JP2636575B2 - 誘雷装置 - Google Patents
誘雷装置Info
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- laser light
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
- H02G13/20—Active discharge triggering
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
- H02G13/60—Detecting; Measuring; Sensing; Testing; Simulating
Landscapes
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、落雷による例えば施
設等の被害を防止するために、雷を誘導し指定の位置に
落雷させる誘雷装置に関するものである。
設等の被害を防止するために、雷を誘導し指定の位置に
落雷させる誘雷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、落雷による施設等への被害を防止
するために、雷雲と大地間で落雷を誘発し指定の位置に
落雷させるいわゆる誘雷装置として避雷針が知られてい
る。また、積極的な誘雷装置としてロケットに導線の一
端を固定し、他端を大地に接地した状態でロケットを打
ち上げ、ロケットおよび導線を介して落雷させるロケッ
ト誘雷や、単一のレーザを用いて雷雲と大地間に１本の
電離層を形成し、この電離層を介して落雷させるレーザ
誘雷や、複数のレーザを使用するレーザ誘雷が考えら
れ、または実行されている。
するために、雷雲と大地間で落雷を誘発し指定の位置に
落雷させるいわゆる誘雷装置として避雷針が知られてい
る。また、積極的な誘雷装置としてロケットに導線の一
端を固定し、他端を大地に接地した状態でロケットを打
ち上げ、ロケットおよび導線を介して落雷させるロケッ
ト誘雷や、単一のレーザを用いて雷雲と大地間に１本の
電離層を形成し、この電離層を介して落雷させるレーザ
誘雷や、複数のレーザを使用するレーザ誘雷が考えら
れ、または実行されている。
【０００３】図９および図10は電力中央研究所調査報告
182010（昭和57年９月）および電気学会放電研究会資料
ＥＤ−89−122 に示された従来の単一レーザを用いたレ
ーザ誘雷装置および複数のレーザを用いたレーザ誘雷装
置の概略構成を示す図である。図９に示すように単一レ
ーザを用いたレーザ誘雷装置は、トリガ回路１によって
大出力レーザ２はレーザ光３を発生し、このレーザ光３
はレンズ４によって集光され、反射鏡５によって接地鉄
塔６の中を通って上方に反射される。この上方に反射さ
れたレーザ光３に沿って生成されるプラズマチャネルを
避雷針として落雷を誘導しようとするものであり、又、
図10に示すように複数のレーザ光を用いたレーザ誘雷装
置は、複数のレーザ発生源7a〜7iからそれぞれレーザ光
8a〜8iを照射し、このレーザ光8a〜8iの交差点に塊状の
プラズマ9a〜9cを生成し、これら塊状のプラズマ9a〜9c
の列を雷雲10に向けて形成し落雷を誘導するものであ
る。
182010（昭和57年９月）および電気学会放電研究会資料
ＥＤ−89−122 に示された従来の単一レーザを用いたレ
ーザ誘雷装置および複数のレーザを用いたレーザ誘雷装
置の概略構成を示す図である。図９に示すように単一レ
ーザを用いたレーザ誘雷装置は、トリガ回路１によって
大出力レーザ２はレーザ光３を発生し、このレーザ光３
はレンズ４によって集光され、反射鏡５によって接地鉄
塔６の中を通って上方に反射される。この上方に反射さ
れたレーザ光３に沿って生成されるプラズマチャネルを
避雷針として落雷を誘導しようとするものであり、又、
図10に示すように複数のレーザ光を用いたレーザ誘雷装
置は、複数のレーザ発生源7a〜7iからそれぞれレーザ光
8a〜8iを照射し、このレーザ光8a〜8iの交差点に塊状の
プラズマ9a〜9cを生成し、これら塊状のプラズマ9a〜9c
の列を雷雲10に向けて形成し落雷を誘導するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の誘雷装置は以上
説明したように成されているので、避雷針を用いた場合
には、避雷針の設置場所高さには制限があるため落雷を
保護できる範囲に限界があり、避雷針による誘雷は受動
的であるため積極的に雷雲に蓄積した電荷を放電させる
ことができない。又、ロケット誘雷は、ロケット推進に
火薬を使うこと、ロケットが落下しても安全な場所が必
要であることおよびロケットの再利用ができないこと等
から、安全面、製造コスト面などに問題がある。又、従
来のレーザ誘雷装置は、雷雲が近付いたことを誘雷装置
の近くに設置した電磁界計で検出するため、雷雲の進行
方向については考慮されておらず、また、レーザの照射
方向が一定であるため、落雷を誘発する範囲が限定され
るという問題点があった。さらに、複数のレーザを用い
て塊状のプラズマ列を生成して誘雷するレーザ誘雷装置
は、レーザ発生装置の設置面積が広くなることおよびレ
ーザを交差させるための調整に手間がかかるという問題
がった。さらに又、従来のレーザ誘雷装置は、H2O に吸
収されやすい波長帯のレーザを使用しているため、雨天
で雷雲接近時には、雷雲と接地鉄塔間の空間中の水滴に
よって、レーザが吸収され所定の位置にプラズマを生成
できなくなる等の問題点があった。
説明したように成されているので、避雷針を用いた場合
には、避雷針の設置場所高さには制限があるため落雷を
保護できる範囲に限界があり、避雷針による誘雷は受動
的であるため積極的に雷雲に蓄積した電荷を放電させる
ことができない。又、ロケット誘雷は、ロケット推進に
火薬を使うこと、ロケットが落下しても安全な場所が必
要であることおよびロケットの再利用ができないこと等
から、安全面、製造コスト面などに問題がある。又、従
来のレーザ誘雷装置は、雷雲が近付いたことを誘雷装置
の近くに設置した電磁界計で検出するため、雷雲の進行
方向については考慮されておらず、また、レーザの照射
方向が一定であるため、落雷を誘発する範囲が限定され
るという問題点があった。さらに、複数のレーザを用い
て塊状のプラズマ列を生成して誘雷するレーザ誘雷装置
は、レーザ発生装置の設置面積が広くなることおよびレ
ーザを交差させるための調整に手間がかかるという問題
がった。さらに又、従来のレーザ誘雷装置は、H2O に吸
収されやすい波長帯のレーザを使用しているため、雨天
で雷雲接近時には、雷雲と接地鉄塔間の空間中の水滴に
よって、レーザが吸収され所定の位置にプラズマを生成
できなくなる等の問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので雷雲の進行方向を検出すると共
に、レーザの発射方向を任意に変えて雷雲の方向に発射
することができる装置を提供すること、又、雷雲の進行
を自動追尾して、一定間隔で雷雲の進行に応じてレーザ
を複数回発射することができる装置を提供すること、さ
らに、複数のレーザ発振源からの焦点距離の異なる複数
のレーザ光を段違いに発生する装置を提供することおよ
び雨天時にも所定の性能を発揮することのできる装置を
提供することをそれぞれ目的とするものである。
ためになされたもので雷雲の進行方向を検出すると共
に、レーザの発射方向を任意に変えて雷雲の方向に発射
することができる装置を提供すること、又、雷雲の進行
を自動追尾して、一定間隔で雷雲の進行に応じてレーザ
を複数回発射することができる装置を提供すること、さ
らに、複数のレーザ発振源からの焦点距離の異なる複数
のレーザ光を段違いに発生する装置を提供することおよ
び雨天時にも所定の性能を発揮することのできる装置を
提供することをそれぞれ目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の誘雷装置は、接地された鉄塔と、この鉄塔を中心にし
て所定の複数地点に設置された電気量測定手段と、レー
ザ光を発生するレーザ発振手段と、鉄塔上に配設されレ
ーザ光を反射して照射する照射手段と、各電気量測定手
段で測定された各電気量を比較しその値が最大の地点の
位置情報を検出する位置情報検出手段と、この位置情報
に基づいて照射手段を制御しレーザ光の反射方向を被照
射対象物の方向に合せる照射方向制御手段とを備えたも
のである。
の誘雷装置は、接地された鉄塔と、この鉄塔を中心にし
て所定の複数地点に設置された電気量測定手段と、レー
ザ光を発生するレーザ発振手段と、鉄塔上に配設されレ
ーザ光を反射して照射する照射手段と、各電気量測定手
段で測定された各電気量を比較しその値が最大の地点の
位置情報を検出する位置情報検出手段と、この位置情報
に基づいて照射手段を制御しレーザ光の反射方向を被照
射対象物の方向に合せる照射方向制御手段とを備えたも
のである。
【０００７】又、請求項２の誘雷装置は、請求項１の誘
雷装置において位置情報検出手段を、各電気量測定手段
で順次測定される各電気量を所定の時間間隔で比較し、
その値が最大の地点の各位置情報を順次検出し得るよう
にしたものであり、請求項３の誘雷装置は、請求項１の
誘雷装置においてレーザ発生手段を、複数のレーザ源で
構成するとともに、各レーザ源からのレーザ光を照射手
段によりそれぞれ異なる位置に焦点を結ぶようにしたも
のであり、請求項４の誘雷装置は、請求項１の誘雷装置
においてレーザ発振手段をH2O を透過する波長帯のレー
ザ光を発生するようにしたものである。
雷装置において位置情報検出手段を、各電気量測定手段
で順次測定される各電気量を所定の時間間隔で比較し、
その値が最大の地点の各位置情報を順次検出し得るよう
にしたものであり、請求項３の誘雷装置は、請求項１の
誘雷装置においてレーザ発生手段を、複数のレーザ源で
構成するとともに、各レーザ源からのレーザ光を照射手
段によりそれぞれ異なる位置に焦点を結ぶようにしたも
のであり、請求項４の誘雷装置は、請求項１の誘雷装置
においてレーザ発振手段をH2O を透過する波長帯のレー
ザ光を発生するようにしたものである。
【０００８】さらに、請求項５の誘雷装置は、接地され
た鉄塔と、この鉄塔を中心にして所定の複数地点に設置
された電気量測定手段と、レーザ光を発生するレーザ発
振手段と、鉄塔上に配設されレーザ光を反射して照射す
る照射手段と、各電気量測定手段で順次測定される各電
気量を所定の時間間隔で比較しその値が最大の地点の各
位置情報を順次検出する位置情報検出手段と、この位置
情報検出手段によって順次検出される各時間間隔毎の電
気量が最大となる地点の各位置情報に基づいて照射手段
を制御しレーザ光の反射方向を被照射対象物の方向に順
次合せる照射方向制御手段と、この照射方向制御手段に
よって照射方向がそれぞれ制御され発射されるレーザ光
の各発光強度を測定して比較し発光強度の強い地点にレ
ーザ光を集中的に照射するように照射方向制御手段を制
御するレーザ光集中制御手段とを備えたものである。
た鉄塔と、この鉄塔を中心にして所定の複数地点に設置
された電気量測定手段と、レーザ光を発生するレーザ発
振手段と、鉄塔上に配設されレーザ光を反射して照射す
る照射手段と、各電気量測定手段で順次測定される各電
気量を所定の時間間隔で比較しその値が最大の地点の各
位置情報を順次検出する位置情報検出手段と、この位置
情報検出手段によって順次検出される各時間間隔毎の電
気量が最大となる地点の各位置情報に基づいて照射手段
を制御しレーザ光の反射方向を被照射対象物の方向に順
次合せる照射方向制御手段と、この照射方向制御手段に
