Устройство для регистрации молний

 

в 932437

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.11.80 (2l) 3004928/18-10 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень №20

Дата опубликования описания30.05,82 (5I)M. Кл.

601 Ж1/16

3еоудврстееиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 551.594..2(088.8) 1 f при Томском ордена Октябрьскои Революции и Т удового

Красного Знамени политехническом институте им. С.М. Кирова аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МОЛНИЙ

Изобретение относится к метеорологическим приборам и позволяет отдель но регистрировать те многокомпонентные молнии, в которых последовательно происходит разряд на землю как отрицатель-. но, так и положительно заряженных участ5 ков облака. Известно устройство для регистрации грозовых разрядов, которое содержит последовательно соединенные антенну, усилило тель, цепочку емкостных сопротивлений, электронный анализатор полярности импульсов и три счетчика. Это устройство позволяет раздельно регистрировать импульсы различной полярности, генерируеl5 мые молниями, а также их общее количество (11.

Однако устройство не позволяет выделить в отдельную группу биполярные молнитт, 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 одновиб ратора, схему совпадения и регистрирующее устройство, а также третий одновибратор,.выход которого имеет связь с одним из входов схемы совпадения (2).

Известное устройство предназначено для регистрации многокомпонентных молний, однако не способно выделять иэ 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.

?1ель изобретения - обеспечение воъможности отдельной регистрации биполярных молний.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено четвертым одновибратором, подключенным к входу третьего одновибратора, а также двумя схемами

3 9324 запрет, включенными параллельно на выходе фильтра, первая перед первым, а вторая : перед четвертым одновибраторами, при этом управляющий вход первой схемы запрет связан с выходом четвертого одновибратора, а управляющий вход второй схемы запрет - с выходом первого одновибратора.

На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого уст- 30 ройства, на фиг. 2 - диаграммы сигналов, наводимых на выходе фильтра различными многокомпонентными молниями.

Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, фильтр 2, первую схему.З запрет, первый одновибра ор 4, второй одновибратор 5, схему 6, совпадения и регистратор 7 биполярных молний, а также последовательно соединенные и включенные между фильтром 2 у0 и схемой 6 совладения,вторую схему 8 запрет, одновибратор 9 и одновибратор

10. Выход одновибратора 9 связан с управляющим входом схемы 3. запрет, а выход одновибратора 4 — с управляю- 2з шим входом схемы 8 запрет. Имеются также регистраторы 11 и 12, подключенные к выходам одновибраторов, первый из которых регистрирует молнии, хотя бы один из компонентов которой перено- 30 сит отрицателыплй заряд на землю, а второй - положительный.

Устройство работает следующим образом.

Элекромагнитные сигналы молнии воопринимаются антенной 1 и поступают на вход фильтра 2, имеющего полосу пропускания 4-8 кГц с целью селекции наземных разрядов. На выход фильтра проходят

40 сигналы, соответствующие отдельным ком» понентам (импульсам тока) в наземных молниях. Причем если разряжается на землю отрицательно заряженный участок облака, то на выходе фильтра 2 наблю45 дается биполярный импульс (см. диаграмму 13, фиг. 2), причем первый полупериод такого сигнала положительный, а второй - отрицательный. Если разряд на землю происходит из положительного участка облака, 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 молнии, причем первый компонент соответствует разряду

37 4 отрицательно заряженной части облака, а второй - положительно заряженной части.

При разряде на землю трех отрицательно заряженных участков облака, на выходе фильтра 2 появляются три биполярных импульса, показанных на диаграмме 13 (фиг. 2). Эти импульсы проходят через схему 3 запрет на вход одновибратора 4. Одновибратор 4 выполняет роль порогового устройства и запускается только положительными сигналами.

Как только амплитуда положительного полупериода прошедшего сигнала превысит пороговый уровень, одновибратор 3 запускается и начинает вырабатывать прямоугольный имлульс стандартной амплитуды длительностью 3 мс. Импульс с одновибратора 4 закрывает схему 8 запрет и отрицательный полупериод того же биполярного импульса, который запустил одновибратор 4, не может запустить одновибратор 9. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 4, должна быть менее минимального интервала вре» мени, 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 из компонентов которой переносил отрицательный заряд из облака на землю, осущестжяется регистратором 11.

Если происходит разряд на землю из положительно заряженного участка облака, то на выходе фильтра 2 появляется импульс, показанный на диаграмме 14 (фиг. 2). В этом случае срабатывает одновибратор 9, который запускается толь ко отрицательными сигналами и вырабатывает импульс стандартной амплитуды длительностью 3 мс, который закрывает схему 3 запрет. Передним фронтом этого им-, пульса запускается одновибратор 10, который вырабатывает импульс длительностью l с. Регистрация молний, хотя бы один из компонентов которой переносил положительный заряд из облака на землю, осуществляется регистратором l 2.

На диаграмме 15 (фиг. 2) показаны сигналы, которые появляются на выходе фильтра 2 при разряде на землю биполярной молнии, причем первый компонент

$ 9324 этой марии способствует разряду отрицательно заряженной части облака, а второй - положительной. В этом случае от первого компонента происходит срабаты ванне одновибраторов 4 и 5, а от второ го компонента - одновибраторов 9 и 10.

Прямоугольные импульсы, вырабатывае мые одновибраторами 5 и 10 частично совпадают во времени и проходят через схему 6 совпадения. Следовательно, та- !О кая 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 15 положительный.

Таким образом, предлагаемое устрой ство. позволяет отдельно регистрировать биполярные молнии, молнии, хотя бы один нз компонентов которых переносил 20 бы на землю отрицательный заряд, и молнии, хотя бы один из компонентов которых переносил бы на землю положитель ный заряд.

Предлагаемое устройство позволяет 25 автоматизировать процесс получения информации о количестве биполярных молний, которая необходима для повышения уровня грозозащиты различных объектов.

37 6

Формула изобретения

Устройство для регистрации молний, содержащее последовательно соединенные антенну и фильтр, два одновибратора, схему совпадения и регистратор, а также третий одновибратор, выход которсь. го связан со схемой совпадений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения автономной регистрации биполярных молний, оно онабжено четвертым одновибратор м, подключенным к входу третьего одновибратора, а также двумя схемами ЗАПРЕТ, включенными царал- лельно на выходе фнльтра, первая перед первым, а вторая - перед четвертым од

;новибраторами, при этом управляюивй вход первой схемы ЗАПРЕТ связан с выходом четвертого одновибратора, а упрей,ляющий вход второй схемы ЗАПРЕТс выходом первого одноиибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свнаетельство СССР

% 138078, кл. GO1 ЧЧ1/16, 06.О6.60.

2. Авторское свидетельство СССР

% 569995,.кл. GO1 Vl 1/16, 18.02,76..(прототип).

Фиг. /

932437

Составитель С. Непомняпая

Редактор В. Пилипенко Техред А, Бабинец Корректор Е. Рокко

Заказ 3777/66 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-О5, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4