Устройство для регистрации грозовыхразрядов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ СВ ВТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u)822105 (61) Дополнительное к авт. саид-ву )т 699464 (22) Заявлемо 06.06.79 (21) 2776З21/18-1С с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 15.0481 Бюллетемь й9 14 (51)М Клз

G 01 W 1/16

Государственный квинтет

СССР по дмам изобретеппй и открытий (53) УДК 551.594.2 (088. 8) Дата опубликования описания 15.04В1 (72) Автор изобретения

В.И. Потапкин

Научно-исследовательский ннститу высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской еволюцйи-и, ордена

Трудового Красного Знамени поли ехйгч@ском институте им. С.И. Киров ,j ..; x

I (71) Заявитель

1, -„ (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГРОЗОВЫХ

РАЗРЯДОВ

Изобретение относится к метеорологическим приборам, может бить использовано на метеостанциях для раздельной регистрации наземных и облачных разрядов.

По основному авт. св. и 699464 .известно устройство для регистрации грозовых разрядов, которое может раздельно регистрировать наземные и облачные молнии. Это устройство содер1О жит антенну и согласующее устройство, к выходу которого подсоединены две имеющие разные полосы пропускания параллельные цепи, каждая иэ которых содержит фильтр и одновибратор. 15

Выходы укаэанных параллельных цепей через схему совпадения связаны с регистратором. Кроме того, известное устройство содержит последовательно соединенные блок вычитания, подклю- 20

° ченный входами к фильтрам двух параллельных цепей, а выходами к основному и дополнительному формирующим устройствам, и дополнительную схему совпадения, выход которой соединен с регистратором, а входы — с одновибраторами f 11 .

Однако, так как фильтры этого устройства настроены на различные .частотные диапазоны, то сигналы от од- 30

2 ного и того же .грозового разряда на их выходах различаются по форме. На выходе более низкочастотного фильтра сигнал более медленно достигает своего максимального значения, чем на выходе более высокочастотного фильтра. Вследствие этого на выходе блока вычитания возможнб появление биполярного, формирующего устройства.

Таким образом, одна и та же молния будет зарегистрирована и как наземная, и как облачная. Такая двойная регистрация одной молнии вносит неопределенность в результаты регистрации, так как невозможно определить, какая молния имела место в действительности.

Цель изобретения — повышение достоверности регистрации наземных и облачных разрядов путем устранения неопределенности в результатах регистрации.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для регистрации грозовых разрядов в каждой параллельной цепи между фильтром и одновибратором включены пиковые детекторы, а к выходу одного иэ пиковых детекторов присоединены последовательно соединенные устройства задержки и синхро822105 низирующая схема совпадения, через которую блок вычитания связан c формирующими устройствами.

На чертеже представлена структурная схема устройства. устройство содержиr антенну 1, 5 согласующее устройство 2, две параллельные цепи 3 и 4, схему 5 совпадения, регистратор 6. В свою очередь цепи 3 и 4 состоят из последовательно соединенных фильтра, пикового детектора, усилителя и одновибратора.

Так как цепь 3 содержит фильтр 7, пиковый детектор 8, усилитель 9 и одновибратор 10. Цепь 4 состоит из фильтра 11, пикового детектора 12, усилителя 13 и одновибратора 14.

Кроме указанных каскадов, устройство содержит блок 15 вычитания,синхронизирующую схему 16 совпадения, формирующее устройство 17, дополнительное формирующее устройство 18, до- 20 полнительную схему 19 совпадения и устройство 20 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При грозовых разрядах в окружа- 25 ющем пространстве появляются электромагнитные сигналы в широком диапазоне частот. Эти сигналы принимаются антенной 1 и поступают на вход согласующего устройства 2, которое пред- 30 назначено для. согласования высокого сопротивления антенны 1 с относительно небольшими входными сопротивлени-. ями цепей 3, 4. Каждая иэ параллельных цепей 3, 4 работает в нужном диа- 35 пазоне частот . Цепь 3 с помощью фильтра 7 чувствительйа к электромагнитным колебаниям в области максимума спектральной плотности наземных грозовых разрядов (4-8 кГц) . Далее указанные сигналы поступают на вход пи- 40 кового детектора 8, на выходе которого сигнал появляется как при положительных, так и при отрицательных импульсах, поступающих на его вход.