よって照射方向がそれぞれ制御され発射されるレーザ光
の各発光強度を測定して比較し発光強度の強い地点にレ
ーザ光を集中的に照射するように照射方向制御手段を制
御するレーザ光集中制御手段とを備えたものである。
【０００９】
【作用】この発明における請求項１の誘雷装置の位置情
報検出手段は、各電気量測定手段で測定された各電気量
を比較しその値が最大の地点の位置情報を検出し、照射
方向制御手段は上記位置情報に基づいて照射手段を制御
しレーザ光の反射方向を被照射対象物方向に合せる。
又、請求項２の誘雷装置の位置情報検出手段は、各電気
量測定手段で順次測定される各電気量を所定の時間間隔
で比較しその値が最大の地点の各位置情報を順次検出す
る。さらに、請求項３の誘雷装置のレーザ発振手段は、
複数のレーザ光を発生し照射手段を介してそれぞれ異な
る位置に焦点を結ばせる。
報検出手段は、各電気量測定手段で測定された各電気量
を比較しその値が最大の地点の位置情報を検出し、照射
方向制御手段は上記位置情報に基づいて照射手段を制御
しレーザ光の反射方向を被照射対象物方向に合せる。
又、請求項２の誘雷装置の位置情報検出手段は、各電気
量測定手段で順次測定される各電気量を所定の時間間隔
で比較しその値が最大の地点の各位置情報を順次検出す
る。さらに、請求項３の誘雷装置のレーザ発振手段は、
複数のレーザ光を発生し照射手段を介してそれぞれ異な
る位置に焦点を結ばせる。
【００１０】さらに又、請求項４の誘雷装置のレーザ発
振手段は、H2Oを透過する波長帯のレーザ光こ発生す
る。そして、請求項５の誘雷装置の位置情報検出手段
は、各電気量測定手段で順次測定される各電気量を所定
の時間間隔で比較しその値が最大の地点の各位置情報を
順次検出し、照射方向制御手段は、順次測定される各時
間間隔毎の電気量が最大となる地点の各位置情報に基づ
いて照射手段を制御しレーザ光の反射方向を被照射対象
物方向に合せ、レーザ光集中制御手段は、照射方向がそ
れぞれ制御され発射されるレーザ光の各発光強度を測定
して比較し発光強度の強い地点にレーザ光を集中的に照
射するように照射方向制御手段を制御する。
振手段は、H2Oを透過する波長帯のレーザ光こ発生す
る。そして、請求項５の誘雷装置の位置情報検出手段
は、各電気量測定手段で順次測定される各電気量を所定
の時間間隔で比較しその値が最大の地点の各位置情報を
順次検出し、照射方向制御手段は、順次測定される各時
間間隔毎の電気量が最大となる地点の各位置情報に基づ
いて照射手段を制御しレーザ光の反射方向を被照射対象
物方向に合せ、レーザ光集中制御手段は、照射方向がそ
れぞれ制御され発射されるレーザ光の各発光強度を測定
して比較し発光強度の強い地点にレーザ光を集中的に照
射するように照射方向制御手段を制御する。
【００１１】
【実施例】実施例１．以下、この発明の各実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の実施例１における誘
雷装置の概略構成を示すブロック図である。図におい
て、11はレーザ発振装置、12はこのレーザ発振装置11の
制御部、13はレーザ発振装置11から発射されるレーザ
光、14はこのレーザ光13を集光するレンズ、15は接地さ
れた鉄塔、16はレンズ14で集光されたレーザ光13を鉄塔
15の上方に向けて反射する第１の反射鏡である。
ついて説明する。図１はこの発明の実施例１における誘
雷装置の概略構成を示すブロック図である。図におい
て、11はレーザ発振装置、12はこのレーザ発振装置11の
制御部、13はレーザ発振装置11から発射されるレーザ
光、14はこのレーザ光13を集光するレンズ、15は接地さ
れた鉄塔、16はレンズ14で集光されたレーザ光13を鉄塔
15の上方に向けて反射する第１の反射鏡である。
【００１２】17は第１の反射鏡16で反射されたレーザ光
13を、被照射対象物としての雷雲18に向けてさらに反射
させる第２の反射鏡で、図２に示すように、鉄塔15の上
部に回転可能に配設された円環状の回転板19上に載置さ
れている。20は回転板19を回転駆動させる第１の駆動装
置、21は第２の反射鏡17を傾斜駆動させる第２の駆動装
置、22ａ〜22ｄは鉄塔15を中心にしてその周辺に適当な
間隔を介して設置され、その位置の電界強度を測定する
電界計、23ａ〜23ｄは各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測
定された測定値を信号出力する送信器、24は各送信器23
ａ〜23ｄからの信号出力を受信する受信器、25はこの受
信器24で受信された信号出力により、各電界計22ａ〜22
ｄでそれぞれ測定された電界強度を比較して、電界強度
が最大の地点を検出し、両駆動装置20，21の各駆動量を
演算するとともに、この演算値に基づいて両駆動装置2
0，21に制御信号を出力する演算器である。
13を、被照射対象物としての雷雲18に向けてさらに反射
させる第２の反射鏡で、図２に示すように、鉄塔15の上
部に回転可能に配設された円環状の回転板19上に載置さ
れている。20は回転板19を回転駆動させる第１の駆動装
置、21は第２の反射鏡17を傾斜駆動させる第２の駆動装
置、22ａ〜22ｄは鉄塔15を中心にしてその周辺に適当な
間隔を介して設置され、その位置の電界強度を測定する
電界計、23ａ〜23ｄは各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測
定された測定値を信号出力する送信器、24は各送信器23
ａ〜23ｄからの信号出力を受信する受信器、25はこの受
信器24で受信された信号出力により、各電界計22ａ〜22
ｄでそれぞれ測定された電界強度を比較して、電界強度
が最大の地点を検出し、両駆動装置20，21の各駆動量を
演算するとともに、この演算値に基づいて両駆動装置2
