Устройство для регистрации молний Советский патент 1982 года по МПК G01W1/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАиИИ МОЛНИЙ

1

Изобретение относится к метеорологическим приборам и позволяет отдел но регистрировать те многокомпонентные молнии, в которых последовательно происходит разряд на землю как отрицательно, так и положительно заряженных участков облака.

Известно устройство для регистрации грозовых разрядов, которое содержит последовательно соединенные антенну, усилитель, цепочку емкостных сопротивлений, электронный анализатор полярности импульсов и три счетчика. Это устройство позволяет раздельно регистрировать импульсы различной полярности, генерируемые молн11ями, а также их общее количество .ij.

Однако устройство ifie позволяет выделить в отдельную группу биполярные молник, т. е. такие многокомпонентные молнии, в которых по одному и тому же пути последовательно происходит разряд на землю как отрицательно, так и положительно заряженных участков обпака.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регистрации молний, которое содержит последовательно соединенные антенну, фильтр, усилитель, два одновибратора, схему совпадения и регистрирукьщее устройство, а также третий однови5ратор, .выход которого имеет связь с одним из входов схемы совпадения 2.

Известное устройство предназначено для регистрации многокомпонентных молний, однако не способно выделять из многокомпонентных молний биполярные молнии, в которых по одному и тому же пути последовательно происходит разряд на землю как отрицательно, так и положительно заряженных участков облака.

Цель изобретения - обеспечение возможности отдельной регистрации биполя ных молний.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено четвертым одновибратором, подключенным к входу третьего одновибратора, а также двумя схемами запрет, включенными параллельно на выходе Ультра, первая перец первым, а вт рая ч- перед четвертым одновибраторами, при этом уп равляюпшй вход первой схемы запрет связан с выходом четвертого оогновибратора, а управляющий вход второй схемы запрет - с выходом первого одновибратора. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устpoEcTBai на фиг. 2 - ,диаграммы сигналов наводимых на выходе фильтра различными многокомпонентными молниями. Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, фильтр 2, первую схему 3 запрет, первый одновибратор 4, второй одновибратор 5, схему 6. совпадения и регистратор 7 биполярных молний, а также последовательно соединенные и включенные между фильтром 2 и схемой 6 с овладения, вторую схему 8 запрет, одновибратор 9 и одновибратор 10. Выход одновибратора 9 связан с управляющим входом схемы 3. запрет, а выход одновибратора 4 - с управляюшим входом схемы 8 запрет. Имеются также регистраторы 11 и 12, подключенные к выходам одновибраторов, первы из которых регистрирует молнии, хотя бы один из компонентов которой переносит отрицательный заряд на землю, а второй - положительный. Устройство работает следующим обраЭлекромагнитные сигналы молнии воо принимаются антенной 1 и поступают на вход фильтра 2, имеющего полосу пропус кания 4-8 кГц с целью селекции наземных разрядов. На выход фильтра проходя сигналы, соответствующие отдельным ком понентам (импульсам тока) в наземных молниях. Причем если разряжается на землю отрицательно заряженный участок облака, то на выходе фильтра 2 наблю:дается биполярный импульс (см. диаграм му 13, фиг. 2), причем первый попупериод такого сигнала положительный, а второй - отрицательный. Если разряд на землю происходит из положительного участка облара, то импульс на выходе фильтра 2 также получается биполярным, но его первый полупериод отрицательный а второй - положительный {см, диаграмму 14, фиг. 2). На диаграмме 15 (фиг. 2) показаны сигналы, которые появляются на выходе фильтра 2 от биполярной молщш, причем первый коктонент соответствует разряду о1:;рицательно заряженной части облака, а второй - положительно заряженной части. При разряде на землю трех отрицательно заряженных участков облака, на выходе фильтра 2 появляются три биполяр Пз1х импульса, показанных на диаграмме 13 (фиг. 2). Эти импульсы проходят через схему 3 запрет на вход одновибратора 4. Одновибратор 4 вьшолняет роль порогового устройства и запускает ся только положительными сигналами. Как только амплитуда положительного |Полупериода прошедшего сигнала превысит порргбвый уровень, одновибратор 3 запуокается и начинает вырабатывать прямоугольный импульс стандартной амплитуды длительностью 3 мс. Импутвьс с одновибратора 4 закрывает схему 8 запрет и отрицательный полупериод того же биполярного импульса, который запустил одновибратор 4, не может запустить однови&ратор 9. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 4, должна быть менее минимального интервала времени, наблюдаемого между компонентами молнии. Передним фронтом импульса, вырабатываемого одновибратором 4, запускается одновибратор 5, который вырабатывает импульс стандартной амплитуды длительностью 1 с. Такая длительность необхо- дима для того, чтобы каждая многокомпонентная молния была бы зарегистрирована только один раз. Регистрация молний, хотя бы один КЗ компонентов которой переносил отрицательный заряд из облака на землю, осуществляется регистратором 11. Если происходит разряд на землю из положительно заряженного участка облака, то на выходе фильтра 2 появляется , показанный ва диаграмме 14 (фиг. 2). В этом Случае срабатывает одновибратор 9, который запускается только отрицательными сигналами и вьфабатывает импульс стандартной амплитудь длительностью 3 мс, который закрывает схему 3 запрет. Передним фонтом этого им-, пульса запускается одноЬибратор 10, который вырабатывает импульс длительностью 1 с. Регистрация молний, хотя бы один из компонентов которой переносил положительный заряд из облака на землю, осуществляется регистратором 12. На диаграмме 15 (фиг. 2) показаны сигналы, которые появляются на выходе фильтра 2 при разряде на землю бтшолярной молнии, причем первый коь1попент

этой мсиупга способствует разряду отр1 цатепьно заряженной части облака, а второй - положительной. В этом случае от первого компонента происходит срабаты вание одновибраторов 4 и 5, а отвторого кмлпонента - одновибраторов 9. и 10. Прямоугольные импульсы, вырабатывав мые одновибраторами 5 и 10 частично совпадают во времени и проходят чере схему 6 совпадения. Следовательно, такая молния зарегистрирована регистратотором 7 биполярных молний, а также регистраторами 11 и 12, так как один из ее компонентов перенес отрицательный заряд из облака на землю , а другой положительный.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет отдельно регистрировать биполярные молнии, молнии, хотя бы один из компонентов которых переносил бы на землю отрицательный заряд, и молнии, хотя бы один из компонентов которых переносил бы на землю положительный заряд.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс получения информации о количестве биполярных молний, которая необходима для повышения уровня грозозащиты различных объектов.

формула изобретения

Устройство для регистрации молний, содержащее последовательно соединенные антенну и фильтр, два одновибратора, схему совпадения и регистратор, а также третий одновибратор, выход которо го связан со схемой совпадешш, отличающееся т&л, что, с целью обеспечения автономной ретнстрации биполярных молний, оно снабжено четвёртым однсеибратор м, подключенным к входу третьего одновибратора, а также двумя схемами ЗАПРЕТ, включенными парадлельно на выходе фильтра, первая перед первым, а вторая - перед 4etBepTHK{ о{Ь ;новибраторами, при этом управляющий вход первой схемы ЗАПРЕТ связан с выходом четвертого одновибратора, а ynpafr;лякл1гай вход второй схемы ЗАПРЕТ с выходом первого одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 138О78, кл. G01 W1/16, О6.06.60

№ 569995,-кл. GO1W1/16, 18,02,76 .(прототип).

иг/

/3

15

r