Анализатор грозоопасности Советский патент 1988 года по МПК G08B23/00 

г

Изобретение относится к устройствам для сигнализации и может быть использовано для предупреждения о приближении грозового фронта.

Целью изобретения является повы- шение функциональной надежности устройства путем устранения ложных сра- батьюаний в результате воздействия электромагнитных помех негрозового п происхождения5 следующих с частотой, превышающей максимальную частоту следования грозовых разрядов,

На фиг,, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления.

Устройство содержит приемную антенну 1, узкополосный усилитель 2, детектор 3, пороговые элементы 4-7, 20 блок 8 регистрации грозовых разрядов, формирователи 9-12 импульсов, счетчики 13-16, генератор 17 меток времени, блок Т8 сравнения плотности грозовых разрядов, блок 19 управле- 25 ния, блок 20 сигнализации Прекращение операций, блок 21 сигнализации, выключатель 22, блок 23 Предупреждение, выключатель 24, счетчики 25-28, реверсивный счетчик 29, . jg элемент И 30, генератор 31 счетных импульсов, элемент И 32, дешифраторы 33 и 34, индикатор 35.

Анализатор грозоопасности работает .следующим образом-.

Разряд молнии возбуждает в прием ной антенне 1 радиоимпульс, которьй усилителем 2 усиливается в узкой полосе частот и поступает на детектор 3, преобразующий радиоимпульс в видеоимпульс. После детектирования импульс напряжения поступает на входы четырех пороговых элементов 4-7, каждый из которых пропускает импульсы, если их амплитуды превосходят пороговые значения, рассчитанные на сред нестатические амплитуды импульсов грозовых разрядов.

Наибольшую чувствительность, т.е. самый низкий порог, имеет пороговьй элемент 4, который является входным элементом первого канала блока 8 регистрации грозовых разрядов и рассчитан на прием сигналов дальних грозовых разрядов, например, на расстоянии 100 км и менее. Пороговьй элемент55 5 второго канала принимает сигналы грозовых разрядов на расстоянии 50 км и менее, пороговьй элемент 6 третье.-35

40

т-45

50

п

20 , 25 jg

55

35

40

45

50

го канала - на расстоянии

на

25 км и 7 четверто- расстоянии 12 км и

го канала - менее.

Таким образом, отдаленные грозы регистрируются только по первому каналу, тогда как близкие регистрируются во всех четырех каналах одновременно.

Импульсы с выхода пороговых элементов 4-7 поступают на формирователи 8-12 импульсов, которые вырабатывают импульсы, соответствующие вспышке молнии, даже если вспышка представляет собой многоимпульсный разряд. В каждом канале регистрации импульсы с выхода формирователей стандартнкк импульсов поступают на основные 13-16, время счета которых задается генератором 17 меток времени, импульсы с выхода которого обнуляют счетчики 13-16. Емкость счетчиков неодинакова, наибольшую емкость имеет счетчик 13, наименьшую - счетчик 16. В результате в каждом канале зафиксированньй отрезок времени измеряется количеством разрядов, т.е. измеряется временная плотность разрядов.

При движении грозового фронта к объекту, на котором расположен анализатор грозоопасности, происходит заполнение счетчика 13. Сигнал заполнения этого счетчика поступает на вход блока 18 сравнения плотности грозовых разрядов. Заполнение счетчика 14 подтверждает приближение грозового фронта к объекту на расстоянии 50 км, при этом на блок 18 сравнения плотности грозовых разрядов поступает второй сигнал. В результате этого блок 18 вырабатывает сигнал, запускающий блок 19 управления. При этом снимается сигнал Сброс с реверсивного счетчика 29 и отпирается элемент И 30, который управляет работой счетчика 29 по входу Сложение и через который на счетчик поступают счетные импульсы с минутньм интервалом, вырабатываемые генератором 31 счетных импульсов .

Таким образом, счетчик 29 считает количество минут до того момента, когда грозовой очаг приблизится к объекту на расстояние 25 км, что приводит к срабатьшанию счетчика 15. С выхода счетчика 15 прямой сигнал

поступает на элемент И 32, управляющий счетчиком 29 по входу Вычитание

а инвертированный сигнал поступает на элемент И 30 и запирает его.

На элементы И 30 и 32 подаются также сигналы 99 и О, вырабатываемые дешифратором 33, останавливающие (;чет на 99 мин при сложении и на О мин при вычитании. Дешифратор 33J кроме того, вырабатывает сигнал, соответствующий необходимому времени упреждения (в данном случае 10 мин), который поступает в блок 20 сигнализации Прекращение работ,

Информация о текущем состоянии реверсивного счетчика 29 через дешифратор 34 поступает на индикатор 35„

Таким образом, блок 19 управления который по известному расстоянию между вторым и третьим каналами и известному времени от момента блока 19 управления до момента заполнения счетчика 15 определяет скорость движения грозового фронта в направлении к объекту, ресурс времени, необходимый, чтобы грозовой очаг мог достигнуть объекта, определяет момент времени подачи сигнала Прекращение операций с учетом необходимого времени упреждения и включает блок 20 сигнализации Прекращение операций блока 21 сигнализации. По этому сигналу все операции со взрывоопасными материалами прекращаются. Одновременно сигнал заполнения счетчика 15 включает блок 23 Предупреждение блока 21 сигнализации.