0，21に制御信号を出力する演算器である。
【００１３】次に、上記のように構成された実施例１に
おける誘雷装置の動作について説明する。雷雲18はその
上部と下部で電荷が分離しているため雷雲18の下部すな
わち雲底に電界を生じる。従って、数ｋｍ数十ｋｍの適
度な間隔で設置された複数の電界計22ａ〜22ｄで検出さ
れたそれぞれの電界強度には差が生じ、雷雲18に近い地
点で検出されるほど電界強度が高い。まず、各電界計22
ａ〜22ｄで検出されたそれぞれの地点の電界強度は、測
定信号として各送信器23ａ〜23ｄにより送信され、受信
器24は各送信器23ａ〜23ｄからの測定信号を受信して演
算器25に送り込む。そして、演算器25は送り込まれた測
定信号から各測定地点の電界強度を比較して、電界強度
が最大の地点に雷雲18があると判断する。
おける誘雷装置の動作について説明する。雷雲18はその
上部と下部で電荷が分離しているため雷雲18の下部すな
わち雲底に電界を生じる。従って、数ｋｍ数十ｋｍの適
度な間隔で設置された複数の電界計22ａ〜22ｄで検出さ
れたそれぞれの電界強度には差が生じ、雷雲18に近い地
点で検出されるほど電界強度が高い。まず、各電界計22
ａ〜22ｄで検出されたそれぞれの地点の電界強度は、測
定信号として各送信器23ａ〜23ｄにより送信され、受信
器24は各送信器23ａ〜23ｄからの測定信号を受信して演
算器25に送り込む。そして、演算器25は送り込まれた測
定信号から各測定地点の電界強度を比較して、電界強度
が最大の地点に雷雲18があると判断する。
【００１４】したがって、この地点の方向にレーザ光13
を発射すれば、落雷の発生確率を高くすることができ
る。このように雷雲18の方向が判明し、電界強度が所定
の値より高い時、演算器25は第２の反射鏡17の水平角度
および仰角を演算し、第１および第２の駆動装置20，21
に指令を送出し、この指令により第１の駆動装置20は回
転板19を上記水平角度に相当するだけ回転させ、第２の
駆動装置21は反射鏡17を上記仰角に相当するだけ傾斜さ
せることにより、レーザ光13の反射鏡17による反射方向
が雷雲18の方向に合わされる。
を発射すれば、落雷の発生確率を高くすることができ
る。このように雷雲18の方向が判明し、電界強度が所定
の値より高い時、演算器25は第２の反射鏡17の水平角度
および仰角を演算し、第１および第２の駆動装置20，21
に指令を送出し、この指令により第１の駆動装置20は回
転板19を上記水平角度に相当するだけ回転させ、第２の
駆動装置21は反射鏡17を上記仰角に相当するだけ傾斜さ
せることにより、レーザ光13の反射鏡17による反射方向
が雷雲18の方向に合わされる。
【００１５】以下、図３におけるフローチャートに基づ
いて演算器25の動作を詳細に説明する。まず、ステップ
Ｓ31において各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された
各測定値Ｅ(i) を読み込む、次にステップ32において各
測定値Ｅ(i) を比較し最大測定値Ｅmax を求め、この最
大測定値Ｅmax がステップＳ33で予め設定された設定値
Esより大きい場合には、ステップＳ34において最大測定
値Ｅmax が測定された地点の位置情報（極座標表示γ
ｍ，θｍ）を検索する。そして、ステップＳ35において
位置情報のうちθｍを水平角度θ1 に設定する。
いて演算器25の動作を詳細に説明する。まず、ステップ
Ｓ31において各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された
各測定値Ｅ(i) を読み込む、次にステップ32において各
測定値Ｅ(i) を比較し最大測定値Ｅmax を求め、この最
大測定値Ｅmax がステップＳ33で予め設定された設定値
Esより大きい場合には、ステップＳ34において最大測定
値Ｅmax が測定された地点の位置情報（極座標表示γ
ｍ，θｍ）を検索する。そして、ステップＳ35において
位置情報のうちθｍを水平角度θ1 に設定する。
【００１６】次に、ステップＳ36において、位置情報の
うち長さ情報γｍと雷雲18の雲底の地上高さｈおよび接
地鉄塔15の高さhtから、例えば次式でレーザの仰角θｈ
を求める。 θｈ＝tan -1（（ｈ−ｈｔ）／γｍ） なお、上式において雲底の地上高さｈを測定する手段が
得られない場合は、一般的な雲底の地上高さとして夏期
は４〜８km、冬期は１〜２kmを選定する。又、レーザ光
13が例えば大地と垂直に発射される場合、仰角θｈを得
るための第２の反射鏡17の水平面からの傾き角度θ2 は
次式で得られる。 θ2 ＝１／２（90°＋θｈ）
うち長さ情報γｍと雷雲18の雲底の地上高さｈおよび接
地鉄塔15の高さhtから、例えば次式でレーザの仰角θｈ
を求める。 θｈ＝tan -1（（ｈ−ｈｔ）／γｍ） なお、上式において雲底の地上高さｈを測定する手段が
得られない場合は、一般的な雲底の地上高さとして夏期
は４〜８km、冬期は１〜２kmを選定する。又、レーザ光
13が例えば大地と垂直に発射される場合、仰角θｈを得
るための第２の反射鏡17の水平面からの傾き角度θ2 は
次式で得られる。 θ2 ＝１／２（90°＋θｈ）
【００１７】このようにして得られた水平角度θ1 は第
１の駆動装置20に、又、水平面からの傾きすなわち上下
方向角度θ2 は第２の駆動装置21にそれぞれ指令として
与えられる。そして、指令を受けた第１の駆動装置20は
回転板19を所定角度だけ回転させ水平角度θ1 を得る。
又、第２の駆動装置21は第２の反射鏡17を傾かせて上下
方向角度θ2 を得る。このようにして第２の反射鏡17の
角度設定が終了すると、演算器25は制御部12にレーザ発
射の指令を出す。指令を受けた制御部12はレーザ発振装
