箭载双臂式电场仪的原理与设计

在介绍双臂式电场仪探测原理的基础上,给出了子午工程探空火箭搭载的双臂式电场仪的具体设计.为了降低探针的不对称和不一致性,采用了铝制球形探针设计,使用石墨涂层以减少表面不均匀性,并采用独特的外形设计来消除支撑臂阴影影响;在信号处理部分,为了能提高系统动态范围,采用了分频段处理的方法.最后,结合整体系统设计的需要提出了几点误差考虑,并给出了系统性能测试结果.所设计的电场仪带宽0～5MHz,直流探测范围为0.1mV/m～±1V/m,交流探测范围为10μV/m～50mV/m,可以实现对电场强度为0～±1V/m的空间电场进行二维测量.

空中电场仪

叙述了空中电场仪的基本测量原理，采用双电场仪结构可以解决仪器自身带电对测量的影响。仪器结构设计成上下开感应窗的光滑圆柱体。介绍了该仪器的电性原理；最后叙述了初步观测试验情况。

环境湿度对输电线路下方空间电场测量结果的影响

为了研究高湿度地区工频电场强度测量值偏大的问题,本文从环境湿度对测量系统的绝缘木支架电气特性参数的影响入手,用复介电常数描述木支架的电气特性,建立了准静态场的求解模型,应用有限元法求解了输电线路下方的空间电场分布,以数值模拟的方法获得了环境湿度对空间电场测量结果的影响规律。研究表明,在实际工况中环境湿度通过改变木支架含水率影响了支架的导电特性,导致支架附近的空间电场发生畸变,是引起电场强度增大的主要因素。提出了为高湿度地区的紧急工频电场强度测试时利用金属支架测量并修正结果的方法。

地表相对介电常数对雷暴云定位影响分析与研究

地表并非均匀介质的理想导体,传统的一维大气电场分量无法准确的对雷暴云进行定位,而利用大气电场三维场强分量进行雷暴云定位时,电场的场强、雷暴云的高度角测量往往会受到地表及空气介电常数的影响,产生定位误差。为解决雷暴云定位精度低的问题,分析了三维大气电场对于地表相对介电常数的敏感特性,结合镜像法,利用空中电荷电场分布、雷暴云电荷结构等原理,建立了雷暴云定位模型,分析得到大气电场场强、高度角与环境相对介电常数的关系。实验结果表明,地表相对介电常数越大,所测得的电场水平分量与雷暴云高度角越大,地表相对介电常数与大气电场水平分量的相关系数为-9.5,呈负相关,相关性强,因此要获得准确的雷暴云高度及方位,还须实时的地表相对介电常数进行修正。

成都电场仪资料在雷暴天气过程中的应用分析

利用大气电场仪资料,结合天气实况对成都地区2009年8月25日和26日的雷暴天气过程进行了综合分析。结果显示,大气电场仪能够在雷电发生前感应云内电荷变化,对雷暴天气的短时预报和预警具有重要意义。大气电场波形发生明显波动时,表明第一次闪电发生。雷暴天气过程开始之前电场几乎为0;开始时大气电场强度以正值为主,脉冲幅度小;雷暴降水过程中电场脉冲频繁,电场极性出现由正到负、由负到正的循环震荡变化,电场强度存在较大极值,电场强度极值与强降水时间一致。单站大气电场仪探测范围有限,将多台大气电场仪组网扩大雷电探测范围,并结合闪电定位系统和雷达回波资料了解闪电发生位置和移动趋势,实现更精确的雷暴预警。