Устройство для регистрации молний

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОПИСАНИВИЗОБРЕТЕНИЯ ж 6 ЗМ71АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. -e«ë-ву

2 (5l ) М. Кл (22) Заявлеио08. 12.76 (21) 2426728/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15. 11.78Бюллетеиь д 42 (45) Дата онубликоиаиня описания 25.11.78

q 01 1Ч и16

Гасударственный комитет

Соввтв Министров СССР по делам нзооретеиий и открытий (53) УДК 551.594.,2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А, Дульзон и В. И. Потапкин

Научно-.исследовеательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехническом институте (71) Заявитель (54) УСТPGACTBO ЛЛЛ РЕГИСТРАИИИ МОЛНИЙ!

Изобретение относится к метеорогическим приборам и может быть исполь зовано на метеостанциях для регистрации количесгва молний в определенном радиусе от места установки устройства.

Известны приборы для измерения рас- 5 стояния до разряда молний 1), содержашие последовательно соединенные антенну, приемник числа атмосфериков, триггер Шмитта и таймер, другой вход которого через приемник звука связан с 1О микрофоном.

Укаэанные приборы практически не пригодны для регистрации молний в пределах определенного радиуса действий, так как от более мошных грозовых разрядов, как правило, генерируются более мошные влектромагнитные .импульсы и сигналы грома, которые могут быть восприняты прибором на больших расстояниях.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является устройство див региСтрации грозовыи рвзрилов (2), состояшее иэ последовательно соединенных датчика электромагнитных сигналов

2 молнии, одновибратора дальности, схемы совпадения, порогового устройства, одновибратора продолжительности грома, регистрируюшего устройства, причем другой вход схемы совпадения связан с датчиком звуковых сигналов.

В этом устройстве одновибратор дальности, запустившись импульсом от приемника электромагнитных сигналов молнии, всегда блокирует его выход на время, равное времени прихода сигнала грома с максимального расстояния, на которое настроен прибор.

Это уменьшает частоту, с которой прибор может регистрировать разряды молнии, и, следовательно, при интенсивной грозовой деятельности наблюдаются пропуски некоторых молний. Кроме того, схема рассматриваемого прибора построена таким образом, что олиовибратор продолжительности грома блокирует регистрируюшее устройство на время, равное максимально возможной продолжительности грома. Это также уменьшает частоту, с которой могут регистрироваться разряды

632971 4 мол ний и, следовательно, еще больше увели ивае- «ероятность протгуска некоторьгх молний при интенсивности грозовой деятел ьности.

Иелью изобретения является повышение «сзможности регистрации в пределах радиуса действия устройства, Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено последовательно соединеегными детекторами и интеграто ром, причем вход детектора связан с выходом схемы совпадения, а выход интегратора — с выходам порогового устройства, кроме того, устройство снабжено схемой возврата одновибратора в исходное состояние, вход которой связан с выходом порогового устройства, а выходс одновибратором.

Паличие новых узлов (детектора и интегратора) позволяет блокировать регистрирующее устройство прибора только на время, равное действительной продолжительности грома, а введение схемы возврата одновибратора в исходное состояние дает возможность разблокировать выход приемника электромагнитных сиг налов молнии сразу же rco окончании сигналов грома, вызванных этой молнией.

Указанные изменения позволяют уменьшить количество незарегистрированных @ молний, происходящих в пределах радиуса действия прибора.

На чертеже представлена структурная схема описываемого устройства для регистрации электромагнитных сигналов молний, состоящего из антенны 1 и приемника 2 тлектромагнитных сигналов молнии, одновибратора 3, схемы 4 совпадения, датчика звуковых сигналов грома, содержащего микрофон 5 и приемник 6 звуковых сигналов грома, детектора 7, фильтра 8 нижних частот, интегратора 9> порогового устройства 10, регистрируюшег о устройства

11 и схемы 12 возврата одновибрвторв в щ исходное состояние.

Электромагнитные импульсы, наводимые в окружающем пространстве молнией, воспринимаются антенной 1 и поступают на вход приемника 2, В приемнике щ

2 происходят усиление принятых сис налов, их фильтрация и в случае необходимости детектирование. В зависимости от назначения устройствв используемые частоты могут изменяться ст единиц Гц до сотен мГц. Если рвссмв три вв ем се устройство п реп на знвч ено для регистрации молний B небольшом радиусе действия и в месте его установки низок уровень электромагнитньгх помех, то приемник 2 может отсутст«о«ать, а антенна

1 подключается HE?Il<)cpo o «oнно K в Ixo ду олновибратора 3.