置11からレーザ光13を発射する。そして、発射されたレ
ーザ光13はレンズ14によって集光され、第１および第２
の反射鏡16，17で反射された後雷雲18の方向に照射され
る。
１の駆動装置20に、又、水平面からの傾きすなわち上下
方向角度θ2 は第２の駆動装置21にそれぞれ指令として
与えられる。そして、指令を受けた第１の駆動装置20は
回転板19を所定角度だけ回転させ水平角度θ1 を得る。
又、第２の駆動装置21は第２の反射鏡17を傾かせて上下
方向角度θ2 を得る。このようにして第２の反射鏡17の
角度設定が終了すると、演算器25は制御部12にレーザ発
射の指令を出す。指令を受けた制御部12はレーザ発振装
置11からレーザ光13を発射する。そして、発射されたレ
ーザ光13はレンズ14によって集光され、第１および第２
の反射鏡16，17で反射された後雷雲18の方向に照射され
る。
【００１８】なお、レーザ発振装置11としては、例えば
ＴＥＡ−ＣＯ2 レーザ、エキシマレーザなどを用いる。
また、レーザ光13を誤発振して、人間あるいは、器物を
損傷しないように、レーザ発射角度θ1 、θ2 が所定の
範囲内の時だけ発振可能なように、インタロックをかけ
るなどのフェイルセーフ機能、あるいは、最初はレーザ
出力を絞って試射を行なうようなフェイルセーフ機能を
付加する等の対策を施せば、装置としてより安全性が確
保される。尚、上記実施例１ではレーザ光13の集光にレ
ンズ14を用いたが、第１および第２の反射鏡16または17
を凹面鏡として集光してもよい。また、上記実施例１で
は、電界計22ａ〜22ｄによって、雷雲の接近を検出する
方法について述べたが、落雷時に発生する磁界変化、あ
るいはＵＨＦ波などの電磁波を検出して方向を検出して
もよい。
ＴＥＡ−ＣＯ2 レーザ、エキシマレーザなどを用いる。
また、レーザ光13を誤発振して、人間あるいは、器物を
損傷しないように、レーザ発射角度θ1 、θ2 が所定の
範囲内の時だけ発振可能なように、インタロックをかけ
るなどのフェイルセーフ機能、あるいは、最初はレーザ
出力を絞って試射を行なうようなフェイルセーフ機能を
付加する等の対策を施せば、装置としてより安全性が確
保される。尚、上記実施例１ではレーザ光13の集光にレ
ンズ14を用いたが、第１および第２の反射鏡16または17
を凹面鏡として集光してもよい。また、上記実施例１で
は、電界計22ａ〜22ｄによって、雷雲の接近を検出する
方法について述べたが、落雷時に発生する磁界変化、あ
るいはＵＨＦ波などの電磁波を検出して方向を検出して
もよい。
【００１９】実施例２．全体の概略構成は図１に示す実
施例１における装置と同様であり、図４はこの発明の実
施例２における誘雷装置の動作を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートに沿って動作を説明す
る。まず、ステップＳ41で時刻ｔを計時し、時々刻々計
時される時間間隔△ｔを予め設定される時間間隔Ｔとス
テップＳ42で比較して△ｔがＴを超過すると、ステップ
Ｓ43で各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された各測定
値Ｅ(i) を読み込むとともに、各測定値Ｅ(i) を比較し
て最大測定値Ｅmax を求める。
施例１における装置と同様であり、図４はこの発明の実
施例２における誘雷装置の動作を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートに沿って動作を説明す
る。まず、ステップＳ41で時刻ｔを計時し、時々刻々計
時される時間間隔△ｔを予め設定される時間間隔Ｔとス
テップＳ42で比較して△ｔがＴを超過すると、ステップ
Ｓ43で各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された各測定
値Ｅ(i) を読み込むとともに、各測定値Ｅ(i) を比較し
て最大測定値Ｅmax を求める。
【００２０】次に、ステップＳ44でこの最大測定値Ｅma
x が予め設定された設定値Esより大きい場合には、スッ
テプＳ45において最大測定値Ｅmax が測定された地点の
位置情報（極座標γｍ，θｍ）を検索する。そして、ス
テップＳ46において位置情報のうちθｍを水平角度θ1
に設定するとともに、位置情報のうちγｍと雷雲18の雲
底の地上高さｈおよび接地鉄塔15の高さhtからレーザ発
射の仰角θ2 を求める。このようにして求められた位置
データおよび電界値データはステップＳ47においてその
時の時刻ｔのデータとしてメモリに書き込まれ、又、こ
れらのデータはステップＳ48においてディスプレー、プ
リンタ等に同時に出力される。
x が予め設定された設定値Esより大きい場合には、スッ
テプＳ45において最大測定値Ｅmax が測定された地点の
位置情報（極座標γｍ，θｍ）を検索する。そして、ス
テップＳ46において位置情報のうちθｍを水平角度θ1
に設定するとともに、位置情報のうちγｍと雷雲18の雲
底の地上高さｈおよび接地鉄塔15の高さhtからレーザ発
射の仰角θ2 を求める。このようにして求められた位置
データおよび電界値データはステップＳ47においてその
時の時刻ｔのデータとしてメモリに書き込まれ、又、こ
れらのデータはステップＳ48においてディスプレー、プ
リンタ等に同時に出力される。
【００２１】レーザ発射角θ1 ，θ2 が決ると、実施例
１と同様に演算器25はステップＳ49において第１および
第２の駆動装置20，21に指令を出す。この指令により第
１の駆動装置20は回転板19を角度θ1 に相当するだけ回
転させ、第２の駆動装置21は反射鏡17を角度θ2 に相当
するだけ傾斜させることにより、レーザ光13の反射鏡17
による反射方向はその時刻ｔにおける雷雲18の最も電界
