Устройство для регистрации грозовых разрядов

О П И С А Н И Е (и) 558240ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61 т. свидолнительное 51) М. Кл."явлено 03.12.75 (21) 2195929,явкис присоединением асударственныи комитетСовета Министров СССРпа делам изобретенийи аткрытий 23) ПриоритетОпуб оллетень1 сания 07.07.77 ковано 15.05,77.публикования от Дата 72) Авторыизобретения71) Заявитель В. И, Потап Научно-исследовательски ри Томском ордена Октябр Красного Знамени политехнЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГРОЗОВЫХРАЗРЯДОВ 54) УСТ РО тогичесвам для еагцруюгнитного и. Такие последоьтра, по- усилите- тройства Изобретение относится к метеоро ким приборам, в частности к устройст регистрации грозовых разрядов.Известны устройства для регистра зовых разрядов (счетчики молний), р щие на резкие изменения электрома поля, вызванные грозовыми разрядам счетчики молний обычно состоят из вательцо соединенных антенны, фил рогового устройства, одновибратора, ля, регистрирующего устройства и ус контроля. Однако указаннные счетчики молнии имеют такое соотношение между вероятностью ре гистрации разряда молнии и расстоянием до места его возникновения, что более мощные грозовые разряды регистрируются с более удаленных расстояний. Определение эффективного радиуса действия для конкретного 20 счетчика молний является очень сложной проблемой, поэтому на практике его определяют с погрешностью, достигающей 50%, а это ведет к еще большим неточностям при нахождении числа грозовых разрядов, приходящих ся на единицу земной поверхности.Указанные недостатки частично устранены в детекторе интервала от вспышки молнии до грома, которые воспринимает наряду с электромагнитными импульсами дополнительную 30 кин и А. А. Дульзонй институт высоких напряжений ской Революции и ордена Трудового ческом институте им. С. М. Кирова цнформашцо о разряде молнии, а цчеццо сигнал грома.Известцыц детектор интервала от вспышки молнии до грома состоит цз последовательно соединенных антенны, приемника амплитудно- модулированных сигналов, счетчика импульсов, накопительного конденсатора, триггера Шмитта и таймера. Другой вход таймера связан с микрофоном через приемник звука.Этот детектор предназначен для измерения расстояния до удара молнии; его тайчер запускается электромагнитным импульсом, воспринимаемым антенной и прошедшим специальную обработку, а остацавлцвается после прихода сигнала грома, улавливаемого микрофоном. Однако указацньш прибор также цмсет неопределенный радиус действия, так как от более мощны., грозовых разрядов, как правило, бывают более мощные электромагнитные импульсы и сигналы грома, которые могут быть восприняты детектором ца оольших расстояниях. Кроме того, его таймер может запуститься электромагнитными импульсами от очень мощного и далекого грозового разряда цлц даже от электромагнитных импульсов че грозового характера.В этом случае сигнал грома не поступает ца таймер, возникает неопределенность в определении расстояния до грозового разряда и сомнение в том, что он был.60 65 Целью изобретения является обеспечение определенности эффективного радиуса действия устройства,Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено связанным с выходом приемника сигналов молнии одновибратором дальности и схемой совпадения, один из входов которой связан с выходом одновибратора дальности, а другой - с выходом приемника звуковых сигналов, а также последовательно соединенными пороговым устройством, одно- вибратором продоляительности грома и регистрирующим устройством, причем выход схемы совпадения связан с входом порогового устройства.Наличие схемы совпадения, которая пропускает на выход сигналы из приемника звука только в определенном интервале времени, задаваемом одновибратором дальности, позволяет принимать грозовые разряды в пределах определенного, наперед заданного радиуса действия.На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства для регистрации грозовых разрядов; на фиг. 2 - его рабочая характеристика.