[发明专利]一种雷击参数测量系统及方法

说明书

本发明属于系留气球雷电防护测试领域，涉及一种雷击参数测量系统及方法。该系统包括空间电场监测设备、地面电场监测设备、雷电流波形监测设备、数据综合处理平台，其中，空间电场监测设备和地面电场监测设备通过无线通信链路与数据综合处理平台通信；雷电流波形监测设备通过光纤链路与数据综合处理平台通信。

技术领域

本发明属于系留气球雷电防护测试领域，涉及一种雷击参数测量系统及方法。

背景技术

在对系留气球的试验试飞过程中，自然雷电天气就是一个非常重要的影响因素。由于系留气球处于云层中间，此处云层内部、云层间雷电活动频繁，低空系留气球经常出现雷击事故。但是，目前，系留气球的雷电防护试验是建立在飞机防雷试验的标准上的，所有的实验室雷击试验波形及量级都是从美国F-106B飞机测试的雷击数据整理而来。系留气球的防雷击设计缺乏实际雷电波形及量级数据评估。

由于雷击是一种自然现象，在外场进行专门的雷电测量成本高。

发明内容

发明目的：提供一种雷击参数测量系统和方法，使得能够在一些系留气球型号的实际放飞试验过程中精确测量雷电参数。

技术方案：

第一方面，提供了一种雷击参数测量系统，包括：

空间电场监测设备、地面电场监测设备、雷电流波形监测设备、数据综合处理平台，

其中，空间电场监测设备和地面电场监测设备通过无线通信链路与数据综合处理平台通信；雷电流波形监测设备通过光纤链路与数据综合处理平台通信。

可选地，空间电场监测设备通过浮空器设置在空中。

可选地，空间电场监测设备包括空间电场传感器、第一数据记录装置、第一数传电台，空间电场传感器的输出端分别连接至第一数据记录装置的输入端和第一数传电台的输入端。

可选地，地面电场监测设备包括地面大气电场传感器、第二数据记录装置、第二数传电台，地面大气电场传感器的输出端分别连接至第二数据记录装置的输入端和第二数传电台的输入端。

可选地，雷电流波形监测设备包括雷电流传感器、专用存储示波器模块以及第一USB光纤接口模块，其中，雷电流传感器的输出端连接至专用存储示波器模块的输入端，专用存储示波器模块的输出端通过USB接口连接至第一USB光纤接口模块的输入端。

可选地，数据综合处理平台包括第三数传电台、第四数传电台、数据处理计算机以及第二USB光纤接口模块，其中，第三输出电台和第四数传电台分别通过RS232总线与输出处理计算机通信，数据处理计算机通过USB接口连接至第二USB光纤接口模块。

可选地，数据综合处理平台还包括打印设备。

第二方面，提供了一种雷击参数测量方法，所述方法借助于根据权利要求1至7所述的系统执行，该方法应用于数据处理计算机包括：

实时采集空间电场；

实时采集地面电场；

在雷电发生时，采集雷电流，记录雷电发生时间及持续时间；

提取在雷电发生期间空间电场的特征值；

提取在雷电发生期间地面电场的特征值；

利用空间电场的特征值、地面电场的特征值以及雷电流获取雷击参数。

可选地，空间电场的特征值为空间电场的最大值、最小值以及发生的时间，地面电场的特征值为地面电场的最大值、最小值以及发生的时间。

可选地，雷击参数包括雷电持续时间、雷电流最大值、雷电流最小值、雷电流波形次数、雷电流波形上升时间、雷电流波形半峰值时间。