Устройство для регистрации грозовых разрядов Советский патент 1979 года по МПК G01W1/16 

Такое техническое решение обеспе вает регистрацию грозовых разрядов пределах определенного рещиуса вне зависимости от амплитуды тока грозового разряда. На приведенном чертеже представ лена структурная схема устройства для регистрации грозовых разрядов. Предлагаемое устройство содержит антенну 1, согласующее устройство 2 три параллельных канала 3, 4, 5, схему совпадения 6 и регистрирующее устройство 7. В свою очередь, каналы 3, 4, 5 состоят из фильтров, полосы пропускания которых выбраны различными t но лежащими в спектре частот, характерных для наземных разрядов, и одновибраторов, которые одновременно выполняют роль порогового устройства и расширителя импульсов. В канал 3 входят фильтр 8 и одновибратор 9. Канал 4 состоит из фильтра 10 и одновибратора 11. Канал 5 содержит фильтр 12 и однов ратор 13. К выходу фильтра 8 подклю чен вход дифферен1у(рующего устройства 14, а к выходу фильтра 10 вход интегрирующего устройства 15. Выходы дифференцирующего устройства 14 и интегрирующего устройства 15 соединены с входами амплитудного различителя 16, выход которого чере формирующее устройство 17 связан с одним из входов схемы совпадения При разрядах молнии типа облакоземля в окружающем пространстве появляется переменное электромагнит ное поле в очень широком диапазоне частот. Эти электромагнитные колеба ния воспринимаются антенной 1 и пос тупают на вход согласующего устрой ства 2, которое предназначено для согласования высокого выходного сопротивления антенны с относител но небольшими входными сопротивлени ями каналов 3, 4, 5. Каждый из трех параллельных каналов работает в нужном диапазоне частот. Канал 3 с помощью фильтра 8 чувствителен. к электрюмагнитным колебаниям низкой частоты, например, от 100 до 1000 Гц. Известно, что в таком диапазоне частот регистрируется преимущественно электростатическая составляющая электромагнитного поля разряда молнии, которая уменьшается обратно пропорционально кубу расстояния. Сигналы молнии поступают на вход фильтра 8 из согласующего устройства 2. Далее указанные сигналы, если это необходимо, детектируются, усиливаются и поступают на вход одновибратора 9, выполнякицего функции порогового уст ройства и расширителя импульсов. Если амплитуда сигнала на входе одновибратора 9 превысит его порог срабатывания, последний переходит во временно устойчивое состояние, и на его выходе появляется импульс который воздействует на первый вход схемы совпадения 6. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 9, зависит от технических условий, предъявляемых к устройству для регистрации грозовых разрядов. Если необходимо, чтобы каждая компонента молнии регистрировалась отдельно, длительность этого импульса может быть принята равной, например 3 мс, мак как через более короткие интервалы времени компоненты молнии не наблюдаются. Если ставится условие о регистрации только вспышек молнии, то длительность этого импульса обычно берут равной 1с, потому что в большинстве случаев вспышка молнии не превосходит этого времени. Канал 4 по своей структуре аналогичен каналу 3, но его фильтр 10 пропускает более высокие частоты, например, от 5 до 10 кГц, на которых находится максимум спектральной плотности грозовых разрядов типа облако-земля. Известно, что в таком диапазоне частот регистрируется преимущественно радиационная составляющая электромагнитного поля разряда молнии, которая уменьшается обратно пропорционально расстоянию. С выхода одновибратора 11 канала 4 импульс поступает на второй вход схемы совпадения. Фильтр 12 канала 5 пропускает более высокие частоты, чем фильтры каналов 3,4. Он может быть настроен. Например, на резонансйую частоty 465 кГц. В остальном построение канала 5 аналогично построению каналов 3, 4. С выхода одновибратора 13канала 5 импульс поступает на третий вход схемы совпадения 6. Если не предъявляется слишком жестких требований к помехоустойчивости устройств, то канал 5 может отсутствовать. Кроме того, сигналы с выхода фильтра 8, соответствующие электростатической составляющей электромагнитного поля разряда молнии, поступают на вход дифференцирующего устройства 14, а сигналы с выхода фильтра 10, соответствующие радиационной составляющей, - на вход интегрирующего устройства 15. В амплитудном различителе 16 вырабатывается напряжение, пропорциональное разности значений двух сигналов. Если напряжение сигнала на выходе дифференцирующего устройства 14превышает напряжение сигнала на выходе интегрирующего устройства 15, формирующее устройство 17 вырабатывает импульс, который воздействует на четвертый вход схемы совпадения 6, В качестве формирующего устройства . адэжет быть-использовангенератор ждущих импульсов, например одновибратор.

в том случае, если происходит грозовой разряд из облака на землю в пределах определенного радиуса от места установки прибора вне зависимости от амплитуды тока грозового разряда на всех четырех входгис схемы совпадения б одновременно появятся импульсы, что приведет к появлению сигнала на ее выходе, который затем поступает на вход устройства 7 и регистрируется.

Формула изобретения

Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св. О 546834, отличающееся тем, что.

799066

с целью исключения регистрации гро-, зовых разрядов вне пределов заданного радиуса, оно снабжено дифференцирующим и интегрирующим блокаьт, первый из которых подключен к выходу фильтра, пропускающего низкие частоты, а второй - к выходу фильтра, пропускающего средние частоты, а также амплитудным различителем, входы которого подключены к выходам дифференцирующего и интегрирующего 10 блоков, а выход связан с одним из входов схемы совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство 15 546834, -кл. G 01 W 1/16, 1975.

1