強度の高い位置に合わされる。そして、以上のような動
作手順を繰り返すことによって、雷雲の進行方向を自動
追尾することが可能となり、又、データをメモリに書き
込むことにより、時系列変化を後日検討することがで
き、又、ディスプレーやプリンタで記録、表示すること
により、人間が直接状況を把握することもできる。
１と同様に演算器25はステップＳ49において第１および
第２の駆動装置20，21に指令を出す。この指令により第
１の駆動装置20は回転板19を角度θ1 に相当するだけ回
転させ、第２の駆動装置21は反射鏡17を角度θ2 に相当
するだけ傾斜させることにより、レーザ光13の反射鏡17
による反射方向はその時刻ｔにおける雷雲18の最も電界
強度の高い位置に合わされる。そして、以上のような動
作手順を繰り返すことによって、雷雲の進行方向を自動
追尾することが可能となり、又、データをメモリに書き
込むことにより、時系列変化を後日検討することがで
き、又、ディスプレーやプリンタで記録、表示すること
により、人間が直接状況を把握することもできる。
【００２２】実施例３．上記実施例２においては電界強
度の高い方向を自動追尾してその方向にレーザを発射す
るようにしているが、この実施例３では電界強度の高い
方向の付近を角度を変えてレーザを複数回発射し、発光
が強い地点を捜して集中的にレーザを発射するものであ
る。全体の概略構成は図１に示す実施例１における装置
と同様であり、図５はこの発明の実施例３における誘雷
装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフ
ローチャートに沿って動作を説明する。
度の高い方向を自動追尾してその方向にレーザを発射す
るようにしているが、この実施例３では電界強度の高い
方向の付近を角度を変えてレーザを複数回発射し、発光
が強い地点を捜して集中的にレーザを発射するものであ
る。全体の概略構成は図１に示す実施例１における装置
と同様であり、図５はこの発明の実施例３における誘雷
装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフ
ローチャートに沿って動作を説明する。
【００２３】まず、ステップＳ51においてレーザ照射時
における各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された各測
定値Ｅ(i) を読み込むとともに、各測定値Ｅ(i) を比較
して最大測定値Ｅmax を求める。次に、ステップＳ52で
この最大測定値Ｅmax が予め設定された設定値Esより大
きい場合には、ステップＳ53において、図３に示す各ス
テップＳ34，Ｓ35およびＳ36に示すと同様の要領で基準
水平方向角度θ1 と基準仰角θ2 を求める。そして、ス
テップＳ54においてそれぞれの角度θ1 およびθ2 の前
後に角度を変えた組合せを求め、例えばθ10＝θ1 ±ｎ
α、θ20＝θ2 ±ｍαの各角度についてレーザを発射
し、レーザ照射方向の発光の強度を検出し記録する。ス
テップＳ55ではこのようにして検出された各照射方向に
おける発光強度を比較して最大の発光強度を求め、最大
の発光強度を検出したレーザ照射方向が誘雷の確率が最
も高い方向とみなし、この方向に繰り返しレーザを照射
する。最後にステップＳ56で一定時間経過が確認される
と、再び最初のステップＳ51に戻って同様の動作を繰り
返す。
における各電界計22ａ〜22ｄでそれぞれ測定された各測
定値Ｅ(i) を読み込むとともに、各測定値Ｅ(i) を比較
して最大測定値Ｅmax を求める。次に、ステップＳ52で
この最大測定値Ｅmax が予め設定された設定値Esより大
きい場合には、ステップＳ53において、図３に示す各ス
テップＳ34，Ｓ35およびＳ36に示すと同様の要領で基準
水平方向角度θ1 と基準仰角θ2 を求める。そして、ス
テップＳ54においてそれぞれの角度θ1 およびθ2 の前
後に角度を変えた組合せを求め、例えばθ10＝θ1 ±ｎ
α、θ20＝θ2 ±ｍαの各角度についてレーザを発射
し、レーザ照射方向の発光の強度を検出し記録する。ス
テップＳ55ではこのようにして検出された各照射方向に
おける発光強度を比較して最大の発光強度を求め、最大
の発光強度を検出したレーザ照射方向が誘雷の確率が最
も高い方向とみなし、この方向に繰り返しレーザを照射
する。最後にステップＳ56で一定時間経過が確認される
と、再び最初のステップＳ51に戻って同様の動作を繰り
返す。
【００２４】図６は発光検出部を示す斜視図である。図
において、26は検出口26ａを具備した発光検出部、27は
この発光検出部26を駆動するための駆動装置である。こ
のように構成された発光検出部において、レーザ13の仰
角θ2 が図７に示すように与えられると、レーザ13は第
２の反射鏡17によって法線28に対して対称の角度、すな
わちθ3 ＝θ4 の関係で反射する。図７からも明らかな
ようにθ2 ＝θ3 であり、又、発光検出部26と反射され
たレーザ光13が平行の場合はθ4 ＝θ5 であるからθ5
＝θ2 となる。すなわち、θ5 ＝θ2となるように発光
検出部26を駆動装置27によって制御すれば、発光検出部
26と反射されたレーザ光13は平行となり、レーザ光13の
照射方向での発光を検出できる。
において、26は検出口26ａを具備した発光検出部、27は
この発光検出部26を駆動するための駆動装置である。こ
のように構成された発光検出部において、レーザ13の仰
角θ2 が図７に示すように与えられると、レーザ13は第
２の反射鏡17によって法線28に対して対称の角度、すな
わちθ3 ＝θ4 の関係で反射する。図７からも明らかな
ようにθ2 ＝θ3 であり、又、発光検出部26と反射され
たレーザ光13が平行の場合はθ4 ＝θ5 であるからθ5
＝θ2 となる。すなわち、θ5 ＝θ2となるように発光