Устройство для регистрации грозовых разрядов (фиг. 1) содержит антенну 1, приемник электромагнитных сигналов молнии, включающий приемник 2 амплитудно-модулированных сигналов, счетчик импульсов 3, накопительный конденсатор 4, триггер Шмитта 5, а также одновибратор дальности 6, микрофон 7, приемник звука 8, схему совпадения 9, пороговое устройство 10, одновибратор 11 продолжительности грома и регистрирующее устройство 12,Электрома 1 нитные сигналы молнии воспринимаются антенной 1 и поступают на вход приемника 2, который обычно работает в диапазоне частот 400 - 500 кГц. В приемнике 2 производится детектирование радиочастотных сигналов, которые излучаются молнией, и на выход его проходят только те импульсы, амплитуда которых превосходит определенный пороговый уровень, что позволяет в некоторой степени избавиться от сигналов ниже порогового уровня, соответствующих далеким молниям или помехам не грозового характера. Выход приемника 2 связан со входом счетчика импульсов 3, который производит подсчет числа импульсов, связанных с каждой вспынкой молнии, Счетчик импульсов 3 на каждый импульс, поступивший на его вход, вырабатывает на выходе стандартный импульс, имеющий определенную амплитуду и продолжительность. Накопительный конденсатор 4 заряжается выходными имлульса ми счетчика импульсов 3, Постоянная времени разряда накопительного конденсатора 4 выбирается в пределах 2 - 3 с. Чем выше скорость поступления импульсов, тем до большего напрякения зарякается конденсатор 4. Как только это напряжение превышает определенный порог, срабатывает схема триггера Шмитта 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5. Так как количество и скорость поступления импульсов для разрядоз молнии облако в земля обычно больше, чем для междуоблачных разрядов, то изменяя порог срабатывания триггера Шмитта 5, можно добиться преимущественного приема разрядов молнии, связанных со вспышками оолако - земля,В предлагаемом устройстве срабатывание триггера Шмитта 5 приводит к запуску одновибратора дальности 6, который выдает разрешающий сигнал,на один из входов схемы совпадения 9. На другой вход схемы совпадения 9 поступают сигналы грома, которые воспринимаются микрофоном 7, фильтруются и усиливаются в приемнике звука 8, Сигналы грома могут пройти на выход схемы совпадения 9 только в то время, когда одновибратор дальности 6 находится во временно устойчивом состоянии. Следовательно, изменяя время выдержки одновибратора дальности 6, можно изменять радиус действия предлагаемого устройства.Сигналы грома, пришедшие через схему совпадения 9, поступают на вход порогового устройства 10. Если их амплитуда превосходит пороговый уровень, они запускают одно- вибратор 11 продолжительности грома, Так как согласно имеющимся литературным данным продолжительность грома составляет обычно от 5 до 20 с, то время выдеркки одновибратора 11 принимается порядка 20 с, чтобы от одной и той же вспышки молнии гром не был зарегистрирован несколько раз, Импульсы, вырабатываемые одновибратором 11, поступают на вход регистрирующего устройства 12, в качестве которого может быть использован счетный или самопишущий прибор. Одновибраторы 6 и 11, запустившись от поступивших на их выходы импульсов, остаются на время их выдержки не чувствительными к остальным, поступающим на их входы, сигналами,Так как в соответствии с условиями распространения в атмосфере Земли сигналы грома ооычно це могут быть услышаны на расстоянии более 25 км, радиус действия предлагаемого устройства для регистрации грозовых разрядов должен быть менее 25 км.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регистрировать грозовые разряды, происходящие в пределах определенного радиуса от места установки прибора. Полученные данные могут быть использованы для оповещания о наличии грозовой деятельности в пределах этого радиуса и расчета числа грозовых разрядов, приходящихся на единицу земной поверхности,Формула изобретения Устройство для регистрации грозовых разрядов, содержащее антенну и приемник электромагнитных сигналов молнии, а также микрофон и приемник звуковых сигналов грома, отличающееся тем, что, с целью обеспе558240 оста витель С. Непом ня ща Техред А. Камышников Корректор Л. Брахнина бин едактор. М 442ственного комитетаелам изобретенийосква, Ж, Рауш одписн ипография, пр, Сапунова, 2 чения определенности зйфективного ра 1 иуса действия устройства, оцо снабжено связанным с выходом приемника сигналов молнии одновибратором дальности и схемой совпадения, один из входов, которой связан с выходом одновибратора дальности, а другой - с выхоказ 1252/1 б Из Ы 1 ИИПИ Госуда по 113035, йдом приемника звуковых сигналов, а также последовательно соединенными пороговым устройством, одновибратором продолжительности грома и регистрирующим устройством, 5 причем выход схемы совпадения связан с входом порогового устройства. Тираж 722Совета Линистров СССоткрытийкая наб., д. 4/5