一種用于大氣電場儀的激光供能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光功能裝置，特別涉及一種用于大氣電場儀的激光供能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣電場儀通過探測帶電云層和近地面電場環(huán)境及其變化，可判斷雷暴活動的發(fā)展趨勢和發(fā)生雷擊、暴風(fēng)雨的可能性，保護人身、財產(chǎn)安全，在氣象觀測系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、機場、油田、森林防火、易燃易爆物品儲存、大型關(guān)鍵電子設(shè)備、大型游樂場等領(lǐng)域具有重要作用。
[0003]典型的大氣電場儀由戶外偵測探頭、戶外控制箱、PC機三部分組成，偵測探頭通過RS485等短距有線通信技術(shù)與戶外控制箱相連，戶外控制箱又通過局域網(wǎng)的形式與上位機(一般是PC機)相連。偵測探頭中安裝有大氣電場傳感器，對地表附件的大氣靜電場場強進行測量；戶外控制箱主要完成傳感器所采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和計算，同時還對偵測探頭進行供電和箱體內(nèi)的溫濕度、電源電壓等進行監(jiān)控；戶外控制箱將采集數(shù)據(jù)發(fā)給上位機，通過安裝在上位機上的軟件系統(tǒng)存儲、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，并提供報警功能。目前戶外偵測探頭技術(shù)相對成熟，例如南京信息工程大學(xué)的實用新型專利《改良型大氣電場儀探頭(CN201320392359.9)》公開了一種抗干擾能力強，防水效果好的戶外偵測探頭；戶外控制箱中安裝通訊控制器和與機房連接的通訊電纜，和上位機都基于成熟的IT技術(shù)實現(xiàn)。典型的儀器產(chǎn)品有易龍防雷公司與南京信息工程大學(xué)聯(lián)合研制的EL-EFM型大氣電場儀、北京華云公司的DNDY-DFA1型大氣電場儀等。
[0004]由于大氣電場儀主要用于監(jiān)測雷電，室外部分需要有良好的防雷措施；同時，大氣電場傳感器輸出的信號微弱，防止干擾和減少噪聲是該種傳感器設(shè)計中的重要問題。現(xiàn)有的大氣電場儀采用市電(220V交流電)或太陽能電池供電，并提供蓄電池，在雷暴情況下防止損壞設(shè)備，也可作為太陽能電池的后備，保證儀器在惡劣天氣下正常運行。但是，太陽能電池的供電取決于天氣條件，在不同地域環(huán)境下難以給出統(tǒng)一的蓄電池容量配置；市電供電對大氣電場儀室外部分的接地存在影響，感應(yīng)電也會對傳感器造成一定干擾。光纖是絕緣材料，通過光纖傳輸能量可以簡化接地、電磁干擾等問題，而且可以簡化室外的蓄電池，減小戶外控制箱的體積，更容易實現(xiàn)安全防護，提高可靠性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有大氣電場儀的供電問題，本實用新型提供一種用于大氣電場儀的激光供能裝置。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0007]本實用新型提供一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，包括激光發(fā)射模塊、能量傳輸光纖、能量轉(zhuǎn)換模塊，其中:所述激光發(fā)射模塊包括電源、激光器、驅(qū)動電路、光纖耦合器，電源分別與激光器和驅(qū)動電路相連，驅(qū)動電路、激光器、光纖耦合器依次相連；所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過能量傳輸光纖與激光發(fā)射模塊中的光纖耦合器相連。
[0008]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述能量轉(zhuǎn)換模塊還包括與光電轉(zhuǎn)換器相連的功率檢測電路。
[0009]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述激光發(fā)射模塊安裝在室內(nèi)機房中。
[0010]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述能量轉(zhuǎn)換模塊安裝在大氣電場儀的戶外控制箱中。
[0011]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述電源為220V市電。
[0012]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0013]I)本實用新型中采用光纖進行能量傳輸，由于光纖是絕緣材料，通過光纖傳輸能量，可以提高大氣電場儀室外部分接地的可靠性，保障儀器在雷暴環(huán)境下能安全工作；
[0014]2)本實用新型采用光纖進行能量傳輸，不存在雷擊或電網(wǎng)中大功率設(shè)備通斷產(chǎn)生的電涌侵襲，可以在雷暴環(huán)境下持續(xù)供電，不需要蓄電池作為后備，可以減小戶外控制箱體積，更容易實現(xiàn)安全防護，提高可靠性；
