Устройство для регистрации молний Советский патент 1990 года по МПК G01W1/16 

Изобретение относится к метеорологическим приборам и предназначено для получения информации о грозовой деятельности .

Целью изобретения является расширение информационных возможностей устройства за счет определения длительности молний и их отдельных компонентов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Устройство для регистрации молний содержит последовательно соединенные антенну 1, фильтр 2, пороговое устройство 3, первый счетчик 4, первый ключ 5 и регистратор 6 числа компонентов. К выходу порогового устройства 3 подключены первый и второй входы первого триггера 7, а также управляющий вход пятого ключа 8, объединенный с

управляющим входом шестого ключа 9. Выход первого триггера 7 соединен с управляющим входом второго ключа 10 с первым входом схема It запрета, с первым входом схемы 2 совпадения, с входами установки в исходное состояние второго 13, третьего Ik и четвертого 15 счетчиков, а также с первым входом второго триггера 16. Информационный вход второго ключа 10 соединен с первым выходом генератора 17 тактовых импульсов. Выход второго ключа 10 подключен к счетному входу второго счетчика 13. Выход последнего соединен с информационными входами третьего 18 и четвертого 19 ключей. Выходы ключей 18 и 19 соединены с входами регистратора 20 временных интервалов между компонентами и регистратора 21 временных интервалов между молниями соответственно. Управляющие входы ключей 18 и 19 соединеС

ел

ОЭ 05 ОС

W

Јч|

N;

ы соответственно с выходами схемы 11 запрета и схемы 12 совпадения, вторые входы которых подключены к выходу риггера 16, второй вход которого содинен с выходом счетчика 14, четный вход которого подключен к выходу ключа 10. Вход установки исходное состояние счетчика 4 и упавляющий вход ключа 5 соединены с. выходом счетчика 14, Второй выход геератора 17 тактовых импульсов соединен с информационным входом пятого ключа 8,-выход которого подключен к счетному входу четвертого счетчика 15, выход последнего соединен с информационным входом ключа 9. Выход ключа 9 подключен к входу регистратора 22 длительности- компонентов и к первому входу блока 23 суммирования, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа 18. При этом вход установки в исходное состояние блока 23 суммирования подключен к выходу схемы 12 совпадения, а его выход - к информационному входу седьмого ключа 24, управляющий вход которого соединен с выходом третьего счетчика 14. Выход ключа 24 подключен к входу регистратора 25 длительности молний. Устройство работает следующим образом.

Генерируемый молнией электромагнитный сигнал воспринимается антенной 1 и через фильтр 2 (диаграмма 26 на фиг. 2} поступает на вход порогового устройства 3, которое формирует прямоугольные импульсы из сигналов, соответствующих отдельным компонентам молниевых разрядов (диаграмма 27 на фиг. 2). Эти импульсы подаются на вход первого счетчика 4, на управляю- щие входы ключей 8 и 9 и на оба входа триггера 7. Счетчик 4 выполнен по схеме с автоматической установкой в нулевое состояние при включении питания, В состав триггера 7 входит формирующее устройство, обеспечивающее перевод триггера в нулевое состояние передним фронтом импульсов с выхода порогового устройства 3, а в единичное состояние - задним фронтом тех же импульсов. Таким образом, на выходе триггера 7 формируются импульсы, длительность которых равна интервалу времени между отдельными компонентами молний (диаграмма 28 на фиг. 2). Импульсы с выхода триггера 7 поступают на управляющий вход

0

5

0

5

второго ключа 10, первый вход схемы 11 запрета, первый вход схемы 12 совпадения, на входы установки в исходное состояние счетчиков 13,14 и 15, а также на первый вход второго триггера 16. Передним фронтом этих импульсов счетчики 13 и 14, а также триггер 16 сбрасываются в нулевое состояние. При этом схема 12 совпадения закрыта, а схема 11 запрета открыта. В состав этих схем входят формирующие устройства, обеспечивающие управление ключами 18 и 19 задним фронтом импульса с выхода триггера 7. На первом выходе генератора тактовых импульсов 17 вырабатываются импульсы с заданным периодом следования . Этот период был выбран равным 100 мкс. Ключ 10 открывается на время существования импульса на выходе триггера 7 и пропускает импульсы с выхода генератора 17 на входы счетчиков 13 и 14 (диаграмма 29 на фиг. 2). Счетчик 13 подсчитывает эти импульсы и выдает код интервала между компонентами молнии на входы ключей 18 и 19. Этот код регистрируется одним из регистраторов 20 или 21 в зависимости от состояния триггера 16. Если измеренный интервал разделяет импульсы, соответствующие компонентам одного и того же разряда, то его величина не превышает, как правило, 100 мс, и он регистрируется регистратором 20. 5 Если величина этого интервала превышает 100 мс, то он разделяет импульсы, соответствующие компонентам разных разрядов, и регистрируется регистратором 21.

