Устройство для раздельной регистрации наземных и облачных разрядов молнии

 

Союз Советскик

Социапмстмческмк республик

ОП ИСАНИЕ изоБЕитвнкя

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 892396 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.04.80 (21) 2915366/18-10 с присоединением заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 23 12.81. бюллетень Ме 47

Лата опубликования описания 23. 12.81 (5 I ) М. Кл.

4 01% 1/16

3Ъоудврствекый комитет по делам нзобретенкй и открытий (53) УДК 551. .594.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.А. Гольштейн и В.П. Закарюкин (7l) Заявитель

Иркутский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ РЕГИСТРАБИИ

НАЗЕМНЫХ И ОБЛАЧНЫХ РАЗРЯДОВ МОЛНИИ

Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии и может быть использовано для распознавания тинов разрядов молнии.

Известны устройства для регистрации наземных и облачных разрядов, содержа5 шиг антенну, согласующее устройство, две параллельные цепи, имеющие разные полосы пропускания, каждая с фильтром и одновибратором, выходы которых через схему совпадения связаны с регист10 ратором, формируюшее устройство, подключенное к схеме совпадения, второе формируюшее устройство и схему совпадения, выход которой соединен с регистратором, а два входа — с одньвибратора15 ми, и блок вычитания, подключенный входами к фильтрам двух параллельных цейей, а выходами - к формируюшим ус г+ ройствам $g . Однако эти устройства, использующие частотный способ распознавания типа разряда, обладают недостаточной точно- стью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по достигаемому результату при его использовании является устройство для раздельной регистрации наземных и облачных разря;- :. дов молнии, содержащее узел селекции разрядов с двумя группами светочувствительных элементов, и блок регис трации с двумя счетчиками (21

Однако точность регистрации разря дов в известном устройстве, содержащем две группы светочувствительных элементов, зависит от прозрачности ат.мосферы.

Цель изобретения — повьвиение т;очности.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для раздельной регистрации наземных и облачных разрядов молнии, содержашем узел селекции разрядов и блок регистрации, состоящий из двух счетчиков, узел селекции разрядов выполнен в виде четырех каналов для выделения горизонтальных составляюших поля

20 и:гряда, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных подземной антенны, фильтра, усиливэля и детектора, и четырех каналов дпя выбора направления на разряд, каждый из которых состоит из последовательно соединенных рамочной антенны, фильтра, усилителя, детектора, первого блока выбора максимального сигнала, выход которого подключен ко входам соединенных друг с о другом ключей, один из вьасодов первого ключа первого канала и один из выл холов второго ключа четвертого канала соединены с выходом первого канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда, выходы первого ключа второго канала и второго ключа третьего канала — с выходом второго канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда, выходы первого ключа

I третьего канала и второто ключа второго канала» с выходом четвертого канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда, вьасоды первого ключа четвертого канала и второго ключа первого канала соединены с выходом,: третьего канала для выделения горизонталвньас составляющих поля разряда, второй выход каждого ключа подключен ко входу соответственно второго и третьего соединенных друг с другом управляющими входами блоков выбора Максимального сигнала, выходы которых соединены соот ветственно с первыми входами первого И второго счетчиков, вторые BxollbI которых соединены друг с другом и выходами соединенньас друг с другом через развяэывающие цепи детекторов каналов для выбора направления на разряд, причем подземные антенны расположены под углом 45 друг к другу относительно опорного заэемлителя и совпадают с направ лениями осей рамочных антенн.

На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства, на фиг. 2 а - схема расположения рамочных антенн, на фиг. 2 б - схема расположения подземных антенн, Устройство состоит из четырех клапа нов 1-4 для выделения горизонтальных составляющих поля и четырех каналов

5-8 для выбора направления на разряд.

Каждый иэ каналов 1-4 состоит из последовательно соединенных подземной антенны 9, ориентированной так, как показано на фиг. 2 б (номера у антенн со- gs ответствуют номерам каналов), фильтра

10, насчроенного на частоту 60 кГц, усилителя 1 1, дс-.тектора (2,м.слелщощеro сигнал положительной полярности, и буферного каскада 13.

Блок регистрации выполнен в виде двух счетчиков 14 и 15.

