صاعقه گیر ، اندازه‌گیری صاعقه‌گیری به بررسی کارایی صاعقه‌گیرها در محافظت از سازه‌ها در برابر صاعقه می‌پردازد و برای اطمینان از عملکرد صحیح و ارتقای ایمنی جانی و مالی انسان‌ها اهمیت دارد.
به طور خلاصه به چند روش رایج برای اندازه‌گیری صاعقه اشاره کردیم. در اینجا قصد داریم هر کدام از این روش‌ها را به طور مفصل‌تر شرح دهیم و مزایا و معایب هر روش را به طور کامل بررسی کنیم.
1. شمارش صاعقه:
- نحوه عملکرد: این روش از شمارنده‌های صاعقه برای ثبت تعداد دفعات وقوع صاعقه‌گیری در یک منطقه استفاده می‌کند. شمارنده‌های صاعقه هر بار که صاعقه‌ای در محدوده آن‌ها به زمین اصابت می‌کند، یک پالس را ثبت می‌کنند. با جمع کردن تعداد پالس‌ها در یک دوره زمانی مشخص، می‌توان تعداد دفعات وقوع صاعقه‌گیری را در آن منطقه تخمین زد.
- انواع شمارنده‌های صاعقه:
- شمارنده‌های صاعقه مغناطیسی:
این نوع شمارنده از میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط صاعقه برای تشخیص وقوع صاعقه‌گیری استفاده می‌کند. - شمارنده‌های صاعقه الکترواپتیکی:
این نوع شمارنده از نور ایجاد شده توسط صاعقه برای تشخیص وقوع صاعقه‌گیری استفاده می‌کند. - شمارنده‌های صاعقه رادیویی:
این نوع شمارنده از امواج رادیویی ایجاد شده توسط صاعقه برای تشخیص وقوع صاعقه‌گیری استفاده می‌کند.
- شمارنده‌های صاعقه مغناطیسی:
- مزایا:
- ساده و ارزان
- استفاده آسان
- عدم نیاز به تجهیزات تخصصی
- معایب:
- فقط تعداد دفعات وقوع صاعقه‌گیری را اندازه‌گیری می‌کند.
- اطلاعاتی در مورد شدت یا محل برخورد صاعقه‌ها ارائه نمی‌دهد.
- شمارنده‌های صاعقه می‌توانند توسط سایر پدیده‌های الکتریکی مانند تخلیه الکترواستاتیک، triggered شوند.
2. مکان‌یابی صاعقه:
- نحوه عملکرد: این روش از شبکه‌ای از سنسورها برای مکان‌یابی دقیق محل برخورد صاعقه‌ها استفاده می‌کند. سنسورها امواج الکترومغناطیسی که توسط صاعقه ایجاد می‌شوند را آشکارسازی می‌کنند و با استفاده از روش‌های مثلث‌بندی، محل برخورد صاعقه را با دقت بالایی تخمین می‌زنند.
- انواع سیستم‌های مکان‌یابی صاعقه:
- سیستم‌های مبتنی بر زمان:
این نوع سیستم از زمان رسیدن امواج صاعقه به سنسورهای مختلف برای تخمین محل برخورد صاعقه استفاده می‌کند. - سیستم‌های مبتنی بر زاویه:
این نوع سیستم از زاویه رسیدن امواج صاعقه به سنسورهای مختلف برای تخمین محل برخورد صاعقه استفاده می‌کند.
- سیستم‌های مبتنی بر زمان:
- مزایا:
- اطلاعات دقیقی در مورد محل برخورد صاعقه‌ها ارائه می‌دهد.
- می‌توان از آن برای مطالعه الگوهای صاعقه‌گیری در یک منطقه استفاده کرد.
- معایب:
- گران‌تر از روش شمارش صاعقه
- نیاز به شبکه‌ای از سنسورها دارد که باید نصب و نگهداری شوند.
3. اندازه‌گیری شدت جریان صاعقه گیر:
- نحوه عملکرد: این روش با استفاده از ابزارهایی به نام رعد و برق‌سنج انجام می‌شود. رعد و برق‌سنج‌ها شدت جریان صاعقه را در لحظه برخورد به زمین اندازه‌گیری می‌کنند.
