YK-LDYJ大气电场仪是目前国际上最先进的全数字化电场探测设备，其核心电场探测结构YK-LDYJ大气电场传感器，基于电荷感应原理和场磨工作机制，采用微机电系统技术研制，无电机等易磨损可动机械部件，具有体积小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出优点。大气电场仪如图6.1所示。

图6.1 YK-LDYJ大气电场仪

YK-LDYJ大气电场传感器测量原理如图6.2a所示，其敏感元件如图6.2b所示，传感器的屏蔽电极接地，在激励电压驱动下，激励电极带动屏蔽电极以频率ω水平振动，周期性遮挡感应电极。感应电极表面的感应电荷量发生周期性改变，从而产生感应电流，此电流幅值与被测电场幅值成正比，测量此电流即可达到测量被测电场的目的。

          a.工作原理示意图                                                                                                  b.敏感芯片

                       图6.2 电场传感器测量原理

电场敏感单元采用非接触式测量方式进行电场测量，是由中国科学院空天信息创新研究院研制的创新产品，相较于传统的电场测量产品具有更高的可靠性和寿命，并具有探头尺寸小、空间分辨率高、功耗低、成本低、性能稳定的优点。

特点及优势：

 高灵敏、低功耗的电场敏感芯片技术

 传感器无电机等易磨损机械部件，功耗低、易集成

 可适应各种恶劣环境

 单点预警和多点组网预警

 市电与太阳能双供电方式，适用于多种场合

 丰富的外延设备

 简单便捷的安装方式

YK-LDYJ大气电场仪使用的电场传感器主要用于监测地面大气电场，其核心探测结构电场敏感芯片，采用高可靠的气密性封装技术，提高了电场探测的准确度和长期稳定性。

◎可适应各种恶劣环境

YK-LDYJ电场传感器无暴露可动机械部件，可用于易燃易爆场所。所采用的外壳材料在海洋和化学工业环境中具有较强的耐腐蚀能力，能适应各种恶劣的安装环境。

◎单点预警和多点组网预警

YK-LDYJ大气电场仪的数据传输包括有线和无线两种方式，完全遵循目前最流行并且成本低廉的TCP/IP互联网协议；用户可以通过各种局域网或广域网接入服务，所以便于实现雷电单点预警或多点组网区域预警。

◎两种供电方式（太阳能、市电），适用于多种场合

YK-LDYJ大气电场仪可采用太阳能和市电两种供电方式，整体工作功耗不超过2W，在不方便接入市电且无防爆要求的应用场合可采用太阳能供电方式。

◎丰富的外延设备

由于YK-LDYJ大气电场仪完全使用标准化的工业接口，因此可以与许多其它厂商的外延设备（报警、通讯、断路器等）对接，从而满足特殊环境的要求。

◎简单便捷的安装方式

YK-LDYJ大气电场仪分为四个部分（传感器、控制器、供电单元、客户端软件），安装非常方便。

电场传感器在不同天气下的数据曲线如图6.3所示，雷电产生的条件是雷雨云有电荷积累。雷雨云的靠近与雷电的发生引起地面的静电场发生了剧烈变化。以在平地距地面约1.5m处设立的检测点为例，在通常的标准情况下(平地、平原、没有尖端放电)，在一个无云天气检测到的平均场强约为150V/m左右，而当场强检测值达到2kV/m以上时，通常意味着该地点上方雷云已经产生；如果场强持续增大至4kV/m，发生雷闪现象的可能性就将超过90%；雷闪发生时，场强会增大至6kV/m以上。一般情况下，独立雷云（对流雷云）或雷云群的产生需要至少约20分钟。当地面场强达到2kV/m 以上时，说明该地点雷雨云正在逐渐形成或正在靠近。

电场传感器主要用于侦测近地面电场变化情况，能够通过对电场强度、极性变化的探测和分析，实时地监测本地雷云变化，并对可能造成雷击危险的大气电场变化加以识别和预警。

图6.3(a)是在晴天下所测得的数据曲线，整体电场平稳波动不大；6.3(b)、(c)为在雷电天气下所测得的数据曲线，在雷电积聚过程中电场值逐渐升高，在发生雷电放电时电场值剧烈波动。

（a）晴天电场

（b）雷电天气电场

（c）雷电天气电场

图 不同天气下的数据曲线