Измеритель высоты нижней границы облаков

 

. .с :т»,:. » . ..ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

1ДЯ Я

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (6I) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 26.06,72 (21)I80I697/IÈ:0 (51) М Кл.

Ф OIc 3/06

QQI iвг I/00 с присоединением заявки—

Гасударственный комитет

Совете Мнннстрое СССР оо делом нзооретеннй н аткрытнй (32) Приоритет— (53) УДК 55Ii508 °

° 762 (088.8) ОпубликованоХ5,09 ° 74Бюллетень № 34 .:,Дата опубликования описания15, 12,74

В.В.Фомишкин, Л.А.Шестопалов, Н.С.Божевиков и В.А.Юрчук (T2) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт гидрометеорологического приборостроения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ 08IAHOB

Изобретение относится к области межоролсгического приборостроения и может быть использовано для измерения высоты нижней границы облаков (ВНГО) с целью последующего ввода измерительной информации в различные цифровыв регистрирующие устройства, в том числе s автоматические метеорологические метеостанции и в ЭЦВМ.

В известных измерителях высоты нижней границы облаков отсутствуют возможности получения 15 значений измеряемых величин в числовом коде и, как следствие этого, возможность цифровой индикации измеряемых величин, а также ввод измерительной ий- 2о формации в автоматические метеостанции и в ЭЦВМ.

Для получейия на пункте приема данных о высоте нижней границы облаков в число=импульсном кода ж при минимальном количестве сиг2 налов в дистанционной линии связи предлагаемый измеритель снабжен преобразующим устройством, содержащим последовательно соединенныв старт-стопный формирователь счетных импульсов, делители частоты, коммутаторы ийтервалов и частот, и имеющим выход и три входа, два из которых присоединены к прожектору и фотоприемнику, а:,трбтий к линии питания синхронного электродвигателя.

Кроме того, на входе преобразующего устройства установлены два счетчика, один из которых включен в кайал запуска формирователя счетных импульсов, другой - в канал схемы запрета, дешифратор пусковых импульсов, общиф для обоих каналов элемейт селекции импульсов по длительности и общий для обоих каналов элемент задержки, что позволяет увеличить достоверность фиксируемых высот нижней границы облаков.

На фиг.I показана блок-.схема

443252

55

3 описываемого устройства, содержащего генератор I стабйльной частоты, синхронный электродвигатель 2, прожектор 3, приемное устройство 4, преобразующее устройство 5, регистрирующую аппара туру бе

На фиг. 2 показана структурная схема преобразующего устроист- 1о ва, содержащего элемент 7 селекций импульсов по длительности, дешифратор 8 пусковых импульсов, счетчик 9 пусковых импульсов, элемент задержки 10, счетчик II стоповых импульсов, формирователь

I2 счетных импульсов, делитель частоты I3, делитель частоты I4., формирователь I5 длительности интервалов, коммутатор I6 Te - . 20 валов, коммутатор Т7 частот, формирователь IG выходных импульсов.

Устройство работает следующим образом. 25

Начало измерительного цикла соответствует тому моменту времени, когда оптическая ось сканирующего устройства прожектоа 3 совпадает с горизонталью. тот момент, когда оптическая ось сканирующего устройства составит с горизонтально нскоторыи угол„ от датчика "начало счетануск прожектора 3 по линии связи на пункт приема посылается сигнал пуск". В пункте приема сигнал "пуск" попадает иа один из входов преобразующего устройства

5. Смещение датчика "начало счета — пуск" относительно горизонтали на некоторое угловое расстояние обусловлено наличием ненормированных механических люфтов в приводе сканирующего устройства прожектора 3, приводящих к ошибкам в измерениях.

Это позволяет при наличии нескомпенсированных люфтов избежать их влияния на результаты измерений.

Посылаемые прожектором 3 в атмосферу световые зондирующие сигналы при встрече с оптически плотной средой рассеиваются в ней. Фотоприемник приемного устройства М воспринимает световой сигнал, если пятно рассеянного света йаходится в поле зрения приемного устройства 4, и интенсивность рассеянного света в направлении приемного устройства превышает некоторый пороговый уро4 вень. С выхода приемного устройства Ф сформированные сигналы

"стоп-конец счета" посылаются по линии связи на пу кт приема, где попадают на один из входов преобразующего устройства 5. Сканирующее устройство прожектора 3 сканируют в пределах угла 0-90 .

Синхронная работа прожектора

3 и преобразующего устройства

5 достигается за счет применения генератора I стабильной частоты, импульсы с выхода которого используются, с одной стороны, для фопмировайия счетных импульсов по высоте в преобразующем устройстве, с другой — для питания обмоток синхронного электродвигателя 2 привода сканирующего устройства прожектора. Сйнфазная работа прожектора и преобразующего устройства достигается за счет посылки каждый раз в начале измерительного цикла фазирующего импульса от датчика "начало счета-пуск" прожектора 3.

В п еобразующем устройстве

5 (фиг.2 сигнал "пуск", пройдя элемент, в результате чего длительность его уменьшается иа вели-. чину Г селектора (сел) воздействует иа дешифратор 8.

7гллл„" ратор 8, с одной стороны, запойинает его, с другой - воздействует на счетчик 9 пусковых импульсов.

Выходной сигнал на счетчике

9 появляется лишь в момент возвращения элемента задержки IO из положения неустойчивого равновесия, во время которого формирует-, ся сигнал длительностью 7 задержки (Г эад),, в состояние устойчивого равновесия.