Сигнал заполнения счетчика 16 поступает на блок 20 блока 21 сигнализации. Если блок 20 уже находится в режиме сигнализации, то поступающий сюда сигнал от счетчика 16 подтверждает опасность обстановки (разряды грозы в ближней зоне), в противном случае сигнал счетчика 15 включает блок 20 Прекращение операций блока 21 сигнализации.

Дублирование запуска блок а 20 (от управляющего блока 19 и счетчигг ка 16) обусловлено тем, что при грозах, характерных для тропических районов, грозовой очаг может быстро сформироваться над объектом или в

непосредственной близости от негоо I .

При удалении от грозового очага

последовательно отключается блок 20 сигнализации Прекращение операций з

0

5

0

5

0

следовательно, затем и блок 23 Предупреждение. Блок 20 сигнализации Прекращение операций отключается выключателем 22, когда счетчик 16 четвертого канала не регистрирует разрядов и интегратор выключателя 22 за время, равное длительности пяти последовательных циклов измерения, не регистрирует сигналов на выходе формирователя 12 стандартных импульсов. При совпадении указанных условий 6JIOK сигнализации Прекращение операций отключается, что служит командой к продолжению работ .на объекте. Когда счетчик 14 не регистрирует разрядов в пяти циклах измерения, блок 18 сравнения плотности грозовых разрядов вырабатывает сигнал, возвращающий блок 19 управления в исходное состояние.

Сигналь с выхода формирователей 9-12 импульсов поступают также на входы счетчиков 25-28. Поскольку ожидаемые сигналы от разрядов молний не могут следовать с частотой более 1-2 Гц, то заполнение счетчиков 25- 28 не происходит, т.к. они периодически обнуляются импульсами от генератора отметок времени с частотой f, равной:

JZ

1Н-2

Гц,

где п - емкость дополнительного счетчика.

Таким образом, при отсутстствии помех сигналы на выходах счетчиков отсутствуют и не воздействуют на установочные входы счетчиков 13- 16.

При появлении электромагнитных помех негрозового происхождения на входах дополнительных счетчиков по- являются сигналы с частотой более 1-2 ГЦо Они подсчитьшаются счетчиками 25-28 за время между i-шпульсами генератора 17 меток времени. При этом на их выходах появляются сигна- -лы, обнуляющие счетчики 13-16. Тем самым исключается возможность ложных срабатываний анализатора грозо- опасности при воздействии электромагнитных помех негрозового происхождения .

Формула изобретения

Анализатор грозоопасности, содержащий приемную антенну, выход кото

5

рой соединен с входом узкополосного усилителя, выход которого подключен к входу детектора, выход которого соединен с входами первого, второго третьего и четвертого пороговых элементов, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего формирователя импульсов, выход каждого из которых соединен со счетным входом соответствующего счетчика, выхода первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения плотности грозовых разрядов, выход которого подключен к первому входу блока управления, выход которого со динен с первым входом блока сигнализации, генератор меток времени, пер рый выход которого подключен к пер |вым входам обнуления счетчиков, вы- {ход третьего счетчика соединен с (вторым входом блока управления и Ьторым входом блока сигнализации. Выход четвертого счетчика соединен

5

0

третьим входом блока сигнализации, вьпсод третьего формирователя импульсов подключен к четвертому входу блока сигнализации, выход четвертого формирователя импульсов соединен с входом выключателя, выход которого подключен к пятому входу блока сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройствау в него введены пятый, шестой, седьмой и восьмой счетчики, выходы первого, второго, третьего и четвертого формирователей импульсов соединены соответственно со счетными входами пятого, шестого, седьмого и восьмого счетчиков, выходы каждого из ко- торьпс соединены соответственно с вторыми входами обнуления первого, второго, третьего и четвертого счетчиков, второй выход генератора меток времени соединен с входами обнуления пятого, шестого, седьмого и восьмого счетчиков.

(.-ц/ г Сигн. О

fe.2

Изобретение относится к устройствам для сигнализации и может быть использовано для предупреждения о приближении грозового фронта. Целью изобретения является повьшение функциональной надежности устройства путем устранения ложных срабатьшаний в результате воздействия электромагнитных помех негрозового происхождения, следующих с частотой, превышающей максимальную частоту следования грозовых разрядов. При приближении грозовых разрядов последовательно начинают срабатывать пороговые элементы 4-7. Их пороги срабатывания соответствуют четырем дальностям до грозового фронта, например 100, 50, 25, и 12 км. При достижении грозовым фронтом дальности 50 км сигналы с выходов счетчиков 13 и 14 включают блок 18 сравнения, который разрешает работу управляющего блока 19, ведущего :отсчет времени с момента своего включения в реверсивном счетчике. При достижении грозовым фронтом дальности 25 км сигнал с выхода счетчика 15 переводит реверсивный счетчик в реверсивный режим. Счетчик 29с этого момента отсчитывает время, оставшееся до прихода грозового фронта к точке расположения анализатора. Счетчики 25-28 обнуляются с частотой, превышающей максимального частоту следования грозовых разрядов. При воздействии электромагнитных помех негрозо- вого происхождения, частота следования которых вьш1е частоты обнуления счетчиков 25-28, сигналами с их выхода обнуляются счетчики 13-16, что приводит к устранению ложных сраба- тьтаний устройства. 2 ил (Л 00 ОС со со tEiil I фи.г