[发明专利]雷电高速光度计

说明书

技术领域

本发明涉及气象检测技术领域，尤其涉及一种雷电高速光度计。

背景技术

雷电是自然界中大气的放电现象，对雷电进行监测，提供雷电灾害预警信息，对雷电灾害的防护具有重要意义。众所周知，雷电放电的先导过程的发展速度为1×10⁶m/s量级，而回击过程的发展速度达到1×10⁸m/s量级，针对雷电放电通道发展过程的进行有效的光学观测并非易事，以往都是采用高速CCD或CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器构成的高速相机进行雷电的观测，但受到CCD和CMOS器件固有的积分时间和读出速度限制，雷电，传统的高速相机无法获得高时间分辨率的雷电放电通道发展过程光学观测资料，从而无法有效监测雷电。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种雷电高速光度计。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能有效检测雷电通道的雷电高速光度计以提供更高时间分辨率的雷电通道发展过程的光学观测资料。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种雷电高速光度计，其包括光学成像单元、多通道光纤束传输单元、光电转换单元及多通道信息记录单元；所述光学成像单元用于采集雷电通道的光信号；所述多通道光纤束传输单元的一端连接到光学成像单元的焦平面上，另一端连接到光电转换单元上，用于将光学成像单元采集的光信号传递至光电转换单元；所述光电转换单元用于将光信号快速转换为电信号；所述多通道信息记录单元与所述光电转换单元连接，用于接收光电转换单元传来的电信号并记录雷电通道的光强和光强变化信息。

其中，所述光学成像单元为单镜头反光式光学照相机；所述多通道光纤束传输单元包括多根光纤束，多根光纤束均连接到单镜头反光式光学照相机的焦平面上，多根光纤束的连接端在单镜头反光式光学照相机的焦平面上形成阵列排布。

其中，所述光电转换单元包括多个雪崩光电二极管,每个雪崩光电二极管与相应的多通道光纤束传输单元的每根光纤束连接。

其中，所述每个雪崩光电二极管与相应的一根光纤束通过一耦合器连接。

其中，所述多通道信息记录单元为高速多通道采集记录仪。

其中，所述高速多通道采集记录仪具有与所述雪崩光电二极管数目相同的模拟采集通道，每个模拟采集通道与相应的一个雪崩光电二极管连接。

其中，所述多通道采集记录仪的每个模拟采集通道的采样频率大于等于光电转换单元的截止频率上限的2倍。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的雷电高速光度计中，多通道光纤束传输单元与光学成像单元的焦平面连接，将光学成像单元采集的雷电通道光信息快速转换为电信号，然后该电信号传输至多通道信息记录单元，由多通道信息记录单元进行采样记录，从而可得到雷电通道的光强和光强变化信息，进而可得到更高时间分辨率的雷电通道发展过程光学信息，且本发明结构简单紧凑，探测效率高。

附图说明

图1是本发明实施例雷电高速光度计的连接关系示意图；

图2是本发明实施例雷电高速光度计中光学成像单元焦平面与光纤束连接方式示意图；

图3是本发明实施例雷电高速光度计中光学成像单元焦平面上多根光纤束连接端的排布示意图。

图中，1：单镜头反光式光学照相机；2：焦平面；3：光纤束；4：耦合器；5：雪崩光电二极管；6：高速多通道采集记录仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的雷电高速光度计包括光学成像单元、多通道光纤束传输单元、光电转换单元及多通道信息记录单元；光学成像单元为单镜头反光式光学照相机1，用于采集雷电通道的光信号；多通道光纤束传输单元的一端连接到单镜头反光式光学照相机1的焦平面2上，另一端连接到光电转换单元上，用于将单镜头反光式光学照相机1采集的光信号传递至光电转换单元，具体地，多通道光纤束传输单元包括多根光纤束3；光电转换单元包括多个雪崩光电二极管5,每个雪崩光电二极管5与相应的多通道光纤束传输单元的每根光纤束3连接，用于将光信号快速转换为电信号；多通道信息记录单元与光电转换单元连接，用于接收光电转换单元传来的电信号并记录雷电通道的光强和光强变化信息，多通道信息记录单元为高速多通道采集记录仪6。