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雷電預警系統

作者:管理員  發布時間:2019/10/23 18:28:39  點擊率:4763

TS-WLW/LT型雷電預警系統是目前國際上最先進的全數字化電場探測與雷電預警平臺,其核心電場探測結構基于電荷感應原理、采用MEMS(微機電系統)技術研制,無電機等易磨損可動機械部件,具有體積小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出優點。該系統采用電場微分結合門限閾值優化雷電預警算法,與常規采用的門限閾值方法相比較,可有效規避人為干擾(短時帶強靜電物體經過)引起的誤報問題,進一步提高了預警的準確度。

TS-WLW/LT系統預警準確、便于組網、安裝方便,主要面向氣象、石油石化、電網、航天國防等領域大氣電場探測和預警的應用需求。


特點和優勢

高靈敏、低功耗的MEMS電場敏感芯片技術

傳感器無電機等易磨損機械部件,功耗低、易集成

優化的雷電預警算法

可適應各種惡劣環境

單點預警和多點組網預警

太陽能供電方式,適用于多種場合

豐富的外延設備

簡單便捷的安裝方式

 

 

高靈敏、低功耗的MEMS電場敏感芯片技術

TS-WLW/LT15MEMS電場傳感器主要用于監測地面大氣電場,其核心探測結構為MEMS電場敏感芯片,其基于先進的半導體加工工藝在硅基底上進行制作,無電機等易磨損可動機械部件,降低了功耗,提高了傳感器的可靠性。MEMS電場敏感芯片采用高可靠的氣密性封裝技術,提高了電場探測的準確度和長期穩定性。

優化的雷電預警算法

系統采用電場微分結合門限閾值優化雷電預警算法,與常規采用的門限閾值方法相比較,可有效規避人為干擾(短時帶強靜電物理經過)引起的誤報問題,進一步提高了預警的準確度。

可適應各種惡劣環境

TS-WLW/LT15MEMS電場傳感器無暴露可動機械部件,可用于易燃易爆場所。所采用的外殼材料在海洋和化學工業環境中具有較強的耐腐蝕能力, 能適應各種惡劣的安裝環境。

單點預警和多點組網預警

系統的數據傳輸包括有線和無線兩種方式,式完全遵循目前最流行并且成本低廉的TCP/IP互聯網協議;用戶可以通過各種局域網或廣域網接入服務,所以便于實現雷電單點預警或多點組網區域預警。

太陽能供電方式,適用于多種場合

系統的工作功耗不超過2W,適合采用太陽能供電方式,可支持多種場合安裝。

豐富的外延設備

由于系統完全使用標準化的工業接口,因此可以與許多其它廠商的外延設備(報警、通訊、斷路器等)對接,從而滿足特殊環境的要求。

簡單便捷的安裝方式

設備分為四個部分(傳感器、控制器、供電單元、客戶端及軟件),安裝非常方便,在用戶無特殊要求的場合,所有設備安裝工作可以在一個工作日內完成。

硬件組成

TS-WLW/LT型雷電預警系統主要由TS-WLW/LT15MEMS電場傳感器、控制器、供電單元、客戶終端及軟件等構成。

功能實現原理

雷電產生的條件是雷雨云有電荷積累并形成了極性。雷雨云的靠近與雷電的發生引起地面的靜電場發生了劇烈變化。以在平地距地面約1.5m處設立的檢測點為例,在通常的標準情況下(平地、平原、沒有尖端放電),在一個無云天氣檢測到的平均場強約為150V/m左右,而當場強檢測值達到2kV/m以上時,通常意味著該地點上方雷云已經產生;如果場強持續增大至4kV/m,發生雷閃現象的可能性就將超過90%;雷閃發生時,場強會增大至6kV/m以上。一般情況下,獨立雷云(對流雷云)或雷云群的產生需要至少約20分鐘。當地面場強達到2kV/m 以上時,說明該地點雷雨云正在逐漸形成或正在靠近。

電場傳感器主要用于偵測近地面電場變化情況,能夠通過對電場強度、極性變化的探測和分析,實時地監測本地雷云變化,并對可能造成雷擊危險的大氣電場變化加以識別和預警。

TS-WLW/LT型雷電預警系統以TS-WLW/LT15型MEMS電場傳感器為電場探測機構,采用電場微分結合門限閾值優化雷電預警算法,可有效規避人為干擾(短時帶強靜電物體經過)引起的誤報問題,進一步提高了預警的準確度;采用太陽能供電方式,電場探測數據通過控制器中的數據采集分析模塊進行數據修正并基于優化雷電預警算法分析是否發生報警;電場數據、時間、報警信息、位置信息等可通過RS232、RS485進行本地傳輸,也通過GPRS發送到遠程服務器端;上位機軟件可實時顯示電場監測數據、報警狀態以及調閱電場歷史數據等;系統帶有授時和定位功能。

由于雷雨云的靜電場建立和衰減受到固有物理定律的限制,TS-WLW/LT15型雷電預警系統的探測半徑在10~15 km左右。在通常情況下,系統使用三個危險報警分級來界定雷閃的接近程度。為了獲得足夠的預警效果,第一等級的場強門限應設得相應較低,第二等級將提供進一步確定信息,而第三等級確定雷閃發生。當場強降到門限場強水平以下時,警報聲將停止。通過長期的現場試驗驗證,預警系統可以依據用戶要求,通過對門限值的調整,達到較高的預警精確性(一般情況下,用戶對預警時間要求越短,預警信息的準確度就越高)。

技術參數

性能

電場測量范圍                             -50kV/m~50kV/m

分辨力                                            20V/m

準確度                                           優于5%

探測距離(半徑)                                 10~15km

溫度范圍         -40~55(傳感器),-20~55(控制器)

供電電源                                    太陽能電池板

供電電壓                                          12VDC

供電電池                                鉛酸電池12V/40Ah

傳感器功耗                                    0.65W6V

系統工作功耗                                        1.8W

數據通信                             GPRS、RS232、RS485

預警形式                                     三級預警輸出

防水防塵等                                       IP54

傳感器直徑                                        Φ78mm

支撐桿直徑                                        Φ45mm

支撐桿高度                                          1.5m

傳感器重量                                           1kg

TS-WLW/LT15型雷電預警系統客戶端軟件主要實現以下功能:單機版客戶終端

數據展示:動態曲線圖顯示和實時電場值顯示

數據存儲:Sqlite數據庫存儲和文件存儲

電場預警:指示燈和蜂鳴器提供三級預警提示

歷史數據查詢:根據時間段查看歷史電場曲線圖

時間校準:發送授時命令到傳感器,校準傳感器時間

截圖:提供實時曲線圖導出圖片

 


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