Устройство для комплексной регистрации грозовых разрядов Советский патент 1982 года по МПК G01W1/16 

Изобретение относится к метеорологическим приборам, в частности к устройствам для регистрации грозовых разрядов. Известны устройство для регистрации грозовых разрядов, реагирующие на изменения электромагнитного поля и сигналы грома. Известен детектор интервала от вспы11ки молнии до грома, предназначенннй для измерения расстояния до разряда молнии, состоящий из последо вательно соединенных антенны, приемника амплитудно- АОдулированных сигна лов, счетчика импульсов, накопительн гоконденсатора, триггера Шмидта и таймера, шкапа которого проградуирована в единицах длины. Другой вход таймера связан с микросхзном через ус литель низкой частоты. При разряде молнии таймео зяпускоется электромаг нитным импульсом, воспринимаемым при емником амплитудно-модулированных си налов, и останавливается после сигнала грома, улавливаемого микройоном Cl. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регистрации грозовых разрядов, содержащее канал приема электромагнитного излучения грозового разряда, канал приема звукового излучения, связанные со схемой совпадения, выход которой соединен с пороговым элементом, последовательно с которым включены однойибратор и регистратор 2. Однако известное устройство не позволяет точно разделять регистрируемые грозовые разряды облако-облако и облако - земля. Цель изобретения - повышение точности регистрации количества грозовых разрядов типа облако - земля в определенном азимуте с определенным радиусом действия устройства. Указанная цель достигается тем, что известное устройство снабжено третьим каналом, предназначенным для регистрации светового излучения грозового разряда, содержаи им приемники с пороговыми элементами на выходе, схему согласования, к входам которой подключены эти пороговые элементы, и одноаибратор на выходе схемы согла сования, подключенный к третьему входу схемы совпадения. В устройстве выходы пороговых эле ментов третьего канала подключены к регистратору. Приемники светового излучения установлены на наземном объекте по азимутам, Нл фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - ее рабочая характеристика зависимость между вероятностью регистрации разрядов молнии и его расстоянием от места установки; на фиг« 3 схема расположения приемников светового излучения. Устройство содержит три канала: канал электромагнитного излучения, включапидий антенну 1 , приемник электромагнитных сигналов 2 и одновибратор дальности 3; звуковой канал, включаю щий никроЛон k и приемник звука 5; канал светового излучения, состоящий например- из восьми приемников 6, соответственно восьми пороговых устройств 7, согласующего устройства 8 и одновибратора дальности 9, а также схему совпадения 10, пороговое устройство 11, одновибратор 12 и регист рирупщее устройство 13. Электромагнитные сигналы грозового разряда воспринимаются антенной 1 и, пройдя через приемник 2, поступаю на вход одновибратора дальности 3. Е ли амплитуда сигнала на входе одновибратора превышает порог его срабатывания, последний переходит во временное устойчивое состояние и на это время выдает разрешающий сигнал на один из входов схемы совпадения 10. На другой вход схемы совпадения поступают звуковые сигналы грома, которые воспринимаются микрофоном , фильтруются и усиливаются в приемник звуковых сигналов 5. На третий вход схемы совпадения поступают сигналы и светового канала, в котором приемник светового излучения молнии 6 соедине ны параллельно и выдают сигналы на соответствующие пороговые устройства 7. В момент регистрации грозового разряда срабатывает только то порого вое устройство, на вход которого поступает сигнал с приемника, ориентирогаанного в сторону вспышки молнии. Сигнал с порогового устройства одновременно поступает через согласующее устройство на одновибратор дальности 9, определяю114ий совместно с однооибратором дальности электромагнитного канала радиус действия, а также на регистрирующее устройство, которое индицирует направление разряда. Изменяя время выдержки одновибраторов 3 и 9| можно изменять радиус действия устройства. Таким образом, только при наличии трех сигналов на входе схемы совпадения 10 последняя пропускает сигналы звукового излучения, которое далее поступает на. пороговое устройство 11. Если их амплитуда превышает пороговый уровень, они запускают одновибратор продолжительности грома 12. Каждое срабатывание одновибратора 12 фиксируется в устройстве 13. Как видно из фиг. 3, приемники светового излучения (оптические датчики)устанавливаются на наземном объекте по направлениям Север, Юг, Восток, Запад, Северо-Восток и т.д. под определенным углом к поверхности земли. Число датчиков можно принять, например, равным 8. Световое излучение молнии поступает в приемники 1-8 через светофильтры, имеющие полосу пропускания в инфракрасной области спектра, в которой располагается основная часть светового потока, излучаемого в главной стадии молнии типа облако - земля, и сопровождаемой резким увеличением яркости. Все эти факторы: определенная ориентация приемников оптического излучения, работа их в инфракрасной области спектра, характерной для главной стадии молнии типа облако - , а также избирательность приемников по мощности (яркости) светового потока, позволяют с достаточной точностью регистрировать наземные разряды. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регистрировать все грозовые разряды типа облако - земля в определенных азимутах в пределах заданного радиуса Действия от места действия устройства. Использование в предлагаемом устройстве каналов регистрации электромагнитного, звукового и светового излучения грозовых разрядов обеспечивает учет числа разрядов типа облако земля на определенных расстояниях и направлениях (азимутах) от устрой- 5 ства На основе собираемой сезонной и многолетней статистики об интенсивности грозовой деятельности в зонах территории, например, административны районов, областей, республик или стра-в ны, можно уменьшить ущерб от аварий и покаров за счет улучшения молниезащиты существующих электроустановок, нефте-, мазуто- и газохранилищ и других объектов. Указанная статистика 5 также может использоваться для усовершенствования норм технического проектирования грозозащиты электрических станций и сетей, хранилищ энергоресурсов, промышленных предприятий, аэро- 20 портов, радиостанций и т.п., размещения их вне зоны с повышенной интенсивностью грозовых разрядов на землю, что обеспечит капиталовложений на сооружение объектов.И

Формула изобретения

1. Устройство для комплексной ре- зо гистрации грозовых разрядов, содержащее канал приема электромагнитного излучения грозового разряда, канал приема звукового излучения, связанные

со схемой совпадения, выход которой соединен с пороговым элементом, последовательно с которым включены одновибратор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения томности регистрации количества грозовых разрядов типа облако - земля в определенном азимуте с определенным радиусом действия, оно снабжено третьим каналом, предназначенным для регистрации светового излучения грозового разряда, содержащим приемники с пороговыми элементами на выходе, схему согласования, к входам которой подключены эти пороговые элементы, и одновибратор на выходе схемы согласования, подключенный к третьему входу схемы совпадения,

2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что в нем выходы пороговых элементов третьего канала подключены к регистратору.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что в нем все приемники светового излучения установлены на наземном объекте по азимутам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ClJA К° 377259, кл, 324-72, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 569995, кл. С, 01 W 1/16, 1977 (прототип).

Р

iO Q8йб

/|Г

Й2

.... 1.

J 5 6 7 W кГм Фиг.2