边侧的卡块19穿过进位孔17进入到卡槽16的内部，之后再对挡板18进行转动，使卡块19进入到卡槽16的边侧，对挡板18的位置进行固定，提高装置整体的稳定性，避免外部对探头罩9内部影响，同时通过挡板18安装在探头罩9底部的方式，装置可以抵挡各种恶劣环境，能有效避免鸟粪、雨水、落叶等的侵袭，可以长期连续的测量大气电场强度的变化。
进一步的，顶板24通过滑块23与滑槽22之间的配合与环形板21构成转动结构，顶板24通过滑块23与滑槽22之间构成滑动结构，顶板24与环形板21之间的弧度吻合，在使用过程中顶板24会通过底部固定的滑块23在滑槽22的内部进行滑动，以调节顶板24在侧固定板20上方的角度，从而就能够调节顶板24上方太阳能板28的角度，滑块23对称设置在顶板24的前后两侧，同时环形板21的前后两侧对应位置也开设有两组滑槽22，可以使顶板24在转动调节角度的过程中更加稳定，避免顶板24在装置内部歪斜，也能够避免顶板24不具有对太阳能板28支撑的力。
进一步的，螺纹杆25固定安装在顶板24的下方，顶板24通过螺纹杆25与半齿轮27之间构成转动结构，螺纹杆25与半齿轮27之间相互啮合，在使用过程中螺纹杆25被安装在顶板24的底部，因此会跟随顶板24进行运动，顶板24被第二电机26驱动进行转动，同时螺纹杆25与半齿轮27相互啮合，因此螺纹杆25在转动时会与半齿轮27之间产生位移，因此顶板24也会被带动进行同步移动，方便调节顶板24在装置内部的角度，就能够对顶板24顶部的太阳能板28进行角度的改变，方便太阳能板28正对光线从而提高光能的利用率，也能够为装置提供更多的电能储存。
进一步的，顶板24呈左高右底的倾斜结构，太阳能板28与顶板24之间相互固定，顶板24的角度左侧高于右侧，因此可以避免顶部的太阳能板28会被底杆3的角度阻挡，使得太阳能板28可以接触更多的光线，然后太阳能板28也会被顶板24带动进行前后方向的改变，方便太阳能板28接收更多的光线，方便装置使用。
工作原理：首先，处理单元6通过主机箱5固定安装在底杆3的边侧，方便通过螺栓对装置进行组装安装，提高装置的安装简易性，同时主机箱5可以对内部的处理单元6进行保护，螺纹杆25被安装在顶板24的底部，因此会跟随顶板24进行运动，顶板24被第二电机26驱动进行转动，同时螺纹杆25与半齿轮27相互啮合，因此螺纹杆25在转动时会与半齿轮27之间产生位移，因此顶板24也会被带动进行同步移动，方便调节顶板24在装置内部的角度，就能够对顶板24顶部的太阳能板28进行角度的改变，方便太阳能板28正对光线从而提高光能的利用率，也能够为装置提供更多的电能储存。
顶板24通过底部固定的滑块23在滑槽22的内部进行滑动，以调节顶板24在侧固定板20上方的角度，从而就能够调节顶板24上方太阳能板28的角度，滑块23对称设置在顶板24的前后两侧，同时环形板21的前后两侧对应位置也开设有两组滑槽22，可以使顶板24在转动调节角度的过程中更加稳定，避免顶板24在装置内部歪斜，也能够避免顶板24不具有对太阳能板28支撑的力，然后第一电机10驱动底部的转轴14转动，由于转轴14与转子15相互固定，因此转子15会被转轴14带动转动，同时定子12与固定外环11和探头罩9相互固定，因此定子12是固定不动的，转子15在转动过程中交替地暴露在电场中或被屏蔽，从而产生与外界电场强度成正比的感应电荷，感应片连接到放大处理电路及波形调整电路，输出电压信号，经过标定，该电压可以表征大气电场的强度以及极性变化。
处理单元6内部设置有A/D转化电路、中央处理器、时钟电路、数据存储器、电源管理和接口，A/D转化电路对传感器的信号进行转换，时钟电路确认高精度的时间输出，UPS对装置输入持续稳定的电源，中央处理器对探测头探测到的信号进行处理之后储存到数据存储器中，装置内部的探头罩9处于电场中对大气中的电场进行感应，感知大气电场变化，并转换为可以进行计量的物理量信号，然后处理单元6负责测量传感器输出的电压信号，完成传感器的信号的A/D转换，信号采样，并对采样值进行数据运算处理、质量控制、记录存储，实现数据通信和传输；
