Устройство для регистрации грозовых разрядов

 

1

i/i..

О П И С А Н И Е 777613

ИЗОБРЕТЕН И Я

"К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/ ф

i (61) Дополнительное к авт,-свид-ву— (22) Заявлено 22.01.79 (21) 2717564/18-10 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 W 1/16

1осударственный комитет ссср но делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07,11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 551.594.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения Б. В. Семагин, Н. А. Файзулин и В, С. Снегуров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

Изобретение относится к метеорологическим приборам, в частности к устройствам для регистрации грозовых разрядов.

Известно устройство для автоматической индикации разрядов, содержащее магнитную антенну, резонансный усилитель, детектор и три автономные цепи, подключенные к блоку индикации и регистрации 11).

Устройство реагирует только на ампли- 10 тудные характеристики сигнала электромагнитного излучения разрядов молнии и не дает возможности отличить сильные дальние грозы от слабых близких.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее антенну, фильтр, усилитель, одновибраторы, первый из которых является также пороговым устройством, схему совпадения и регистрирующее устройство (2).

Электромагнитное поле, вызванное молниевыми разрядами, принимается электрической антенной. Наведенный в антенне сигнал поступает на фильтр с полосой пропускания 4 — 8 кГц. Выходной сигнал фильтра усиливается усилителем и подается на одновибратор, выполняющий также функции порогового устройства. Если амп2 литуда сигнала превышает порог срабатывания одновибратора, одновибратор срабатывает и выдает на выход импульсы стандартной амплитуды и формы, которые поступают на схему совпадения и второй одновибратор, который срабатывает и устанавливает разрешающий сигнал на входе схемы совпадения.

Сигнал второй компоненты разряда молнии проходит через вышеперечисленную цепь следования: антенну, фильтр, усилитель, одновибратор, и через схему совпадения на третий одновибратор. Выходной импульс этого одновибратора регистрируется регистрирующим устройством.

Недостатком данного устройства является низкая точность и вероятность обнаружения гроз в заданном радиусе действия, обусловленная зависимостью амплитуд атмосфериков от вариационных свойств источника, т. е. от изменения формы и величины импульсов тока молнии.

Цель изобретения — повышение точности и вероятности обнаружения гроз.

Цель достигается введением магнитной антенны, второго полосового фильтра, фазового дискриминатора и блока селекции по длительности, причем выходы антенн соединены с пороговым устройством, а также через полосовые фильтры — с фазовым

777613

45 оО дискриминатором, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку селекции по длительности, одновибратору и регистрирующему устройству, а выход порогового устройства связан с третьим входом фазового дискриминатора.

Сущность изобретения состоит в использовании различной зависимости фазового сдвига вертикальной электрической Е, и горизонтальной магнитной H гармонический составляющих поля от расстояния и выражается в применении метода фазочастотной селекции путем контроля разности фаз гармонических составляющих Е, и Н компонент поля, Как показали исследования определенРой разности фаз гармонических составляющих Е, и Н„компонент поля на выбранной частоте соответствует вполне определенная дальность, Используя это и задавая порог срабатывания устройства путем контроля длительности импульсов фазового сдвига, можно создать пороговое устройство, а вместе с ним устройство для регистрации грозовых разрядов с более высокой точностью разграничения по дальности принятых атмосфериков (грозовых разрядов) относите.п,но установленного радиуса действия грозорегистратора ввиду более высокой разрешающей способности фазовой селекции по сравнению с амплитудной.

Кроме того, применение метода фазочастотной селекции позволяет получить устройство с более высокой вероятностью обнаружения гроз, поскольку исключается явная зависимость результата оценки дальности от вариации источника.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для регистрации гроз ов ых р аз рядов.

Устройство содержит электрическую 1 и магнитную 2 антенны, пороговое устройство 3, полосовые фильтры 4 и 5, фазовый дискриминатор 6, блок селекции по длительности 7, одновибратор 8 и регистрирующее устройство 9.

Электрическая 1 и магнитная 2 антенны подключены к фильтрам 5 и 4 соответственно и входам порогового устройства 3.

Выходы полосовых фильтров связаны с фазовым дискриминатором 6, который подключен к последовательно соединенным блокам селекции по длительности 7, одновибратором 8 регистрирующим устройством 9.

Устройство работает следующим образом, Сигналы электрической 1 и магнитной

2 антенн поступают на пороговое устройство 3 и на полосовые фильтры 4 и 5 соответ4 ствснно. При превышении сигнала антенн

1 и 2 порогового уровня пороговое устройство 3 срабатывает и подготавливает разрешающий сигнал на замер фазового рассогласования фазовым дискриминатором 6.

Полосовые фильтры 4 и 5 настроены на рабочую частоту гармонических колебаний.

Выходные сигналы фильтров подаются на фазовый дискриминатор 6, который производит измерение фазового сдвига т гармонических составляющих Е, и H= компо нент поля, причем измерение производится по сигналу с порогового устройства в средней части отклика в момент установившейся амплитуды гармонических колебаний

Величина измеренного фазового сдвига т выражена длительностью импульса. Выходной сигнал блока фазового дискриминатора 6 поступает на блок селекции по длительности 7, который производит оценку величины фазового сдвига и при превышении определенной установленной величины выдает сигнал на одновибратор 8, формирующий сигнал записи для регистрирующего устройства 9.

Таким образом, используя настройку полосовых фильтров 4, 5 на определенную частоту гармонических колебаний и устанавливая контроль разности фаз на выходе фазового дискриминатора 9 относительно заданной величины, определяющей дальность R„ „ìoæío построить грозорегистратор, регистрирующий грозовые разряды в пределах радиуса действия R,@.

Формула изобр етения

Устройство для регистрации грозовых разрядов, содержащее электрическую антенну, подключенную к полосовому фильтру, пороговое устройство и одновибратор, связанный с регистратором, о т л и ч ающ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено магнитной антенной с полосовыми фильтром на выходе и последовательно соединенными фазовым дискриминатором и блоком селекции по длительности, выход которого подключен к одновибратору, при этом выходы антенн соединены с входами порогового устройства непосредственно, а через полосовые фильтры — с двумя входами фазового дискриминатора, к третьему входу которого подключен выход порогового устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 34656245, кл. 73170, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 569995, кл. G 01 W 1/16, 1976 (прототип).

777613

Составитель С, Непомнящая

Корректоры С. Серобаба и А. Галахова

Редактор О. Филиппова

Изд. № 596 Тираж 474

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобрегений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д.

Заказ 8553

Подписное

СССР

4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома