[发明专利]雷电三维磁场数据采集系统

权利要求书

1.一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于，包括：磁场感应天线、主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置、上位机及金属屏蔽外壳，主控制器、信号调理电路、A/D转换电路、触发电路、无线接收装置、GPS装置和上位机均安装在金属屏蔽外壳中；磁场感应天线测量磁场产生的感应电动势信号，并将信号传输至信号调理电路，信号调理电路分别与A/D转换电路和触发电路相连，A/D转换电路、触发电路和GPS装置均连接至主控制器，触发电路作为A/D转换电路的工作开关，当触发电路检测到雷电发生时，主控制器使能A/D转换电路，A/D转换电路采集经过信号调理电路调理的信号并转换为数字信号，并将数字信号发送给主控制器，同时GPS装置记录雷电发生的时间并发送给主控制器，主控制器对数字信号进行计算，并通过无线接收装置传输给上位机进行显示。

2.如权利要求1所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：信号调理电路包括依次相连的前置放大电路、滤波电路和主放大电路，磁场感应天线测量的感应电动势信号先经过前置放大电路放大达到既定的电压要求，再通过滤波电路过滤噪声，最后经过主放大电路进行二次放大。

3.如权利要求2所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：前置放大电路采用运算放大器AD817，滤波电路采用通带范围为1kHz-1MHz的带通滤波器，主放大电路采用运算放大器AD818和多路开关选择器ADG5208相配合，构成1-100倍的程控放大器。

4.如权利要求2所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：磁场感应天线采用内外导体结构，其中内导体由三个互相正交的环形线圈构成，线圈为带有绝缘外皮的铜线，每个线圈的外导体为通过绝缘接口连接的四段铝管，内导体的铜线通过铝管的间隙处引出，与前置放大器相连。

5.如权利要求4所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：每个环形线圈的面积为0.64m²，匝数为1。

6.如权利要求1所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：触发电路包括光电触发模块和阈值触发模块，光电触发模块通过光电二极管感应闪电的光后产生电流，经过I-V转换器后变为电压信号，通过高通滤波器过滤背景噪声后，经过后端电压比较器进行开关控制；阈值触发模块采用程控放大，若检测到放大后的信号大于阈值，则判断雷电的发生。

7.如权利要求6所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：当光电触发模块和阈值触发模块都判断有雷电发生时，主控制器使能A/D转换电路。

8.如权利要求1所述的一种雷电三维磁场数据采集系统，其特征在于：主控制器选择ARM11核心处理器，A/D转换电路采用AD9248芯片。