LP-W01A型雷電預(yù)警系統(tǒng)主要由DDC-W03型 MEMS電場傳感器、控制器、供電單元、客戶終端及軟 件等構(gòu)成。
功能實現(xiàn)原理
雷電產(chǎn)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(fā)生引起地面的靜電場發(fā)生了劇 烈變化。以在平地距地面約1.5m處設(shè)立的檢測點為例, 在通常的標(biāo)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(dāng)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(jīng)產(chǎn)生;如果場強持續(xù)增大至4kV/m,發(fā)生雷 閃現(xiàn)象的可能性就將超過90%;雷閃發(fā)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(chǎn)生需要至少約20分鐘。當(dāng)?shù)孛鎴鰪娺_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(jiān) 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(yù)警。
LP-W01A型雷電預(yù)警系統(tǒng)以DDC-W03型MEMS 電場傳感器為電場探測機構(gòu),采用電場微分結(jié)合門限閾 值優(yōu)化雷電預(yù)警算法,可有效規(guī)避人為干擾(短時帶強 靜電物體經(jīng)過)弓I起的誤報問題,進一步提高了預(yù)警的 準確度;采用太陽能供電方式,電場探測數(shù)據(jù)通過控制 器中的數(shù)據(jù)
采集分析模塊進行數(shù)據(jù)修正并基于優(yōu)化雷電 預(yù)警算法分析是否發(fā)生報警;電場數(shù)據(jù)、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(fā)送到遠程服務(wù)器端;上位機軟件可實時 顯示電場監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警狀態(tài)以及調(diào)閱電場歷史數(shù)據(jù)等: 系統(tǒng)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,LP-W01A型雷電預(yù)警系統(tǒng)的探測半徑在 10-15 km左右。在通常情況下,系統(tǒng)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(yù)警效 果,第一等級的場強門限應(yīng)設(shè)得相應(yīng)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(fā)生。當(dāng)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(xiàn)場試驗驗證,預(yù)警系統(tǒng)可以依據(jù)用戶要求,通過對 門限值的調(diào)整,達到較高的預(yù)警精確性(一般情況下, 用戶對預(yù)警時間要求越短,預(yù)警信息的準確度就越高)。