- انواع رعد و برق‌سنج:
- رعد و برق‌سنج‌های سیم پیچ:
این نوع رعد و برق‌سنج از یک سیم پیچ برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط صاعقه استفاده می‌کند. - رعد و برق‌سنج‌های الکترواپتیکی:
این نوع رعد و برق‌سنج از نور ایجاد شده توسط صاعقه برای اندازه‌گیری شدت جریان صاعقه استفاده می‌کند.
- رعد و برق‌سنج‌های سیم پیچ:
- مزایا:
- اطلاعات دقیقی در مورد شدت جریان صاعقه‌ها ارائه می‌دهد.
- می‌توان از آن برای مطالعه قدرت مخرب صاعقه‌ها استفاده کرد.
- معایب:
- گران‌ترین روش اندازه‌گیری صاعقه‌گیری
- رعد و برق‌سنج‌ها باید در مکان‌های مرتفع نصب شوند.
4.استفاده از تصاویر ماهواره‌ای:
- نحوه عملکرد : با استفاده از الگوریتم‌های خاص، می‌توان از این تصاویر برای تخمین تعداد و محل برخورد صاعقه‌ها استفاده کرد. این الگوریتم‌ها به‌دنبال الگوهای خاصی در تصاویر ماهواره‌ای هستند که نشان‌دهنده‌ی وقوع صاعقه می‌باشند.
- انواع ماهواره‌های مناسب برای تشخیص صاعقه:
- ماهواره‌های سنجش از دور با قابلیت تشخیص نور مرئی و مادون قرمز:
این ماهواره‌ها با استفاده از حسگرهای ویژه می‌توانند درخشش ناشی از صاعقه را در طول موج‌های خاص شناسایی کنند. - ماهواره‌های سنجش از دور با قابلیت تشخیص امواج رادیویی:
برخی از ماهواره‌ها قادر به تشخیص امواج رادیویی با فرکانس پایین هستند که توسط صاعقه ایجاد می‌شوند.
- ماهواره‌های سنجش از دور با قابلیت تشخیص نور مرئی و مادون قرمز:
- مزایا:
- پوشش مناطق وسیع
- عدم نیاز به نصب تجهیزات در محل
- امکان پایش لحظه‌ای صاعقه در کل دنیا
- معایب:
- دقت وابسته به کیفیت تصاویر ماهواره‌ای (پوشش ابر، رزولوشن تصویر)
- ممکن است در تشخیص صاعقه‌های ضعیف یا صاعقه‌هایی که در ابر رخ می‌دهند، مشکل داشته باشد.
انتخاب روش مناسب برای اندازه‌گیری صاعقه به نیازها و منابع شما بستگی دارد.
عوامل مؤثر در انتخاب روش اندازه‌گیری صاعقه گیر:
- دقت مورد نیاز:
اگر به اطلاعات بسیار دقیقی در مورد محل برخورد و شدت جریان صاعقه نیاز دارید، باید از روش‌های مکان‌یابی صاعقه یا اندازه‌گیری شدت جریان صاعقه استفاده کنید. اما اگر فقط به یک تخمین کلی از تعداد دفعات وقوع صاعقه در یک منطقه نیاز دارید، شمارش صاعقه ممکن است کافی باشد. - پوشش منطقه‌ای:
اگر می‌خواهید منطقه وسیعی را پوشش دهید، استفاده از تصاویر ماهواره‌ای یا شبکه‌های گسترده مکان‌یابی صاعقه ضروری است. - هزینه:
روش‌های اندازه‌گیری صاعقه از نظر هزینه بسیار متفاوت هستند. شمارش صاعقه ارزان‌ترین روش است، در حالی که اندازه‌گیری شدت جریان صاعقه گران‌ترین روش است. - ایمنی: نصب و نگهداری برخی از تجهیزات اندازه‌گیری صاعقه، مانند رعد و برق‌سنج‌ها، ممکن است خطرناک باشد.
نتیجه‌گیری:
روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری صاعقه وجود دارد که هر کدام نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. درک این روش‌ها و عوامل مؤثر در انتخاب آن‌ها به شما کمک می‌کند تا روشی مناسب برای نیازهای خود انتخاب کنید.
