(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210619175.5 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 沈阳工程学院 地址 110136 辽宁省沈阳市沈北新区蒲昌 路18号 (72)发明人 王东来　王伟　薄文　李泉铮　 史金鹏　董香栾　杜远卓　宋世巍　 李昱材　董弋铭　黄钰　刘蕊　 李奇颖　刘政翰　张桂凡　李佳音　 张臻　刘照群　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 赵兴华 (51)Int.Cl. G01R 29/00(2006.01) G01R 29/12(2006.01)G01R 29/24(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种地面离子流场多参数一体化测量装置 及方法 (57)摘要 本发明涉及一种地面离子流场多参数一体 化测量装置及方法。 该装置利用直流电场仪和离 子流板测量电场强度和离子流密度， 利用电晕丝 网和网孔极板用于与离子流板和直流电场仪配 合， 获得大气离子迁移率和空间电荷密度， 利用 风速测量仪测量监测点的环境风速， 利用温湿度 测量仪测量监测点的现场温湿度； 本发明实现多 参数一体化测量， 有效提高高压直流输电线路附 近离子流场监测的准确性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115047254 A 2022.09.13 CN 115047254 A 1.一种地面离子流场多参数一体化测量装置， 其特征在于， 包括： 电晕丝网、 网孔极板、 离子流板、 直流电场仪、 接地极板、 第一高压直流电源、 第二高压直流电源、 风速测量仪、 温 湿度测量仪以及多个支撑杆； 所述电晕丝网、 所述网孔极板、 所述离子流板以及所述接地极板自上至下依次平行设 置， 并通过所述支撑杆进行支撑； 所述电晕丝网和所述网孔极板用于与离子流板和所述直 流电场仪配合， 获得 大气离子迁移率和空间电荷 密度； 所述离子流板包括： 参考电位区域与测量区域； 所述参考电位区域内外两侧包围所述 测量区域， 且通过采样电阻与所述测量区域连接； 所述参考电位区域接地； 所述离子流板用 于测量离 子流密度； 所述直流电场仪设置在所述离子流板和所述接地极板之间； 所述直流电场仪通过所述 离子流板中间的开 孔测量当前位置中心的电场强度； 所述第一高压直流电源与 所述电晕丝网连接； 所述第 一高压直流电源用于对所述电晕 丝网施加不同大小的第一电压； 所述第二高压直流电源与 所述网孔极板连接； 所述第 二高压直流电源用于对所述网孔 极板施加第二电压； 所述风速测量仪和所述温湿度测量仪粘合在所述网孔极板与所述离子流板之间的所 述支撑杆上； 所述风速测量仪用于测量监测点的环境风速； 所述温湿度测量仪用于测量监 测点的现场温湿度。 2.根据权利要求1所述的一种地面离子流场多参数一体化测量装置， 其特征在于， 所述 电晕丝网的电晕 丝平行布置 。 3.根据权利要求1所述的一种地面离子流场多参数一体化测量装置， 其特征在于， 所述 网孔极板的网孔 为正方形网格。 4.根据权利要求1所述的一种地面离子流场多参数一体化测量装置， 其特征在于， 还包 括： 数据采集模块； 所述数据采集模块分别与所述离 子流板和所述 直流电场仪连接 。 5.一种地面离子流场多参数一体化测量方法， 基于权利要求1 ‑4任意一项所述一种地 面离子流场多参数一体化测量装置， 其特 征在于， 所述方法包括： 根据第二高压直流电源对网孔极板施加的第二电压， 对直流电场仪进行校准， 测量电 场强度； 根据离子流板的测量区域的面积以及采样电阻两端的电压， 测量离 子流密度； 测量电晕丝网和网孔极板产生的共同产生的电场强度和离子流密度， 获取现场环境中 的离子迁移率； 根据电场强度、 离 子流密度和离 子迁移率， 获取监测点的空间电荷 密度； 利用风速测量仪测量 监测点的环境 风速； 利用温湿度测量仪测量 监测点的现场温湿度。 6.根据权利要求5所述的一种地面离子流场多参数一体化测量方法， 其特征在于， 所述 根据第二高压直流电源对网孔极板施加的第二电压， 对直流电场仪进行校准， 测量电场 强 度， 具体包括： 根据第二高压直 流电源对网孔极板施加的第二电压， 获取直 流电场仪的测量信号；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115047254 A 2根据第二电压以及网孔极板到离子流板的距离确定对应的实际电场强度值， 并根据实 际电场强度值确定校准系数； 利用校准系数对 对应的测量信号进行 校准， 确定电场强度。 7.根据权利要求5所述的一种地面离子流场多参数一体化测量方法， 其特征在于， 所述 根据离子流板的测量区域的面积以及采样电阻两端的电压， 测量离 子流密度， 具体包括： 利用公式 确定离子流密度； 其中， J为离子流密度， UJ为采样电阻两端的电压， R为采样电阻的电阻值， S为离子流板 中测量区域的面积。 8.根据权利要求5所述的一种地面离子流场多参数一体化测量方法， 其特征在于， 所述 测量电晕丝网和网孔极板产生的共同产生的电场强度和离子流密度， 获取现场环境中的离 子迁移率， 具体包括： 利用公式 确定现场环境中的离 子迁移率； 其中， E为电场强度， J为离子流密度， ε为空气的介电常数， K为离子迁移率， d为网孔极 板到离子流板的距离， U2为第二电压 。 9.根据权利要求5所述的一种地面离子流场多参数一体化测量方法， 其特征在于， 所述 根据电场强度、 离 子流密度和离 子迁移率， 获取监测点的空间电荷 密度， 具体包括： 利用公式 确定空间电荷 密度； 其中， ρ 为空间电荷 密度， E为电场强度， J为离 子流密度， K为离 子迁移率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115047254 A 3