Каждый из каналов 5-8 для выбора направления на разряд состоит иэ последовательно соединенных рамочной (магнитной) антенны 16, фильтра 17, усилителя 18, детектора 19, выделяющего сигнал положительной полярности, буферного каскада 20 и первого блока выбора максимального сигнала 21, выход котороро подключен ко входам соединенных друг c npyroM ключей 14 и 15, один из выходов первого ключа 22 первого канала 5 и один из выходов второго ключа. четвертого канала 8 соединены с выходом первого канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда 1, выходы первого ключа второго канала 6 и второго ключа третьего канала 7 - с выходом второго канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда 2, выходы первого ключа третьего канала 7 и второго ключа 6 — с выходом четвертого канала для выделения горизонтальных составляющих поля раэряда 4, выходы первого ключа четвертогоканала 8 и второго ключа 15 первого канала 5 соединены с выходом третьего канала для выделения горизонтальных со ставляющих поля разряда З, второй выход каждого ключа 22 и 23 подключен ко входу соответственно второго 24 и третьего

25 соединенных друг с другом управляюшими ВхоАВМН блоков выбора максимально.-

ro сигнала, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков 14 и 15, срабатывающих при совпадении сигналов на обоих входах, вторые входы которых соединены друг с другом и с вьасодами соединенных друг с другом через развязьсвающие цепи детекторов каналов .для выбора направления на разряд. Подземные антены 9 расположены под углом 45 друг к другу относительно опорного заземлителя и совпадают с направлениями осей рамочных антенн 16.

Подземные антенны 9 и рамочные антенны сориентированы так, что появление максимального сигнала в одной иэ рамочных антенн, соответствующее разряду молнии в направлении плоскости витков рамочной антенны, вызывает подключение перпендикулярных этому направлению полземиых антенн.

В схеме расположения рамочньи антенн

16 (фиг. 2 a) номера соответствуют номерам каналов для выбора направления на разряд, а в схеме расположения подземных антенн 9 (фиг. 2 б) номера соответствуют номерам каналов для выделе:— ния горизонтальных составляющих поля разряда.

Устройство работает следующим образом.

При разряде молнии максимальный сигнал наводится в рамочной антенне 16, плоскость витков которой совпадает с направлением на разряд, Отфильтрованный фильтром 17, усиленный усилителем 18 и пропетектированный детектором 19 и буферным каскадом 20 сигнал проходит через узел выбора максимального сигнала 21 в одном из каналов 5-8,для выбора направления на разряд с наибольшим сигналом и открывает ключи 22 и 23 которые пропускают сформированные сигна- 26 лы соответствующих каналов для выделения горизонтальных составляющих поля разряда на второй и третий узлы выбора максимального сигнала 24 и 25. Через один из этих узлов проходит наибольший сигнал на один из счетчиков 14 или 15, при этом счетчик 14 отмечает наземные разряды, счетчик 15 — межоблачные.

Предлагаемое изобретение, основанное 30 на разной ориентации каналов разных типов молний, по сравнению с известными устройствами, позволяет не учитывать зависимость от расстояния и неопределенность, связанную с вопросом различия спектров излучения наземных и межоблачных разрядов молнии, а также зависимость от прозрачности атмосферьь

Точность предлагаемого способа по сравнению с известными увеличивается в среднем на 30%, Устройство для раздельной регистрации наземных и облачных разрядов молнии., содержащее узел селекции разрядов и блок регистрации, состоящих из двух счетчиков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в нем узел селекции разрядов выполнен в виде

Формула изобретения

892396 б четырех каналов пля вселения горизонтальных составляющих поля разряда, каждый иэ которых состоит из последователь» но соединенных подземной антенны, фильм ра, усилителя и детектора, и четырех каналов для выбора направления на разряд, каждый из которых состоит из последовательно соединенных рамочной антенны, фильтра, усилителя, детектора, первого блока выбора максимального сигнала, выход которого подключен ко вхопам соединенных друг с другом ключей, один иэ выходов первого ключа первого канала и OARH из выходов второго ключа чет вертого канала соединены с выходом первого канала для выделения горизонталь ных составляющих поля разряда, выходы первого ключа второго канала и второго ключа третьего канала — с выходом второго канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда, выходы первого ключа третьего канала и второго ключа второго канала — c выходом четвертого канала для выделения горизонтальных составляющих поля разряда, выходы первого ключа четвертого канала и второго ключа первого канала соединены с выходом третьего канала пля выделения горизонтальных составляющих поля разряда, второй выход каждого ключа подключен ко входу соответственно второго и третьего соединенных друг с другом управляющими входами блоков выбора максимального сигнала, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков, вторые входы которых соединены друг с другом и . выходами соединенных

Ap7I с другом через развяэывающие цепи детекторов каналов для выбора направления на разряд, причем, подземные антенны расположены под углом 45 друг к друо гу относительно опорного эаземлителя и совпадают с направлениями осей рамочных ф3 антенн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 699464, кл. Ci 01% 1/16, 02. 12.77

2. Авторское свидетельство СССР

% 622027, кл. Q 01% 1/16, 24.02.77 (прототип) .