[发明专利]一种圆柱形空域电场传感器及其空间电场强度测量方法及系统

说明书

本发明公开一种圆柱形空域电场传感器及其空间电场强度测量方法及系统，包括：通过第一电机驱动传感器的第一感应结构在电场中旋转；通过第二电机驱动传感器的第二感应结构在电场中旋转；第一感应结构和第二感应结构转速不相同；分别在第一感应结构和第二感应结构的表面产生第一感应电流和第二感应电流；第一感应结构和第二感应结构为半径相同、并且长度相同的空心半圆柱体，第一感应结构和第二感应结构为相同的金属材料；通过第一信号处理电路对第一感应电流进行处理，转化为第一直流电压信号；通过第二信号处理电路对第二感应电流进行处理，转化为第二直流电压信号；基于第一直流电压信号和第二直流电压信号之间的差异值计算获得电场的测量值。

技术领域

本发明涉及空间电场强度测量技术领域，更具体地，涉及一种圆柱形空域电场传感器及其空间电场强度测量方法及系统。

背景技术

现有技术已建立了互联互通的电力设施和大电网，然而一方面是输电线路产生电晕放电时，会使得环境中的电场强度大大增加，电场强度会导致不良的生物效应和环境问题，引起了有关居民住宅附近的电场投诉和环保部门对在房顶边缘、阳台等电场存在的环境下进行工频电场测试和评估的诉求越来越多，空域电场测量的研究可为特高压直流输电线周边电场的理论计算和分析提供实际测量数据，为进一步验证和优化输电线路电场的科学计算提供支撑，为系统化、定量化研究特高压直流输电线路电场的产生及控制提供基础条件；另一方面是伴随着低空空域的逐渐开放，低空域飞行器逐渐在农业、气象等各个社会领域应用越来越频繁，使得低空域飞行器碰撞高压输电线缆导致的低空飞行安全事故越来越多，严重威胁到了低空域通航安全。

与此同时，开放低空领域的和飞行器技术的发展，为高压线巡线方式由工程人员巡线过渡到飞行器自主巡线带来了新的机遇，目前仅使用飞行器所搭载的红外和图像传感器在复杂背景环境和复杂气象条件中较难实现对输电线路的精准辨识和避障，因此结合多传感器信息融合技术和智能导航技术，可有望实现基于输电线路空域电场特征的飞行器高自主性自动巡检技术，从而将极大提高输电线路运行检修的智能化和自动化水平，大幅提高线路运行检修效率。

但是传统的圆柱形电场传感器在离子流场的测量环境中表面会积累空间自由电荷，这将会改变电场传感器的输出，导致测量结果的不准确，因而传统的圆柱形电场传感器难以用于测量空间电场，所以研制一套能够准确测量空间电场强度的电场测试系统和一种测量特高压输电线路下方的空域电场的方法具有至关重要的意义。

因此，需要一种传感器，以实现对空间电场的准确测量。

发明内容

本发明技术方案提供一种圆柱形空域电场传感器及其空间电场强度测量方法及系统，以解决如何准确测量空域电场的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种圆柱形空域电场传感器及其空间电场强度测量方法，所述方法包括：

分别在第一电机驱动传感器的第一感应结构和第二电机驱动传感器的第二感应结构的表面产生第一感应电流和第二感应电流；其中所述第一感应结构和所述第二感应结构为半径相同、并且长度相同的空心半圆柱体，所述第一感应结构和所述第二感应结构为相同的金属材料；

将第一感应电流转化为第一直流电压信号；将第二感应电流转化为第二直流电压信号；

基于所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号之间的差异值计算获取合成电场的测量值。

优选地，在分别在第一电机驱动传感器的第一感应结构和第二电机驱动传感器的第二感应结构的表面产生第一感应电流和第二感应电流之前，还包括：

通过第一电机驱动传感器的第一感应结构在电场中旋转；通过第二电机驱动传感器的第二感应结构在电场中旋转；所述第一感应结构和所述第二感应结构同时开始旋转，转速不相同。

优选地，通过第一电机驱动传感器的第一感应结构在电场中旋转；通过第二电机驱动传感器的第二感应结构在电场中旋转，包括：