最后底部的挡板18可以对探头罩9进行整体的保护与屏蔽，在安装过程中挡板18通过边侧的卡块19穿过进位孔17进入到卡槽16的内部，之后再对挡板18进行转动，使卡块19进入到卡槽16的边侧，对挡板18的位置进行固定，提高装置整体的稳定性，避免外部对探头罩9内部影响，同时通过挡板18安装在探头罩9底部的方式，装置可以抵挡各种恶劣环境，能有效避免鸟粪、雨水、落叶等的侵袭，可以长期连续的测量大气电场强度的变化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电场监测器，包括水泥底座(1)和安装在水泥底座(1)上方的监测机构，其特征在于：所述监测机构包括探头组件；
所述探头组件包括安装底座(2)，所述水泥底座(1)的顶部通过螺栓安装有安装底座(2)，所述安装底座(2)的内部固定安装有底杆(3)，所述底杆(3)的下端开设有电缆出线口(4)，所述底杆(3)的顶部通过固定栓(7)与顶杆(8)进行固定，所述顶杆(8)的顶部固定安装有探头罩(9)，所述探头罩(9)的内部安装有第一电机(10)，所述固定外环(11)与探头罩(9)相互固定，所述第一电机(10)的输出端连接转轴(14)，所述转轴(14)贯穿固定外环(11)的内部，所述转轴(14)通过内部轴承(13)安装在固定外环(11)内部，所述转轴(14)的端部固定安装有转子(15)，所述固定外环(11)的外部与定子(12)相互固定，所述探头罩(9)的内壁下部开设有卡槽(16)，所述卡槽(16)的边侧开设有贯穿的进位孔(17)，所述卡槽(16)的内部安装有卡块(19)，所述卡块(19)的边侧固定安装有挡板(18)。
2.根据权利要求1所述的电场监测器，其特征在于：所述底杆(3)的外部通过螺栓安装有主机箱(5)，所述主机箱(5)的内部安装有处理单元(6)，所述主机箱(5)的底部阵列开设有电缆进线口(29)，所述水泥底座(1)的边侧与侧固定板(20)相互固定，所述第一电机(10)的顶部固定安装有两组相互固定的半圆形环形板(21)，所述环形板(21)的两侧对称开设有两组滑槽(22)，所述环形板(21)的外部安装有顶板(24)，所述顶板(24)的底部固定安装有滑块(23)，所述滑块(23)贯穿滑槽(22)，所述顶板(24)的下方安装有螺纹杆(25)，所述螺纹杆(25)通过第二电机(26)进行驱动，所述环形板(21)之间的位置固定安装有与螺纹杆(25)啮合的半齿轮(27)，所述顶板(24)的顶部固定安装有太阳能板(28)。
3.根据权利要求2所述的电场监测器，其特征在于：所述主机箱(5)与底杆(3)之间为可拆卸结构，所述处理单元(6)固定安装在主机箱(5)的内部。
4.根据权利要求2所述的电场监测器，其特征在于：所述处理单元(6)内部设置有A/D转化电路、中央处理器、时钟电路、数据存储器、电源管理和接口，A/D转化电路用于对传感器的信号进行转换，时钟电路用于时间输出，中央处理器对探测头探测到的信号进行处理之后储存到数据存储器中。
5.根据权利要求1所述的电场监测器，其特征在于：所述定子(12)通过固定外环(11)与探头罩(9)之间构成固定结构，所述转子(15)通过转轴(14)与内部轴承(13)的配合构成转动结构。
6.根据权利要求1所述的电场监测器，其特征在于：所述挡板(18)通过卡块(19)与进位孔(17)之间的配合与探头罩(9)构成可拆卸结构，所述挡板(18)通过卡块(19)与卡槽(16)之间构成转动结构。
7.根据权利要求2所述的电场监测器，其特征在于：所述顶板(24)通过滑块(23)与滑槽(22)之间的配合与环形板(21)构成转动结构。
8.根据权利要求7所述的电场监测器，其特征在于：所述顶板(24)通过滑块(23)与滑槽(22)之间构成滑动结构，所述顶板(24)与环形板(21)之间的弧度吻合。
9.根据权利要求2所述的电场监测器，其特征在于：所述螺纹杆(25)固定安装在顶板(24)的下方，所述顶板(24)通过螺纹杆(25)与半齿轮(27)之间构成转动结构，所述螺纹杆(25)与半齿轮(27)之间相互啮合。
10.根据权利要求2所述的电场监测器，其特征在于：所述顶板(24)呈左高右底的倾斜结构，所述太阳能板(28)与顶板(24)之间相互固定。
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