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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 大氣電荷檢測(cè)儀
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究通過(guò)檢測(cè)大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度，來(lái)測(cè)量云層中的電荷體密度，大氣電荷檢測(cè)儀是用來(lái)測(cè)量大氣電場(chǎng)及其變化的儀器。
- 詳細(xì)介紹：
- 積雨云是帶電的云，他的不同部位聚集著不同屬性的電荷，這就是云團(tuán)內(nèi)部，不同云團(tuán)之間以及云團(tuán)與地面之間產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的電場(chǎng)，此強(qiáng)電場(chǎng)放電形成的閃電對(duì)人類(lèi)造成威脅。本研究通過(guò)測(cè)量大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算分析空間的電荷體密度，從而得到云層中積聚的靜電荷情況。最終對(duì)云電進(jìn)行預(yù)警。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本研究通過(guò)檢測(cè)大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度，來(lái)測(cè)量云層中的電荷體密度，大氣電荷儀是用來(lái)測(cè)量大氣電場(chǎng)及其變化的儀器。 當(dāng)云中發(fā)生電荷分離時(shí)，地面電場(chǎng)將發(fā)生相應(yīng)的變化，其強(qiáng)度與云中電荷的積累量和分布有關(guān)，因此通過(guò)測(cè)量地面大氣電場(chǎng)的變化，可以反演出高空云層電場(chǎng)的變化，對(duì)發(fā)生雷擊的危險(xiǎn)性做出一定的預(yù)報(bào)。 空中電場(chǎng)儀是利用氣球、飛機(jī)或火箭等作載體，攜帶測(cè)電場(chǎng)的儀器穿越云層直接測(cè)量空中電場(chǎng)的變化，主要用于短期監(jiān)測(cè)。 電場(chǎng)數(shù)據(jù)處理機(jī)可實(shí)時(shí)地讀出當(dāng)時(shí)的電場(chǎng)值，把電場(chǎng)儀測(cè)量的電場(chǎng)數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)由專(zhuān)用軟件分析處理，可以對(duì)局部地區(qū)潛在的雷暴活動(dòng)及靜電電擊的危險(xiǎn)性做出短期預(yù)報(bào)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1．本作品體積小、重量輕，易于攜帶，可作為便攜式檢測(cè)儀。也可以在特殊條件下測(cè)量電場(chǎng)和電荷。 2．安裝方便，可裝載于汽車(chē)、飛機(jī)和氣球等載體上使用。實(shí)用范圍更廣泛。 3．本作品可直接測(cè)量出大氣中的電荷體密度，對(duì)雷電預(yù)警的準(zhǔn)確性更高。 4. 本樣品主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)防雷減災(zāi)方向。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月，該作品在2009年省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽榮獲二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利
作品可展示的形式
- 實(shí)物 圖片 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 當(dāng)云中發(fā)生電荷分離時(shí)，地面電場(chǎng)將發(fā)生相應(yīng)的變化，其強(qiáng)度與云中電荷的積累量和分布有關(guān)，因此通過(guò)測(cè)量地面大氣電場(chǎng)的變化，可以反演出高空云層電場(chǎng)的變化，對(duì)發(fā)生雷擊的危險(xiǎn)性做出一定的預(yù)報(bào)。本研究通過(guò)檢測(cè)大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度，來(lái)測(cè)量云層中的電荷體密度，大氣電荷儀是用來(lái)測(cè)量大氣電場(chǎng)及其變化的儀器。該作品應(yīng)用靜電感應(yīng)原理，測(cè)量出大氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合高斯定理計(jì)算出大氣中的電荷體密度，進(jìn)而對(duì)雷電產(chǎn)生的概率和強(qiáng)度作出預(yù)警。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 雷電是大氣中的一種自然放電現(xiàn)象。雷電發(fā)生時(shí)的壯觀景象以及它對(duì)人類(lèi)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害很早就引起了氣象工作者的注意。科學(xué)家們研究了閃電放電的物理機(jī)制及閃電發(fā)生的電、光、聲等參量，避雷針的發(fā)明和使用使建筑物得到有效的保護(hù)。但由于閃電生成機(jī)制和對(duì)其監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)技術(shù)的復(fù)雜性，各種雷擊事故仍頻頻發(fā)生。雷電引起的人身傷亡、森林火災(zāi)、電力系統(tǒng)破壞，以及給飛機(jī)、導(dǎo)彈、航天帶來(lái)的危險(xiǎn)使人們更重視把雷電物理的研究成果付諸于實(shí)踐，期望研制出各種雷電定位、預(yù)警設(shè)備及防護(hù)方法。 目前，國(guó)內(nèi)、外的雷電探測(cè)裝備多是通過(guò)直接探測(cè)雷電發(fā)生前后大氣電場(chǎng)的變化以及雷電輻射的電磁場(chǎng)信號(hào)對(duì)雷電進(jìn)行預(yù)報(bào)、定位和檢測(cè)的。這些電磁場(chǎng)信號(hào)都是在雷電發(fā)生后才產(chǎn)生的，因此，其預(yù)測(cè)的時(shí)間及準(zhǔn)確程度受到一定的限制。本研究直接檢測(cè)云層中的電荷體密度，因此，是對(duì)大氣電環(huán)境直接探測(cè)，測(cè)量精度高，與雷電發(fā)生有較好的相關(guān)性，因此對(duì)雷電進(jìn)行監(jiān)測(cè)、定位和預(yù)警預(yù)報(bào)有更高的準(zhǔn)確性，對(duì)災(zāi)害性天氣機(jī)理的研究和預(yù)報(bào)也能提供寶貴的資料。