Если амплитуда сигнала, постуцаюшего с датчика электромагнитных сигналов на вход одно«ибратора 3 превысит порог его срабаты«ания, последний переходит во временно устойчивое состояние и на это время выдает разрешающий сигнал на один из входов схемы 4 совпадения. Таким образом, одновибратор 3 выполняет две функции: амплитудного селектора и генератора с одним устойчивым состоянием. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 3, определяет радиус действия устройства для регистрации молний, так как только в то время, когда одновибратор 3 находится во временно устойчивом состоянии, схема 4 способна пропустить на выход сигналы грома, На другой вход схемы 4 поступают сигналы грома, которые воспринимаются микрофоном 5, фильтруютгя и устанавливастся в приемнике 6, Приемник 6 настраивается на те частоты, на которьгх отношение сигнал — помеха максимально, например, в диапазоне от 10 Гц до 2 кГц. Однако, если рассматриваемое устройство предназначено лля регистрации молний в небольшом радиусе действия и в месте его установки низок уровень вкусти вских помех, То приемник 6 может отсутствовать, а выход микрофона

5 подключается непосредственно к одному из входов схемы 4.

Сигналы с выхода датчика звуковых сигналов грома могут пройти на вьгхол схемы 4 только в то время, когда одновибратор 3 находится во временно устойчивом состоянии. Следователгяго, изменяя время выдержки одновибратора 3, можно изменять радиус действия предлагаемого устро йс тва.

Сигналы грома, прошедшие через схему 4 поступают на вход детектора 7.

После детектирования фильтром 8 производится «ыделецие низкочастотной составляющей звуковых сигналов грома, которая подается на вход интегратора 9, Па выходе интегратора 9 появляется медленно нарастающее напряжение. Когда это напряжение достигнет заданного уровня, срабатывает пороговое устройство 10 и происходит регистрация молнии в устройстве 11, в качестве которого может быть использован счетный или самопишущий прибор. После окончания сигналов грома, напряжение на выходе интегратора 9

632971 начинает уменьшаться и, когда оно достигнет установленного уровня, вторично срабатывает пороговое устройство 10 и выдает сигнал НЕ! вход схемы 12, которая воэврашает одновибратор 3 в исходное состояние. В ка естве порогового устройства

10 может быть использован триггер

Ш митта.

Если разряд молнии произойдет за пределами радиуса действия прибора, то при достаточной амплитуде сигнала на выходе датчика электромагнитньгх сигналов молнии одновибратор 3 может запуститься, однако эта молния не будет зафиксирована прибором, так как за время нахождения одновибратора 3 во временно устойчивом состоянии сигналы не успеют дойти до микрофона. Выдержав строго определенное время, одновибратор 3 возврашается в исходное состояние.

Предлагаемое устройство содержит также исто ник питания, не показанный на чертеже, от которого получают элек троэнергию все блоки.

Изобретение позволяет учитывать действительную продолжительность грома и реальное расстояние до грозового разряда. Чем меньше продолжительность грома и ближе разряд молнии, тем скорее ñõåма возврашается в исходное состояние и становится способной к регистрация следуюшей вспьпики молнии.

% Формула изобретения

Устройство для регистрации молний, содержашее последовательно соединенные датчик электромагнитных сигналов, одногб вибратор, схему совпадения, пороговое устройство и регистратор, а также датчик звуковых сигналов, подключенный к входу схемы совпадения о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью повыше1S ния возможности регистрации, оно снабжено последовательно соединенными детектором и интегратором, включенными между схемой совпадения и пороговым устройством, а также схемой возврата од20 новибратора в исходное состояние, вход . которой связан с выходом порогового усч ройства, а выход — с одновибратором.

Источники информации, принятые во

25 внимание при экспертизе:

1. Патент США N. 3772594; кл. 324-72, 1973.

И 2. Лвторское свидетельство Л". 558240, кл. (01 М/ 1/16, 1976.

Составитель С, Непомняшая

Редактор С. Хейфиц Техред 3. Фанта Корректор Л. Василина

Заказ 6548/37 Тираж 660 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4