Автоматическая радиометеорологическая станция Советский патент 1958 года по МПК G08C19/12 

Известны автоматические радиометеорологические станции, предназначенные для измерения метеорологических данных и передающие результаты из мерений по радио.

Недостатки подобных станций состоят в том, что они измеряют малое число параметров, не имеют специаотьного радиовызова и не обеспечивают длительной бесперебойной работы без вмешательства человека.

В описываемой автоматической радиометеорологиче|Ской станции указанные недостатки устранены применением дополнительных датчиков, системы радиовызова, автопуска, стандартных шаговых искателей и датчиков с трехконтактными стрелками.

На фиг. 1 показана система автопуска; на фиг. 2 - анемометр; на фиг. 3 - челночный осадкомер; на фиг. 4 - контактное устройство че.- ночного осадкомера; на фиг. 5 - датчик солнечного сияния; на фиг. 6- датчики температуры и давления воздуха.

Включение станции в работу, переключение радиопередатчиков в зависимости от времени суток, остановка автоматического подзавода производится кулачками управления 1, 1а (фиг. 1), установленными на осях редуктора подзавода часов 2, вращаемого маломощным мотором 3, что позволяет освободить часовой механизм 4 от излишних противодействующих нагрузок (нагрузка только контактами 5 системы подзавода часов) и тем самым увеличить надежнО|Сть работы часов, а также увеличить контактное давление и надежность работы контактов. Цикл работы автопуска состоит в следующем. Через каждый час происходит замыкание контактов системы подзавода часов часового механизма 5 на 7-10 сек- При этом ток подается на пусковое реле 6, которое замыкает цепь мотора 3. Мотор, вращая колеса редуктора, вращает кулачок /, который производит замыкание контакта 7 системы управления. Контакт 1 размыкается после того, как кзлачок / сделает один оборот. Таким обраЛо 117729- 2 -

зом, цепь реле 6 оказывается одновременно замкнутой двумя контактами 5 и 7, но так как ось кулачка / делает один оборот за 15-18 сек., а контакт 5 замыкается на 7-10 сек., то к моменту размыкания контакта 7 контакт 5 оказывается разомкнутым и цепь пускового реле 6 будет разомкнута контактом 7 после того, как ось кулачка 1 сделает один оборот. За описанный цикл через редуктор барабанного переключателя 8 осуществляется подзавод часов. Передаточное отношение на участке ось кулачка / - ось пружины часов равно передаточному отношению на участке ось пружины часов - часовая ось, поэтому требуемый угол закручивания пружины часов при подзаводе равен углу раскручивания пружины за время между циклами подзавода.

Пуск станции осуществляется контактами, управляемыми кулачком 1а, который делает один оборот за шесть циклов подзавода и пускает станцию при одном выступе па кулачке через 6 час., при двух - через 3 час. и т. д.

Переключение радиопередатчиков в зависимости от времени суток производится барабанным переключателем 9, который делает один оборот за 24 цикла подзавода или через 24 час.

Для целей управления всеми узлами используется без переделки стандартный телефонный шагоискатель. Переключение ротора шагоискателя производится при каждом обороте (или кратном числе оборотов) кодового барабана. Так как результаты измерения любого параметра станции кодируются кодовым барабаном за один оборот, становится возможным производить подключение приборов станции к цепи реле манипуляции радиопередатчика через пластины статора щагоискателя. Каждому переключению ротора соответствует передача одного измеряемого параметра. Так, например, при использовании щагоискателя ШИ-25/8 можно управлять 16 приборами при трехкратной передаче одного и того же параметра, а при двухкратной передаче возможно приключение 24 приборов. Наличие четырех и восьми рядов ламелей в щагоискателе позволяет одновременно с управлением приборами выполнять следующие функции: передачу позывных станций, измерение промежутка времени, в течение которого происходит измерение скорости ветра, установку шагоиркателей в нулевое положение, прижим стрелок в баротермометре и т. и- Подключение новых приборов при такой схеме управления весьма несложно и может быть произведено в полевых условиях.

Шаговый искатель управления при пуске станции включает контакты 10 и // третьего и четвертого ряда шагоискателя анемометра (фиг. 2). После окончания передачи результатов измерения скорости ветра шаговый искатель управления включает контакт 12, который замыкает цепь установки искателя в исходное положение. Процесс снятия значений скорости ветра происходит следующим образом. Контакты анемометра 13 и 14 поочередно замыкаются кулачками анемометра 13а и 14а и дают импульсы тока на катушку электромагнита шагоискателя через ламели и роторные пластины шагоискателя. Контакт 15 замыкается на время, в которое необходимо получить значение средней скорости ветра. Таким образом, при замыкании контактной группы 13 ток, пройдя через второй ряд щагоискателя и так называемую группу С/С, передвинет ротор искателя и тем самым разорвет цепь электромагнита, подготовив прохождение тока через контакт 14 и первый ряд щагоискателя. Контакт 16 размыкает электрическую цепь магнита щагоискателя при установке его в исходное положение. Кодовые барабанчики 17 через реле манипуляции 18 челночного осадкомера подают на вход соответствующего передатчика закодированные импульсы десятков и единиц скорости ветра.

Схема может быть осуществлена также и на двух шагоискателях ШИ-11 с десятичной системой счета. Такая схема применена для подсчета жидких осадков с той лишь разницей, что импульсы тока (фиг. 3) подаются не через роторные пластины, а непосредственно через группу С/С на электромагнит шагоискателя. Контакт 15 замыкается в то время, когда станция не работает; таким образом, измерение выпавших осадков производится в период между сроками работы станции.

Контактное устройство челночного осадкомера показано яа фиг. 4.

