detekcja i lokalizacja wyładowań atmosferycznych - Instytut ...

PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH
Wypadkowa siła elektromotoryczna powstająca na zaciskach cewki jest różnicą sił
elektromotorycznych indukowanych w obu bokach, którą po wprowadzeniu pewnych
uproszczeń można wyrazić zależnością
r
e
r
2π
ab r
= E ⋅sinθ
⋅ e
λ
π
−i
2
Natężenie sygnału elektrycznego (napięcia) indukowanego w każdej cewce zależy od
natężenia pola elektrycznego (a więc od natężenia prądu przepływającego przez kanał
wyładowania) oraz od kąta między płaszczyzną cewki i kierunkiem padania fali
elektromagnetycznej emitowanej przez wyładowanie. Aby wyeliminować nieznaną wartość
natężenia pola elektrycznego, w dalszych obliczeniach używa się stosunku sygnałów
indukowanych w obu skrzyżowanych antenach. Dodatkowo zakłada się, że kanał
wyładowania, przynajmniej w swym odcinku przyziemnym, jest pionowy. W ten sposób
kierunek do kanału wyładowania może być wyznaczony jednoznacznie względem każdej
anteny, zgodnie z zależnością
r
er1
sinθ
r =
e sinθ
+ 90
r 2
( )
Znając wartości dwóch azymutów zmierzonych przy pomocy dwóch anten
rozstawionych na dużą odległość można za pomocą triangulacji wyznaczyć położenie miejsca
wyładowania. Pomiar z większej liczby stacji służy do zwiększenia dokładności pomiaru.
Opis systemu.
System IMPACT składa się z: sieci czujników, modułu analizującego dane z sieci
czujników, modułów użytkowych i sieci transmisji. Moduł analizujący dane z sieci detekcji -
moduł LP2000 (z ang. Location Processor Module) - to komputer o dużych możliwościach
obliczeniowych. Realizuje on wstępne przetwarzanie danych pomiarowych uzyskanych w
sieci czujników oraz archiwizowanie danych. Moduły użytkowe NM2000 (z ang. Network
Managment Module) i DA2000 (z ang. Distribution and Archive Module) są komputerami
realizującymi przetwarzanie finalne, wizualizację wyznaczonych lokalizacji miejsc
wystąpienia wyładowań piorunowych oraz gromadzenie danych z całej sieci pomiarowej. [20]
Do lokalizacji wyładowania piorunowego wystarczą dwa czujniki typu IMPACT (rys.
31). Większa liczba sensorów jest wykorzystywana do poprawy dokładności lokalizacji.
Stosuje się dwa podstawowe typy czujników: czujniki typu IMPACT ES (z ang. Enhanced
Sensitivity) lub IMPACT ESP (z ang. Enhanced Sensitivity & Performance). Pierwszy typ jest
stosowany do detekcji i lokalizacji tylko wyładowań doziemnych. Czujnik ESP służy do
detekcji i lokalizacji wyładowań doziemnych i chmurowych.
- 100 -
(9)
= tgθ
(4.5)