[0015]3)本實用新型通過光纖供能，簡化電源模塊，可以避免市電中的諧波干擾，光纖不會產(chǎn)生感應(yīng)電，可以減小監(jiān)測中的電磁干擾影響，提高大氣電場儀的監(jiān)測精度。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為本實用新型的部署示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
[0019]本實用新型提供一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，如圖1所示，包括激光發(fā)射模塊、能量傳輸光纖、能量轉(zhuǎn)換模塊，其中:所述激光發(fā)射模塊包括電源、激光器、驅(qū)動電路、光纖耦合器，電源分別與激光器和驅(qū)動電路相連，驅(qū)動電路、激光器、光纖耦合器依次相連；所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過能量傳輸光纖與激光發(fā)射模塊中的光纖親合器相連。
[0020]激光發(fā)射模塊中的電源為激光器和驅(qū)動電路供電，驅(qū)動電路驅(qū)動激光器將電能轉(zhuǎn)換為激光，激光器輸出的激光經(jīng)光纖耦合器通過能量傳輸光纖傳輸至光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將接收到的激光轉(zhuǎn)換為電能，對大氣電場儀的戶外控制箱、戶外偵測探頭供電。
[0021]進一步，能量轉(zhuǎn)換模塊還包括與光電轉(zhuǎn)換器相連的功率檢測電路，用于對光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電能進行計量。
[0022]本實用新型中，能量傳輸光纖可采用用于通信的多模光纖或?qū)Ｓ玫哪芰抗饫w，根據(jù)能量傳輸光纖的型號選用對應(yīng)的光纖耦合器。
[0023]如圖2所示，本實用新型中的激光發(fā)射模塊安裝在室內(nèi)機房中，根據(jù)具體情況，電源可采用220V市電或通信機房中的48V直流電源；能量轉(zhuǎn)換模塊安裝在大氣電場儀的戶外控制箱中；由于大氣電場儀的戶外控制箱和上位機之間通過局域網(wǎng)連接，可以用已有的管道部署能量傳輸光纖，由于戶外控制箱的功耗較低，可以將光纖同時作為通信介質(zhì)和能量傳輸介質(zhì)，并通過控制手段限制能量傳輸，避免損傷光纖、干擾通信。
[0024]本實用新型是一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，由于光纖是絕緣材料，可以提高大氣電場儀室外部分接地的可靠性；和現(xiàn)有產(chǎn)品相比，不需要蓄電池作為后備，減小戶外控制箱體積；光纖供能可以避免市電中的諧波干擾，光纖不會產(chǎn)生感應(yīng)電，可以減小監(jiān)測中的電磁干擾影響。基于上述改進，本實用新型具有保障儀器在雷暴環(huán)境下安全工作，更容易實現(xiàn)儀器的安全防護，提高監(jiān)測精度等有益效果。
[0025]以上所述，僅為本實用新型中的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，其特征在于，包括激光發(fā)射模塊、能量傳輸光纖、能量轉(zhuǎn)換模塊，其中: 所述激光發(fā)射模塊包括電源、激光器、驅(qū)動電路、光纖親合器，電源分別與激光器和驅(qū)動電路相連，驅(qū)動電路、激光器、光纖耦合器依次相連； 所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過能量傳輸光纖與激光發(fā)射模塊中的光纖親合器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，其特征在于，所述能量轉(zhuǎn)換模塊還包括與光電轉(zhuǎn)換器相連的功率檢測電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射模塊安裝在室內(nèi)機房中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，其特征在于，所述能量轉(zhuǎn)換模塊安裝在大氣電場儀的戶外控制箱中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，其特征在于，所述電源為220V市電。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于大氣電場儀的激光供能裝置，包括激光發(fā)射模塊、能量傳輸光纖、能量轉(zhuǎn)換模塊，激光發(fā)射模塊通過能量傳輸光纖和能量轉(zhuǎn)換模塊相連；激光發(fā)射模塊由電源、激光器、驅(qū)動電路、光纖耦合器組成，安裝在室內(nèi)機房；能量轉(zhuǎn)換模塊由光電轉(zhuǎn)換器、功率檢測模塊組成，安裝在大氣電場儀的戶外控制箱中，對戶外控制箱和偵測探頭供電。本實用新型解決大氣電場儀室外部分的供電問題，由于光纖不導(dǎo)電，有利于大氣電場儀室外部分的防雷和接地，并能減小監(jiān)測中的電磁干擾影響。
【IPC分類】H02S40/00, H02S40/30
【公開號】CN204669297
【申請?zhí)枴緾N201520404613
【發(fā)明人】劉佳, 王強, 梅建輝, 鄭勇
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月12日