Для предохранения от коррозии и загрязнения контакт осадкомера 19 помеш,ен в герметизированном кожухе 20. Для обеспечения надежной герметичности после установки кожух 20 запаивается, а выводные концы от контакта 19 заливаются кабельной массой. В период полевых испытапий такое контактное устройство показало свою надежность в работе.

Связь контакта осадкомера с челноком 21 ос тдествляется посредством постоянного магнита 22, установленного на челноке, и притягиваемой к нему пластинки из «АРМКО 23. Замыкание контакта 19 происходит только в тот момент, когда магнит 22 движется против пластинки 23, при дальнейшем движении челнока каждому опрокидыванию челнока соответствует электрический импульс.

Изготовленный из сплава «Магнико магннт создает большую напряженность магнитного поля, что гарантирует надлежащее контактное давление.

Такой же способ кодирования результатов измерения используется в фиксации (Солнечного сияния. Датчик солнечного сняния выполнен в виде ряда расположенных по окружности и защищенных стеклянным колпаком 24 (фиг. 5) параллельных биметаллических пластинок 25, внешний ряд которых, обращенный к солнцу, зачернен, а внутренний имеет отполированную поверхность. При попадании солнечных лучей на зачерненную пластинку она нагревается больше и, изгибаясь, замыкает параллельную с ней биметаллическую пластинку. В зтом с чучае соответствующий диск 26 кодового датчика солнечного сияния передает наличие солнечного сияния. Суточный ход температуры на такой датчик не влияет, потому что при изменении температуры параллельные пластинки изгибаются в одну сторону и не замыкаются между собой. Семилетний опыт эксплуатации такого датчика показал его безотказную работу зимой и летом.

Если такой датчик солнечного сияния соединить с шаговым искателем 27 и с помощью контакта 28 часового механизма замыкать цепь электромагнита шагового искателя, например, через каждый час или полчаса, то этим самым можно определить каждый ли час светило солнце в моменты замыкания контакта часового механизма и получить представление о безоблачной или облачной погоде в районе установки AP/viC. Такие данные весьма важны для обслуживания авиации, а такiKe для синоптической службы.

Для измерения и кодирования значений температуры и давления используются дистанционный манометрический термометр, представляющий тонкий медный капилляр, заполненный толуолом и намотанный на четырехгранный каркас, помещаемый в психрометрическую будку, и анероидный столбик. Контактная шкала для автоматического измерения давления и температуры воздуха выполнена в виде столбика 29 (фиг. 6) с острыми гранями из 100 изолированных друг от друга металлических пластин, к которым стрелки .ЗО датчиков давления и температуры воздуха прижимаются в момент снятия их показаний столбиком 31 из 10 изолированных друг от друга цилиндриков, имеющих вместе такую же высоту.

№ 117729. - 4 -

что и 100 вышеуказанных металлических пластин. С помощью такой шкалы представляется возможным снимать 200 значений давления воздуха (для температуры ± 50° и для перепада давления в 100 мб). Прижимание стрелки цилиндрическим столбиком к шкале осуш;ествляется электромагнитами, включаемыми управляюш;им механизмом станцииТехника преобразования измеряемых величин в кодовые значения заключается в следуюш,ем: от каждого из 10 цилиндриков идет по одному проводу к контактам 30, замыкающим цепь реле манипуляции радиопередатчика 33 вращаюш,имися кодовыми кулачками 34.

Шкала, состоящая из 100 изолированных друг от друга металлических пластин, разбита на десятки, в ней все единицы, двойки, тройки и т. д. десятков запараллелены между собой и провода также электрически соединены с контактами, замыкаемыми вращающимися кодовыми кулачками, сидящими на одной оси с остальнылш 10 кулачками. Следовательно, снятие метеоэлемента производится по азбуке Морзе 20 кодовыми кулачками (дисками), приводимыми во вращение электромоторчиком 35.

Весь описанный цикл работы станции может осуществляться не только при срабатывании кулачка 1а (фиг. 1) через каждые шесть часов, но и при срабатывании контактной группы этого кулачка от специального сигнала, получаемого от селекторного устройства, включенного на выходе радиоприемника со специальным режимом работы от радиовызова.

Предмет изобретения

1.Автоматическая радиометеорологическая станция для измерения метереологических величин и дистанционной передачи результатов измерения по радио в виде закодированных радиотелеграфных сигналов, отличающаяся тем, что в станции применены датчик солнечного сияния, выполненный в виде ряда пластин, располо женных попарно, внещние стороны которых, подвергающиеся действию солнечных лучей, зачерчены ц деформируются больше, чем параллельные им другие пластины; стандартные шаговые искатели для подсчета осадков, скорости ветра и управления станцией, автопуск специальным радиовызовом, позволяющий включать станцию в работу в любое время специальными радиотелеграфными посылками сигналов, в котором, с целью разгрузки механизма часов от контактных нагрузок, для управления программным устройством станции использован электродвигатель; трехконтактные стрелки соответствующих датчиков, зажимающие;ся электромагнитным устройством между двумя контактными шкалами десятков и единиц для измерения и дистанционной передачи величин температуры и давления, причем два контакта стрелки прижимаются к шкале дасятков, а один - к шкале единиц.

2.Устройство по п. I контакта челночного осадкомера, помещенного в герметизированный кожух ,отличающееся тем, что связь с качающимся челноком осуществляется посредством постоянного магнита, установленного на челноке, и притягиваемой к нему пластинки, так что замыкание контакта происходит только в тот момент, когда магнит проходит при качании челнока против пластинки.

iS

OS

OS

t I±rSOiO

1/

Фи2. 4