专利名称：具有固体型垂直方位传感器的双球电场仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及探测空中电场电子仪器。
雷电是造成航天活动意外事故的重要因素，雷雨云通常有很强的静电场，有时高达每米数十万伏。当飞行器待发前发射场上空出现带电云层或飞行器穿越这样的云层时，有可能因诱发闪电而遭雷击。轻则使航天器受损，重则造成重大空难性事故。如美国阿波罗12号宇宙飞船，挑战者号航天飞机，宇宙神通讯卫星及半人马座运载火箭，日本的马特反坦克导弹，都先后遭受过雷击。甚至连小型的探空火箭，也未逃脱雷击的厄运，在美国弗吉尼亚州洛普斯岛的发射场的一次雷击，竟使三枚探空火箭自行启动升空。面对飞行器不断遭受雷击的严重事件，确保飞行器安全的问题，引起各个航天国家的极大关注和重视。弄清不同类型云层带电状况和能否诱发闪电是十分重要的。
NASA罗兰研究中心在俄克拉何马和弗吉尼亚采用飞机研究飞行器在雷雨云中诱发闪电；新墨西哥矿业学院在飞机上装载电场仪在雷雨中进行巡回探测，研究云层中电荷的三维分布；肯尼迪航天中心用笔式微型火箭和系空气球携带电场仪对雷雨云带电状况进行常规性探测，值得指出的是俄克拉何马强雷暴研究中心用双球式电场仪探测云层的电性结构；该电场仪详细说明见《Instrumentsand Techni ques forThunderstorm Observation and Analgsis》(用于雷暴观测与分析仪器和技术)。本电场仪指示极性的传感器是采用水银式，造成其工作范围窄(-39℃～+40℃)，在制作时会污染环境，且对人体有害等缺点。
本发明的目的是为了制作在恶劣环境中能正常工作的、在制作中又不污染环境的电场仪，而设计本实用新型。
图1是本实用新型示意图。
图2是本实用新型的垂直方位传感器结构示意图。
图1中，1是两个相隔一定距离的球形导体传感器，6是固体型垂直方位传感器，2是水平旋转轴，3是轴球连接机构，4是驱动装置，5是信号电刷系统，7是电子线路电源系统，8是隔离盘，9是电子线路板，图2中10是外壳，11是发光二极管，12是光敏二极管，13是固体金属滑块。
本实用新型的原理是基于导体在电场中感应电荷，它由两个相隔一定距离的球形导体传感器1，固体型垂直方位传感器6，水平旋转轴2，轴球连接机构3，驱动装置4，信号电刷系统5，电子线路电源系统7，隔离盘8，电子线路板9构成。
所说的两个相隔一定距离的球形导体传感器1是由可镀性塑料制作；所说的轴球连接机构3是采用整体结构；所说的固体型垂直方位传感器是利用重力场和光电转换的原理而设计的，具有外壳10，一个发光二极管11，一个光敏二极管12，一个固体金属滑块13，固体金属滑块置于发光二极管和光敏二极管中间；所说的信号电刷系统5是采用双电刷结构将电场信号引入到发射机。
电子线路板9及其电源系统7、固体型垂直方位传感器分别装在两个球内。两个相隔一定距离的球型导体传感器1由轴球连接机构3与水平旋转轴2连接，信号电刷系统5和驱动装置4分别安装在水平薄转轴两端。两个相隔一定距离的球型导体传感器1在驱动装置4的驱动下，按所需的转速转动。当两个相隔一定距离的球型导体传感器1与大地垂直，固体金属滑块按重力原理与大地也是垂直的，固体型垂直方位传感器便指示了两个相隔一定距离的球型导体传感器1的方位。两个相隔一定距离的球型导体传感器1获得的数据经过处理传至电刷系统，通过发射机发回地面。从而完成测量任务。
本实用新型的优点是在制作中无有毒物质存在，固体金属滑块在工作中不受恶劣温度环境的限制，所以，制作本实用新型无需带毒作业，不污染环境，使用安全，适用的温度、湿度范围及电场强度均可满足卫星火箭发射的需要，由于两个相隔一定距离球形导体传感器采用可镀性塑料制作安装方便，是火箭、卫星发射空间环境探测的可靠仪器。
权利要求一种双球电场仪具有两个相隔一定距离球形导体传感器，水平转轴，轴球连接机构，驱动机构，信号电刷系统，方位传感器，电子线路电源系统，隔离盘，电子线路板，其特征在于(1)方位传感器是固体型垂直方位传感器，其利用重力场和光电转换原理设计的，具有外壳发光二极管，光敏二极管，固体金属滑块，固体金属滑块置于发光二极管和光敏二极管之间；(2)轴球连接机构采用整体结构；(3)电场信号采用双电刷引入到发动机；(4)两个相隔一定距离球形导体传感器采用可镀性塑料制作。
专利摘要本实用新型涉及探测空中电场的电子探空仪。其特征在于:(1)仪器的垂直方位传感器利用重力场和光电转换原理设计的;(2)轴球连接机构采用整体结构;(3)电场信号由双电刷引入到发射机;(4)两球形导体传感器采用可镀塑料制作。与国外同类仪器相比;本仪器固体型位置传感器,制作和使用安全;与温、压、湿综合探测采用同一收发系统。是火箭、卫星发射现场空间电环境探测的可靠仪器。
文档编号G01R29/12GK2289248SQ9621564
公开日1998年8月26日 申请日期1996年7月24日 优先权日1996年7月24日
发明者罗福山, 何渝晖, 庄洪春, 张建 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心