検出部26を駆動装置27によって制御すれば、発光検出部
26と反射されたレーザ光13は平行となり、レーザ光13の
照射方向での発光を検出できる。
【００２５】実施例４．図８はこの発明の実施例４にお
ける誘雷装置の概略構成を示すブロック図である。図か
らも明らかなように、レーザ発振装置11は複数で構成さ
れ、それぞれの発振装置11から発射されるレーザ光13
は、それぞれ焦点距離の異なるレンズ14ａ，14ｂ，14ｃ
によって集光され、第３の反射鏡29、第１の反射鏡16お
よび第２の反射鏡17の順に反射されて各焦点31，32，33
を結ぶ。このようにして結ばれた各焦点31，32，33の近
傍は、集光されエネルギー密度が高くなるため気体が電
離されてプラズマが発生するため、接地鉄塔15と雷雲18
との間の異なる地点に複数のプラズマが生成され、落雷
の誘導経路になりやすくなり誘雷の確率を高めることが
できる。
ける誘雷装置の概略構成を示すブロック図である。図か
らも明らかなように、レーザ発振装置11は複数で構成さ
れ、それぞれの発振装置11から発射されるレーザ光13
は、それぞれ焦点距離の異なるレンズ14ａ，14ｂ，14ｃ
によって集光され、第３の反射鏡29、第１の反射鏡16お
よび第２の反射鏡17の順に反射されて各焦点31，32，33
を結ぶ。このようにして結ばれた各焦点31，32，33の近
傍は、集光されエネルギー密度が高くなるため気体が電
離されてプラズマが発生するため、接地鉄塔15と雷雲18
との間の異なる地点に複数のプラズマが生成され、落雷
の誘導経路になりやすくなり誘雷の確率を高めることが
できる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば各電気量測定手段で測定された各電気量を比較して
その値が最大の地点の位置情報を検出し、この位置情報
に基づいて照射手段を制御してレーザ光の反射方向を被
照射対象物としての雷雲の方向に合せるようにしたの
で、レーザ光の発射方向を任意に変えて雷雲の方向に発
射することができる誘雷装置の提供が可能となり、又、
請求項２によれば各電気量測定手段で測定される各電気
量を所定の時間間隔で比較し、その値が最大の地点の各
位置情報を順次検出するようにしたので、雷雲の進行を
自動追尾してレーザ光を一定間隔で発射でき誘雷確率を
一層高めることができる誘雷装置の提供が可能となり、
さらに、請求項３によれば複数のレーザ光を発射してそ
れぞれ異なる複数の位置に焦点を結ばせて落雷の誘導経
路を形成するようにしたので、誘雷確率をさらに高める
ことができる誘雷装置の提供が可能となり、さらに又、
請求項４によればH2O を透過する波長帯のレーザ光を発
射させるようにしたので、雨天時にも所定の性能を発揮
することができる誘雷装置の提供が可能となり、そし
て、請求項５によれば照射方向がそれぞれ制御されて発
射されるレーザ光の各発光強度を測定して比較し、発光
強度の強い地点にレーザ光を集中的に照射するようにし
たので、誘雷確率をさらに高めることができる誘雷装置
の提供が可能となる。
れば各電気量測定手段で測定された各電気量を比較して
その値が最大の地点の位置情報を検出し、この位置情報
に基づいて照射手段を制御してレーザ光の反射方向を被
照射対象物としての雷雲の方向に合せるようにしたの
で、レーザ光の発射方向を任意に変えて雷雲の方向に発
射することができる誘雷装置の提供が可能となり、又、
請求項２によれば各電気量測定手段で測定される各電気
量を所定の時間間隔で比較し、その値が最大の地点の各
位置情報を順次検出するようにしたので、雷雲の進行を
自動追尾してレーザ光を一定間隔で発射でき誘雷確率を
一層高めることができる誘雷装置の提供が可能となり、
さらに、請求項３によれば複数のレーザ光を発射してそ
れぞれ異なる複数の位置に焦点を結ばせて落雷の誘導経
路を形成するようにしたので、誘雷確率をさらに高める
ことができる誘雷装置の提供が可能となり、さらに又、
請求項４によればH2O を透過する波長帯のレーザ光を発
射させるようにしたので、雨天時にも所定の性能を発揮
することができる誘雷装置の提供が可能となり、そし
て、請求項５によれば照射方向がそれぞれ制御されて発
射されるレーザ光の各発光強度を測定して比較し、発光
強度の強い地点にレーザ光を集中的に照射するようにし
たので、誘雷確率をさらに高めることができる誘雷装置
の提供が可能となる。
【図１】この発明の実施例１における誘雷装置の概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１における誘雷装置の要部を構成する反射手
段を示す斜視図である。
段を示す斜視図である。
【図３】図１における誘雷装置の要部を構成する演算器
の動作手順を示すフローチャートである。
の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施例２における誘雷装置の要部を
構成する演算器の動作手順を示すフローチャートであ
る。
構成する演算器の動作手順を示すフローチャートであ
る。
【図５】この発明の実施例３における誘雷装置の要部を
構成する演算器の動作手順を示すフローチャートであ
る。
構成する演算器の動作手順を示すフローチャートであ
る。
【図６】この発明の実施例３における誘雷装置の要部を
構成する発光検出部を示す斜視図である。
構成する発光検出部を示す斜視図である。
【図７】図６における発光検出部でレーザ光の照射方向
の発光が検出できることを説明するための図である。
の発光が検出できることを説明するための図である。
【図８】この発明の実施例４における誘雷装置の概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図９】従来の単一レーザを用いたレーザ誘雷装置の概
