光声雷电探测方法及其探测器的制作方法

xiaoxiao2020-7-23  4

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专利名称:光声雷电探测方法及其探测器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种探测视距内雷电距离和方位角的装置及其探测方法。
技术背景当雷电发生时,会产生巨大的回击电流及电脉冲辐射。因此,雷电定位探测直接关系着 空中飞行器的安全,是飞机飞行及航天器升空的重要参考数据,此外,对于经常在户外的人 来说,正确评估雷电离自己的距离有多远,也是一件很重要的事情。传统的雷电定位设备有 磁方向探测仪和时差法探测仪,其使用范围大概有数百公里,能够记录雷电发生的时间、位 置、强度、极性等指标,但上述测量设备均需设置多台仪器才能完成测量,具有结构复杂, 体积庞大的缺点,其测量方法繁琐,测量成本非常高,且定位精度有限。发明内容本发明的目的是提供一种光声雷电探测方法及其探测器,要解决传统雷电的距离、方位 角的测量方法繁琐复杂、测量精度低、测量成本高的技术问题。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种光声雷电探测方法,其特征在于步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,使光声雷电探测器的图像采集器的镜头面向天 空,并且使图像采集器的镜头光轴与水平面垂直。步骤二、用图像采集器采集出有雷电图像的图像,显示在图像显示装置上。 步骤三、根据雷电在图像中的位置,从图像中测量出雷电的方位角。 一种光声雷电探测方法,其特征在于步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,用光声雷电探测器的图像采集器采集雷电的图 像,用光声雷电探测器的声音采集器采集雷鸣的声音。步骤二、利用处理器检索出第一张出现雷电的图像的时间。 步骤三、利用处理器判断出声音资料中第一次出现雷鸣的时间。 步骤四、利用处理器计算雷电和雷鸣的时间差dt 。步骤五、根据公式l^dtXV,计算出雷电离监测处的距离,其中V是声速。 一种上述光声雷电探测方法中使用的光声雷电探测器,其特征在于包括一采集雷电图 像用的图像采集器, 一显示雷电图像用的图像显示装置, 一采集雷鸣声音用的声音采集器,以及将图像采集器和声音采集器采集到的信号进行处理的处理器,其中处理器与电源连接, 图像采集器通过A/D转换器将信号传送给处理器,声音采集器通过A/D转换器将信号传送给处 理器,处理器通过CPLD将图像传送给图像显示装置。所述处理器可为arm7处理器,图像采集器为CCD摄像机,图像显示装置为LCD显示器。本发明的有益效果如下本发明可以探测视距内的雷电的距离和方位,其用图像采集器获取雷电的图像,用声音 采集器获取雷鸣的声音,具有测量定位精度高的特点。本发明的测量步骤较为简单,且测量 结果准确,可以以较低的成本解决雷电定位问题,可广泛应用于航空、航天、气象等领域。 本发明在同时能获取雷电图像和雷鸣声音时能确定雷电的三维坐标,在只获取雷电图像时能 确定雷电的方位。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图l是光声雷电探测器的原理图。图2是光声雷电探测器的实施例示意图。图3是测量雷电方位角的示意图。图4是测量雷电距离的流程示意图。图5是测量雷电方位角的流程示意图。
具体实施方式
实施例参见图l、图2,这种光声雷电探测器,包括一采集雷电图像用的图像采集器,一 显示雷电图像用的图像显示装置, 一采集雷鸣声音用的声音采集器,以及将图像采集器和声 音采集器采集到的信号进行处理的处理器,其中处理器与电源连接,图像采集器通过A/D转 换器将信号传送给处理器,声音采集器通过A/D转换器将信号传送给处理器,处理器通过 CPLD将图像传送给图像显示装置。所述处理器为arm7处理器,图像采集器为CCD摄像机,图 像显示装置为LCD显示器。所述CPLD (Complex Programmable Logic Device)是Complex PLD的简称, 一种较PLD为复杂的逻辑元件,是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的 数字集成电路。参见图4, 一种光声雷电探测方法,可测量出雷电离监测处的距离步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,用光声雷电探测器的图像采集器采集雷电的图 像,用光声雷电探测器的声音采集器采集雷鸣的声音。步骤二、利用处理器检索出第一张出现雷电的图像的时间11 。步骤三、利用处理器判断出声音资料中第一次出现雷鸣的时间12 。 步骤四、利用处理器计算雷电和雷鸣的时间差dt, S卩t2-tl。 步骤五、根据公式l^dtXV,计算出雷电离监测处的距离,其中V是声速。 参见图5, 一种光声雷电探测方法,可测量雷电的方位角步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,使光声雷电探测器的图像采集器的镜头面向天 空,并且使图像采集器的镜头光轴与水平面垂直。步骤二、用图像采集器采集出有雷电l的图像,显示在图像显示装置上,如图3所示。 步骤三、根据雷电在图像中的位置,从图像中测量出雷电的方位角a 。
权利要求
权利要求1一种光声雷电探测方法,其特征在于步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,使光声雷电探测器的图像采集器的镜头面向天空,并且使图像采集器的镜头光轴与水平面垂直;步骤二、用图像采集器采集出有雷电图像的图像,显示在图像显示装置上;步骤三、根据雷电在图像中的位置,从图像中测量出雷电的方位角。
2.一种光声雷电探测方法,其特征在于步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,用光声雷电探测器的图像采集器采集雷电的 图像,用光声雷电探测器的声音采集器采集雷鸣的声音;步骤二、利用处理器检索出第一张出现雷电的图像的时间;步骤三、利用处理器判断出声音资料中第一次出现雷鸣的时间;步骤四、利用处理器计算雷电和雷鸣的时间差dt;步骤五、根据公式l^dtXV,计算出雷电离监测处的距离,其中V是声速。
3.一种上述权利要求1或2所述的光声雷电探测方法中使用的光声雷 电探测器,其特征在于包括一采集雷电图像用的图像采集器, 一显示雷电图像用的图像 显示装置, 一采集雷鸣声音用的声音采集器,以及将图像采集器和声音采集器采集到的信号 进行处理的处理器,其中处理器与电源连接,图像采集器通过A/D转换器将信号传送给处理 器,声音采集器通过A/D转换器将信号传送给处理器,处理器通过CPLD将图像传送给图像显 示装置。
4.根据权利要求3所述的光声雷电探测器,其特征在于所述处理器 为arm7处理器,图像采集器为CCD摄像机,图像显示装置为LCD显示器。
全文摘要
一种光声雷电探测方法及其探测器,步骤一、在监测处设置光声雷电探测器,使光声雷电探测器的图像采集器的镜头面向天空,并且使图像采集器的镜头光轴与水平面垂直;步骤二、用图像采集器采集出有雷电图像的图像,显示在图像显示装置上;步骤三、根据雷电在图像中的位置,从图像中测量出雷电的方位角。本装置可以探测视距内的雷电的距离和方位,其用图像采集器获取雷电的图像,用声音采集器获取雷鸣的声音,具有测量定位精度高的特点;所述测量步骤较为简单,且测量结果准确,可以以较低的成本解决雷电定位问题。
文档编号G01R29/08GK101545934SQ20091030197
公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者马舒庆 申请人:中国气象局气象探测中心

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