Постоянная времени цепи разряда пи- 45 кового детектора принимается равной

3 мс, так что íà его выходе происходит как бы запоминание амплитуды поступившего сигнала. С выхода пикового детектора 8 сигналы постУпают íà 50 усилитель 9, если их амплитуда превосходит заданный уровень, то происходит запуск одновибратора 10. Последниф выполняет функции порогового устр йства и расширителя импульсов.

3а счет этого многокомпонентная молния регистрируется один раз. Импульсы с выхода одновибратора 10 поступают на первые входы схем 5 и 19 совпадения. Цепь 4 по своей структуре и выполняемым функциямл аналогична це- 60 пи 3, но ее фильтр ll настроен в области максимума спектральной плотности облачных грозовых разрядов (2550 кГц). С выхода цепи 4 импульсы одновибратора 14 поступают на вторые 65

O входы схем 5 и 19 совпадения. Кроме того, сигналы грозовых разрядов с выходов усилителей У и 13 поступают на входы блока 15 вычитания. При наземном грозовом разряде амплитуда сигнала, поступающего на вход пикового детектора 8, а следовательно, и снимаемого с выхода усилителя У, оказывается больше амплитуды сигнала, поступающего на вход пикового детектора 12, а следовательно, и снимаемого с выхода усилителя 13. На выходе блока вычитания 15 появляется напряжение,. соответствующее разности входных сигналов, поступающих с усилителей 9 и 13. Для устра- . нения неоднозначности в результатах регистрации, вызванных появлением на выходе блока вычитания биполярных импульсов, служит синхронизирующая схема 16 совпадения.. На ее входы поступают два сигнала: один с выхода блока 15 вычитания, другой с устройства 20 задержки, в качестве котороIo может быть использован многофазный одновибратор, запускаемый сигналом с усилителя 13 и вырабатывающий на выходе короткий прямоугольный импульс, сдвинутый во времени относительно начала грозового разряда. На выходе синхронизирующей схемы 16 совпадения появляется прямоугольный импульс, по длительности равный импульсу, поступающему с устройства 20 задержки, по амплитуде — разности напряжений, поступающих на блок 15 вычитания в момент появления сигнала на выходе устройства 20 задержки.

Таким образом, при наземном грозовом разряде на выходе синхронизирующей схемы 16 совпадения появляется прямоугольный импульс положительной полярности, который вызывает срабатывание формирующего устройства 17, в качестве которого может быть использован одновибратор. Импульс с выхода одновибратора 17 поступает на третий вход схемы 5 совпадения, Следовательно, при наземном грозовом разряде на всех трех входах схемы 5 совпадения одновременно появляются сигналы. В устройстве 6 происходит регистрация наземного rpoaosoro разряда.

При облачном грозовом разряде амплитуда сигнала, поступаю его на вход пикового детектора 8, оказывается меньше амплитуды сигнала, поступающего на вход пикового детектора 12.

В этом случае на выходе синхрониэирующей схемы 16 совпадения появится прямоугольный импульс отрицательной полярности, который приведет к запуску дополнительного формирующего устройства 18, в качестве которого может быть использован одновибратор.

Импульс с выхода одновибратора 18 поступает на третий вход дополнительной схемы 19 совпадения. Следователь822105

Формула изобретения

Составитель С. Непомнящая

Техред:.Т. Маточка

Корректор М. Вигула

Редактор M. Хома

Тираж 732 Подписное

ВНИИЛИ ГосударственНого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1842/70

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаяi но, при облачном грозовом разряде на всех трех входах дополнительной cxeMbl 19 совпадения одновременно появляются сигналы. В устройстве 6 происходит регистрация облачного грозового разряда.

Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св. 9 699464, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения достоверности регистрации, оно снабжено включенными

1 в параллельные цепи между фильтром и одновибратором пиковыми детекторами, через которые фильтры этих цепей связаны с блоком вычитания, а также подключенным к выходу одного иэ пиковых детекторов устройством задержки и последовательно соединенной с ним схемой совпадения, через которую блок вычитания связан с формирующими устройствами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 699464, кл. G 01 М 1/16, 1978.