略構成を示すブロック図である。
略構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の複数のレーザを用いたレーザ誘雷装置
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
11 レーザ発振装置（レーザ発振手段） 13 レーザ光 14，14ａ，14ｂ，14ｃ レンズ 15 鉄塔 16 第１の反射鏡 17 第２の反射鏡（照射手段） 18 雷雲 22ａ，22ｂ，22ｃ，22ｄ 電界計（電気量測定手段） 25 演算器（位置情報検出手段）（照射方向制御手段）
Claims (5)
- 【請求項１】 接地された鉄塔と、この鉄塔を中心にし
て所定の複数地点に設置された電気量測定手段と、レー
ザ光を発生するレーザ発振手段と、上記鉄塔上に配設さ
れ上記レーザ光を反射して照射する照射手段と、上記各
電気量測定手段で測定された上記電気量を比較しその値
が最大の地点の位置情報を検出する位置情報検出手段
と、上記位置情報に基づいて上記照射手段を制御し上記
レーザ光の反射方向を被照射対象物の方向に合せる照射
方向制御手段とを備えたことを特徴とする誘雷装置。 - 【請求項２】 位置情報検出手段は、各電気量測定手段
で順次測定される各電気量を所定の時間間隔で比較し、
その値が最大の地点の各位置情報を順次検出するように
なされていることを特徴とする請求項１記載の誘雷装
置。 - 【請求項３】 レーザ発振手段はレーザ源が複数で構成
され、上記各レーザ源からのレーザ光は照射手段により
それぞれ異なる位置に焦点を結ぶようになされているこ
とを特徴とする請求項１記載の誘雷装置。 - 【請求項４】 レーザ発振手段はH2O を透過する波長帯
のレーザ光を発生するようになされていることを特徴と
する請求項１記載の誘雷装置。 - 【請求項５】 接地された鉄塔と、この鉄塔を中心にし
て所定の複数地点に設置された電気量測定手段と、レー
ザ光を発生するレーザ発振手段と、上記鉄塔上に配設さ
れ上記レーザ光を反射して照射する照射手段と、上記各
電気量測定手段で順次測定される上記各電気量を所定の
時間間隔で比較しその値が最大の地点の各位置情報を順
次検出する位置情報検出手段と、この位置情報検出手段
によって順次検出される各時間間隔毎の上記電気量が最
大となる地点の上記各位置情報に基づいて上記照射手段
を制御し上記レーザ光の反射方向を被照射対象物の方向
に順次合せる照射方向制御手段と、この照射方向制御手
段によって照射方向がそれぞれ制御され発射される上記
レーザ光の各発光強度を測定して比較し上記発光強度の
強い地点に上記レーザ光を集中的に照射するように上記
照射方向制御手段を制御するレーザ光集中制御手段とを
備えたことを特徴とする誘雷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19764891A JP2636575B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 誘雷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19764891A JP2636575B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 誘雷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541289A JPH0541289A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2636575B2 true JP2636575B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16377993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19764891A Expired - Lifetime JP2636575B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 誘雷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636575B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2750806B1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-09-11 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de protection d'un site contre des impacts directs de la foudre |
| JP4641216B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2011-03-02 | 財団法人電力中央研究所 | ハイブリッドレーザーを利用した放電誘導方法および装置 |
| SA113340468B1 (ar) | 2012-04-13 | 2015-07-07 | ميتسوي كيميكالز، انك. | عملية لتنقية الفينول |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP19764891A patent/JP2636575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541289A (ja) | 1993-02-19 |
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