[发明专利]一种三维电场强度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及电场强度测量技术领域，特别涉及一种三维电场强度测量装置。

背景技术

随着科学技术的发展，电子电气设备的应用剧增，金融、广电、IT、电力、电信、民航、铁路、医疗等行业均成了电磁辐射的高危行业，对电场强度的检测需求越来越大。环保、计量、安全检测、劳动防护、电厂、输变电等领域都需要用到电场检测设备。

现有的电场传感器(例如：双球式电场仪、火箭电场仪和旋片式电场传感器等)只能探测大气电场强度矢量一维或两维方向分量，而不能同时探测三维电场强度。而且，电场传感器虽然有不同的量程可以人工选择，但是不能由电场传感器根据探测的电场自动调节，使得电场传感器的使用不便捷。

发明内容

本发明实施例提供了一种三维电场强度测量装置，可以解决现有电场传感器只能检测一维或两维电场强度且需要人工调整测量量程的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种三维电场强度测量装置，所述装置包括：

三维电场探头、信号接收电路、程控放大电路、模数转换电路、单片机、以及电源，

所述三维电场探头包括：三副相互垂直的偶极子天线，

所述信号接收电路包括：第一信号接收电路、第二信号接收电路、以及第三信号接收电路，

所述程控放大电路包括：第一程控放大电路、第二程控放大电路、以及第三程控放大电路，

所述模数转换电路包括：第一模数转换电路、第二模数转换电路、以及第三模数转换电路，

所述三维电场探头的三个所述偶极子天线分别与所述第一信号接收电路、所述第二信号接收电路、以及所述第三信号接收电路电连接，

所述第一程控放大电路分别与所述第一信号接收电路、所述第一模数转换电路、以及所述单片机电连接，

所述第二程控放大电路分别与所述第二信号接收电路、所述第二模数转换电路、以及所述单片机电连接，

所述第三程控放大电路分别与所述第三信号接收电路、所述第三模数转换电路、以及所述单片机电连接，

所述第一模数转换电路、所述第二模数转换电路、以及所述第三模数转换电路均与所述单片机电连接，

所述电源与所述单片机电连接；

所述单片机，用于获取三个所述偶极子天线测得的待测电场的电场强度分量；判断所述待测电场的电场强度分量是否低于第一标准；如果所述待测电场的电场强度分量低于所述第一标准，则向所述程控放大电路发送第一控制信号，所述第一控制信号用于增大所述程控放大电路的放大倍数；如果所述待测电场的电场强度分量不低于所述第一标准，则判断所述待测电场的电场强度分量是否高于第二标准；如果所述待测电场的电场强度分量高于所述第二标准，则向所述程控放大电路发送第二控制信号，所述第二控制信号用于减小所述程控放大电路的放大倍数；如果所述待测电场的电场强度分量既不低于所述第一标准，也不高于所述第二标准，则根据所述待测电场的电场强度分量计算待测电场的电场强度。

具体地，三副所述偶极子天线的中点重合，且每两副所述偶极子天线相互垂直；

或者，一副所述偶极子天线的两端的延伸线分别经过另两副所述偶极子天线的中点，且每两副所述偶极子天线相互垂直；

或者，三副所述偶极子天线的一端重合，且每两副所述偶极子天线相互垂直。

具体地，每副所述偶极子天线均包括：

基板、对称安装在所述基板上的两个相同的天线振子、检波二极管、以及信号输出导线，所述检波二极管的两端分别与两个所述天线振子靠近对称中心的一端电连接，所述信号输出导线与所述检波二极管的两端电连接。

进一步地，所述信号输出导线为柔性碳膜高阻导线，所述检波二极管为肖特基检波二极管。

具体地，所述第一程控放大电路包括：第一运算放大器和第一模拟开关电路，所述第一模拟开关电路分别与所述第一运算放大器和所述单片机电连接；

所述第二程控放大电路包括：第二运算放大器和第二模拟开关电路，所述第二模拟开关电路分别与所述第二运算放大器和所述单片机电连接；

所述第三程控放大电路包括：第三运算放大器和第三模拟开关电路，所述第三模拟开关电路分别与所述第三运算放大器和所述单片机电连接。

具体地，所述电源包括：可充电电池、电池充放电管理电路、以及稳压电路，所述电池充放电管理电路分别与所述可充电电池、所述稳压电路、以及所述单片机电连接。

进一步地，所述装置还包括：二级放大电路，所述二级放大电路包括：第一二级放大电路、第二二级放大电路、以及第三二级放大电路，