Устройство для регистрации грозовыхРАзРядОВ Советский патент 1981 года по МПК G01W1/16 

Изобретение относится к метеорологическим приборам. Может быть использовано на метеостанциях для раздельной регистрации наземных и облачных разрядов.

По основному авт. св. 699464 известно устройство для регистрации грозовых разрядов, которое может раздельно регистрировать наземные и облачные молнии. Это устройство содержит антенну и согласующее устройство к выходу которого подсоединены две имеющие разные полосы пропускания параллельные цепи, каждая из которых содержит фильтр и одновибратор. Вырсоды указанных параллельных цепей через схему совпадения связаны с регистратором. Кроме того, известное устройство содержит последовательно соединенные блок вычитания, подключенный входами к фильтрам двух параллельных цепей, а выходами к основному и дополнительному формирующим устройствам, и допопнительйую схему совпадения, выход которой соединен с регистратором, а входы - с одновибраторами (1.

Однако, так как фильтры этого устройства настроены на различные частотные диапазоны, то сигналы от одного и того же.грозового разряда на их выходах различаются по форме. На выходе более низкочастотного фильтра сигнал более медленно достигает своего максимсшьного значения, чем на выходе более высокочастотного фильтра. Вследствие этого на выходе блока вычитания возможна появление биполяриого .формирующего устройства.

0 Таким образом, одна и та же молния будет зарегистрирована и как наземная, и как облачная. Такая двойная регистрация одной молнии вносит неопределенность в результаты регист5рации, так как невозможно определить, какая молния имела место в действительности.

Цель изобретения - повышение достоверности регистрации наземных

0 и облачных разрядов путем устранения неопределенности в результатах регистрации.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для регистрации грозовых

5 разрядов в каждой параллельной цепи между фильтром и одновибратором включены пиковые детекторы, а к выходу одного из пиковых детекторов присоединены последовательно соеди0ненные устройства задержки и синхронизирующая схема совпадения, через которую блок вычитания связан с формирующими устройствагли.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит антенну 1, согласующее устройство 2, две парал4 1ельные цепи 3 и 4, схему 5 совпадения, регистратор 6. в свою очередь цэпи 3 и 4 состоят из последовательно соединенных фильтра, дикового детектора, усилителя и одновибратора. Так как цепь 3 содержит фильтр Т, пиковый детектор 8, усилитель У и одновибратор 10. Цепь 4 состоит из фильтра 11, пикового детектора 12, усилителя 13 и одновибратора 14. Кроме указанных каскадов, устройство содержит блок 15 вычитания,синхронизирующую схему 16 совпадения, формирующее устройство 17, дополнительное формирующее устройство 18, дополнительную схему 19 совпадения и устройство 20 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При грозовых разрядах в окружающем пространстве появляются электромагнитные сигналы в un-ipoKOM диапазоне частот. Эти сигналы принимаются антенной 1 и поступают на вход согласующего устройства 2, которое предназначено для согласования высокого сопротивления антенны 1 с относительно небольшими входными сопротивлениями цепей 3, 4. Каждая из параллельных цепей 3, 4 работает в нужном диапазоне частот. Цепь 3 с помощью фильтра 7 чувствительна к электромагнитным колебаниям в области максимума спектральной плотности наземных грозовых разрядов {4-8 кГц). Далее укайанные сигналы поступают на вход пикового детектора 8, на выходе которого сигнсш появляется как при положительных, так и при отрицательных импульсах, поступающих на его вход. Постоянная времени цепи разряда пикового детектора принимается равной 3 мс, так что на его выходе происходит как бы запоминание амплитуды поступившего сигнала. С выхода пикового детектора В сигналы поступают на усилитель 9, если их амплитуда превоходит заданный уровень, то происходи| запуск одновибратора 10. Последний выполняет функции порогового устройства и расширителя импульсов. За счет этого многокомпонентная молния регистрируется один раз. Импульсы с выхода одновибратора 10 поступают на первые входы схем 5 и 19 совпадения. Цепь 4 по своей структуре и выполняемым функциями аналогична цепи 3, но ее фильтр 11 настроен в области максимума спектральной плотности облачных грозовых разрядов (2550 кГц). С выхода цепи 4 импульсы одновибратора 14 поступают на вторые

входы схем 5 и 19 совпадения. Кроме того, сигналы грозовых разрядов с выходов Усилителей У и 13 поступают на входы блока 1Ь вычитания. При наземном грозовом разряде амплитуда сигнала, поступающего на вход пикового детектора 8, а следовательно, И снимаемого с выхода усилителя 9, оказывается больше амплитуды сигнала поступающего на вход пикового детектора 12, а следовательно, и снимаемого с выхода усилителя 13. На выходе блока вычитания 15 появляется напряжение,, соответствующее разности , входных сигналов, поступающих с усилителей 9 и 13. Для устра-. нения неоднозначности в результатах регистрации, вызванных появлением на выходе блока вычитания биполярных импульсов, служит синхронизирующая схема 16 совпадения.. На ее входы поступают два сигнала: один с выхода блока 15 вычитания, другой с устройства 20 задержки, в качестве которого может быть использован многофазный одновибратор, запускаемый сигналом с усилителя 13 и вырабатывающий на выходе короткий прямоугольный импульс, сдвинутый во времени относительно начала грозового разряда. На выходе синхронизирующей схемы 16 совпадения появляется прямоугольный импульс, по длительности равный импульсу, поступающему с устройства 20 задержки, по амплитуде - разности напряжений, поступающих на блок 15 вычитания в момент появления сигнала на выходе устройства 20 задержки. Таким образом, при наземном грозовом разряде на выходе синхронизирующей схемы 16 совпадения появляется прямоугольный импульс положительной полярности, который вызывает срабатывание формирующего устройства 17, в качестве которого может быть использован одновибратор. Импульс с выхода одновибратора 17 поступает на третий вход схекш 5 совпадения. Следовательно, при наземном грозовом разряде на всех трех входах схемы 5 совпадения одновременно появляются сигналы. В устройстве 6 происходит регистрация наземного грозового разряда .

При облачном грозовом разряде амплитуда сигнала, поступаю 11его на вхо пикового детектора 8, оказывается меньше амплитуды сигнала, поступающего на вход пикового детектора 12. В этом случае на выходе синхронизирующей схемы 16 совпадения появится прямоугольный импульс отрицательной полярности, который приведет к запуску дополнительного формирующего устройства 18, в качестве которого может быть использован одновибратор. Импульс с выхода одновибратора 18 поступает на третий вход дополнительной схемы 19 совпадения. Следовательно, при облачном грозовом разряде на всех трех входах дополнительной схемы 19 совпсщения одновреме нно появляются сигнсшы. В устройстве 6 происходит регистрация облачного грозового разряда.

Формула изобретения

Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св. 699464, отличающееся тем, что с Целью повышения достоверности регистрации, оно снабжено включенными

в параллельные цепи между фильтром и одновибратором пиковыми детекто.рами, через которые фильтры этих цепей связаны с блоком вычитания, а также подключенным к выходу одного из пиковых детекторов устройством задержки и последовательно соединенной с ним схемой совпадения, через которую блок вычитания связан с формирующими устройствами.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 699464, кл. G 01 W 1/16, 1978.