Контроль интервала времени между импульсами осуществляется с помощью счетчика 14, на выходе которого появляется сигнал (диаграмма 30 на фиг, 2) в том случае, когда число- импульсов на его выходе соответствует длительности 100 мс. Для периода следования импульсов с первого выхода генератора 17, равного 100 мкс, число этих импульсов равно 1000. При интервале времени между импульсами более 100 мс сигнал с выхода счетчика 14 переводит триггер 16 в единичное состояние (диаграмма 31 на фиг. 2). При этом схема 12 совпадения открывается (диаграмма 32 на фиг. 2), а схема 11 запрета закрывается. Кроме того, импульс с выхода счетчика 14 своим передним фронтом открывает ключ 5, и

0

0

5

0

5

15

20

од числа компонентов с выхода счетчика k регистрируется регистратором 6, Задним фронтом этого импульса счетчик Ц переводится в исходное состояние (обнуляется). Задним фронтом импульса с выхода триггера 7 открывается ключ 19, и код интервала времени между молниями (поскольку этот интервал больше 100 мс) регистрируется регистратором 21. При интервале времени между импульсами на выходе порогового устройства 3 меньше 100 мс эти импульсы соответствуют компонентам одной и той же молнии. В этом случае сигнал на выходе счетчика 1 не появляется, триггер 16 находится в нулевом состоянии, схема 12 совпадения закрыта, а схема П запрета открыта. Задним фронтом импульса с выхода триггера 7 открывается ключ 18 (диаграмма 33 на фиг.2), и код интервала времени между компонентами (поскольку он меньше 100 мс) регистрируется регистратором 20. С вы- 25 хода порогового устройства 3 импульс, равный длительности отдельного компонента, поступает на управляющие входы ключей 8 и 9. Ключ 8 открывается на время существования этого импульса и пропускает тактовые импульсы с второго выхода генератора 17 на вход счетчика 15 (диаграмма 3 на фиг. 2). Период следования этих импульсов был выбран равным 1 икс. Установка счетчика 15 в исходное состояние производится автоматически при включении питания, а также сигналом, вырабатываемым формирующим устройством, входящим в состав счетчика 15, по заднему фронту импульса с выхода триггера 7. Счетчик 15 подсчитывает тактовые импульсы и выдает код длительности компонента на вход ключа 9. Б состав ключа .9 входит формирующее устройство, обеспечивающее его кратковременное открывание задним фронтом импульса с выхода порогового устройства 3. Через открытый ключ 9 код длительности компонента выдается на вход регистратора 22 длительности компонентов и регистрируется им. Одновременно код длительности компонента поступает на рдин из входов блока 23 суммирования. На другой его вход подается код интервалов между компонентами с выхода ключа 18. В блоке 23 суммирования происходит последовательное суммирование кодов длительности ком

10

35

40

50

55

30

де

понентов и кодов интервалов между компонентами. В результате с выхода блока 23 суммирования на вход ключа .2k выдается код длительности молнии.

Ключ 24 открывается импульсом с выхода счетчика И, вырабатываемым по окончании молнии. При этом код длительности молнии поступает на вход

регистратора 25 и регистрируется им. Установка блока 23 суммирования в ис- ьходное состояние производится авто- ,матически при включении питания, а также сигналом 32 с выхода схемы 12 совпадения.

Устройство дает возможность существенно расширить информационные возможности, позволяя получать наряду с числом компонентов в разряде молнии, временными интервалами между компонентами и временными интервалами между молниями длительности молний и их отдельных компонентов.

Ф

о р м у л а

изобретения

Устройство для регистрации молний по авт. св. № 1 39515, о т л и

чающееся тем, что, с целью расширения информационных возможностей устройства за счет определения длительности молний и их отдельных компонентов, в него дополнительно введены блок суммирования, пятый, шестой и седьмой ключи, четвертый счетчик, регистратор длительности молний и регистратор длительности компонентов, при этом счетный вход четвертого счетчика соединен с выходом пятого ключа, информационный вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых импульсов, а управляющий вход объединен с управляю- щим входом шестого ключа и подключен к выходу порогового устройства, информационный вход шестого ключа соединен с выходом четвертого счетчика, вход установки в исходное состояние которого подключен к выходу первого триггера, выход шестого ключа соединен с входом регистратора длительности компонентов и с первым входом блока суммирования, второй вход которого подключен к выходу третьего ключа, выход блока суммирования соединен с информационным входом седьмого ключа, управляющий вход которого под- ключей к выходу третьего счетчика,

а выход - к регистратору длительности молний, вход установки блока сумJ.

мирования в исходное состояние соединен с выходом схемы совпадения.

фиг 2

Изобретение относится к метеорологическим приборам и предназначено для получения информации о временных характеристиках грозовой деятельности. Целью изобретения является расширение информационных возможностей. За счет введения пятого, шестого и седьмого ключей, четвертого счетчика и блока суммирования временных интервалов обеспечиваются дополнительное определение и регистрация длительности молний и их отдельных компонентов. 2 ил.

Редактор Л.Веселовская

Составитель С.Юдин

Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 107

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/S

Подписное