Элемент задержки IO возбуждается передним фронтом импульса "пуск" прошедшего элемент 7.

Элемент 7 предназначен для защиты устройства от импульсных и синусоидальных помех, а также от помех, занимающих узкий спекц частот, в проводном канале связи. В первом случае (импульсные помехй: ) используется способ селекции импульсов по длительности, во втором (синусоидальные помехо, г - используется способ частотной селскции в сочетании с порогоьым элементом.

Таким образом, на выходе счетчика 9 формируется импульс

"пуск" спустя.отрезок времени, 443252

5 равный (.сел зад i, от момента воздеиствЫ на вход схемы преобразующего устройства

4 пускового сигнала от прожектора.

Сигналы "стоп", проидя элемент 7, попадают на счетчик П, и на элемент задержки I0. На выходе счетчика стоповых импульсов сигналы "стоп" формируются лишь в том случае, если в серии . стоповых сигналов, приходящих по линии связи от прйемного устройства будут такие, которые следуют друг за другом с временным интервалом, равным периодч Т зондирующи 5

lIIQJI+Q G3 (Тз он11 ), Для осуществления такого рода селекции время возбужденного состояния элемента задержки I0 выбирается таким, чтобы выполнилось условие:

25 где n.- число стоповых.импульсов (z= I 2 3, 4 ....)

Тогда первый пришедший сигнал "стоп" запоминается в счетчи- зо ке П, одновременно с этим возбуждается элемент задержки IO. Если за время зад в счетчике

П накопится необходимое число импульсов "стоп", то на заднем з5 фронте импульса элемента задержки IO на выходе счетчика П формируется действительный стоповый сигнал. В противном случае вся информация в счетчике II стирается, и 4О действительный стоповый сигнал не формируется (случай воздействия оптических помех).

Такии образом, на выходе П формируется сигнал "стоп" спустя 45 отрезок времени, равный (С сел + Г зад ) от момента воздействия на вход схемы преобразующего устройства первого импульса из серии стоповых импульсов, следующих с 50 временным интервалом, равным и удовлетворяющих условию неравенства (I).

Из изложенного выше следует, что оба сигнала ("пуск" и 55

"стоп" ) формируются в схеме преобразующего устро отва спустя равные .промежутки времени относительно момента их воздействия на его вход. Следовательно, способы защиты от различного рода помех,, кО.: -рые применены в данном устрсйстье, не вносят погрешностей в результаты измерений ВНГО.

Сигналы "-пуск" и "стоп" прОшедшие предварительную обработку, попадают на формирователь 12 счетных импульсов.

Пусковой сигнал разрешает прохождение импульсов на выход формирователя ? от генератора Х стабильной частоты.

Ввиду нелинеййой зависимости измеряемой ВНГО от угла поворота сканирующего устройства прожектора 5 ("-ависимость близка к тангенциальной) частота следования счетных импульсов должна быть переменной: она должна расти с увеличением угла поворота скани° ° ующего устройства прожектора. я этой цели используется делитель частоты I5. Изменение часто= ты следования счетных импульсов происходит не непрерывно, а в определенные моменты времейи, причем, может меняться как частота следования импульсов от одного временного интервала к другому, так и длительность самих интервалов.

Интервальные импульсы создаются с помощью лелителя частоты

I4 и формирователя 15 длйтельности интервалов.

Коммутатор Хб интервалов и коммутатор I7 частот решают адачу поочередного переключения временных интервалов и заполнения их соответствующим количеством импульсов.

В момент прихода сигнала

"стоп" прохождение счетных импульсов на выход преобразующего устройства 5 прекращается ввиду остановки формирователя )2, С формы рователя IU снимаются сформированные по амплитуде и дальности сигналы "старт","стоп" и "конец" цикла измерения и счетные импульсы, причем, счетные импульсы следуют в число-ймпульсном коде.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I, Измеритель высоты нижней границы облаков, содержащий разнесенные прожектор и фотоприемник с оптическими осями в одной вертикальной плоскости, синхронный электродвигатель и схему запре443252

Фиг. f

Фиг. 2

"" " В.Зараксин

1 екред Н. С енина корректор T. и8ано8а

Реда кто1 Д, Ейфрщ

За и а.(гб1М

Иад. ж /9

I.(I IIIII I II I Государствен ного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

I1реднриятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская иаб., 24 та,o т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения на пункте приема данных о высоте нижней границы облаков в число-импульсном коде при минимальном количест- 5 ве сигналов в дистанционной линии связи, он снабжен преобразующим устройством, содержащим последовательно соедйненные старт=стопный формирователь счетных импульсов, делители частоты, коммутаторы ийтервалов и частот, и имеющим выход и три входа, два из которых присоединены к прожектору и фотоприемнику, а третий - к линии питания синхронного электродвигателя.

2. Устоойство по п. I а т л и ч а ю щ е в с я тем, что, с целью увеличения достоверности фиксируемых высот нижней границы облаков, на входе преобразующего устройства установлены два счетчика, один из которых включен в канал запуска формирователя счетных импульсов, другой - в канал схемы запрета, дешифратор пусковых импульсов, общий для обоих каналов элемент селекции импульсов по длительности и общий для обоих каналов элемент задержки.

ТиражЯ) Подписное