Устройство для регистрации грозовых разрядов

п 1656013 Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6) Дополнительное к авт. свил-ву М 54683422) Заявлено 21.03.77 (21) 2466016(18 10 М. Кл исоеди заявкиооударотеениый комет СССР оо делам изооретений и открытийубликованта опубл ования описания 08,04,7(72) Авторы изобретения Потапки А, Дульзон Научно-исследовательский институт высоких напряжений ри Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудовог Красного Знамени политехническом институте им. С. М, Киров 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ2 осится к метео ожет быть исп исла молний, ности в предел В этом устройстве наземные деляются только за счет одновре тотного анализа поступающих трех параллельных цепях. зряды вынного часигналов в Изобретение отн рологическим приборам и м ользовано для определения ч достигающих земной поверх ах его радиуса действия.По основному авт. св.546834 известно устройство для регистрации грозовых разрядов, которое используется преимущественно для определения количества молний типа облако-земля и содержит последовательно соединенные антенну, фильтр, пороговое устройство и регистратор. Устройство снабжено подключенными параллельно цепи фильтр - пороговое устройство двумя аналогичными цепями, каждая из которых содержит фильтр и пороговое устройство, а также согласующим устройством и схемой совпадения, включенными, первое-на входе, а второе - на выходе трех параллельных цепей, полосы пропускания которых выбраны различными, не лежащими в спектре частот, характерных для наземных разрядов. Однако устройство не обладает достаточной помехоустойчивостью и не способно полностью отделять молнии типаоблако-земля от других видов грозовых разрядов, так как возможно его. ложное срабатывание, если амплитуды сигналов в его трех каналах одновременно превысят установленные уровни. Это может наблюдаться как при наличии промышленных помех, так и при грозовых разрядах, не связанных с молниями типа облако-земля.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и улучшение селекции наземных разрядов устройства путем использования временного метода выделения полезных сигналов.Это достигается тем, что в устройство для регистрации грозовых разрядов введены последовательно соединенные пороговое устройство, селектор импульсов по длительности и формирующее устройство, причем вход порогового устройства соединен с выходом согласующего устройства, а выход формирующего устройства - с одним из входов схемы совпадения.В описываемом устройстве регистрация молнии типа облако-земля происходит, ес65601 ли амплитуды сигналов в его трех параллельных каналах одновременно превысят установленные пороговые уровни и длительность анализируемого сигнала окажется в заданном диапазоне. 5Такое конструктивное решение повышает помехоустойчивость и улучшает селекцию наземных разрядов устройства, так как решение о регистрации молний типа облако- земля принимается на основе результатов частотного анализа поступающих сигналов в трех параллельных цепях и одновременного анализа этих же сигналов, осуществляемого в четвертом канале. Если подвергаемый анализу атмосферик на выходе всех четырех каналов вызывает появление сигналов, 15 то происходит их регистрация. В этом случае считается, что атмосферик вызван молнией типа облако-земля.На чертеже представлена структурная схема устройства для регистрации грозовых разрядов.Предлагаемое устройство содержит антенну 1, согласующее устройство 2, четыре параллельных канала 3 - 6, схему совпадения 7 и регистрирующее устройство 8.Каналы 3 - 5 состоят из фильтров, поло сы пропускания которых выбраны различными, но лежащими в спектре частот, характерных для наземных разрядов, и одновибраторов, которые одновременно выполняют роль порогового устройства и расширителя имЗО пульсов.В канал 3 входят фильтр 9 и одновибратор 10, в канал 4 - фильтр 11 и одновибратор 12, в канал 5 - фильтр 13 и одновибратор 14. Канал 6 включает последовательно соединенные пороговое устройство 15, се- з 5 лектор 16 импульсов заданного диапазона длительностей и формирующее устройство 17,При разрядах молнии типа облако-земля в окружающем пространстве появляются импульсы атмосфериков, которые представляют собой электромагнитные колебания в о широком диапазоне частот. Эти электромагнитные импульсы воспринимаются атенной 1 и поступают на вход согласующего устройства 2, которое предназначено для согласования высокого сопротивления антенны 1 с относительно небольшими входными сопротивлениями каналов 3 - 6. Каждый из трех параллельных каналов 3 - 5 работает в нужном диапазоне частот, Канал 3 с помощью фильтра 9 чувствителен к электромагнитным колебаниям низкой частоты ог 200 до 2000 Гц, которые поступают на вход фильтра 9 из устройства 2.Далее сигналы, если это необходимо, детектируются, усиливаются и поступают на вход одновибратора 10, выполняющего функ ции порогового устройства и расширителя импульсов. Если амплитуда сигнала на входе одновибратора 1 О превышает его порог срабатывания, последний переходит во вре 34менно устойчивое состояние и на его выходе появляется сигнал, который воздействует на первый вход схемы совпадения 7.Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 10, зависит от условий, предъявляемых к устройству для регистрации грозовых разрядов. Если необходимо, чтобы каждая компонента молнии была зарегистрирована отдельно, длительность этого импульса может быть принята равной 3 мс. Если ставится условие о регистрации только вспышек молнии, то длительность импульса доводят до 1 с.Канал 4 по своей структуре аналогичен каналу 3, но его фильтр 11 пропускает более высокие частоты (от 5 до 10 кГц). С выхода канала 4 сигнал поступает на второй вход схемы совпадения 7. Фильтр 13 канала 5 имеет резонансную частоту, например на 465 кГц, которая используется в качестве промежуточной частоты в разновещательных приемниках, В остальном построение канала 5 аналогично построению каналов 3 и 4. С выхода канала 5 сигнал поступает на третий вход схемы совпадения 7. Кроме того, импульсы атмосфериков с выхода согласующего устройства 2 поступают на вход порогового устройства 15, в качестве которого может быть использован триггер Шмитта.Следовательно, на выходе устройства 15 наблюдаются импульсы стандартной амплитуды, длительность которых зависит от времени, в течение которого амплитуда импульсов атмосфериков превышает установленный порог срабатывания,Импульсы с выхода устройства 15 подаются на вход селектора 16. На выходе селектора 16 возможно появление сигнала при условии, если длительность входного импульса находится в заданном диапазоне.Длина канала молнии типа облако-земля изменяется от 2 до 14 км, а скорость распространения главного разряда от 2 10 до 1,4108 м/с, Следовательно длительность импульсов атмосфериков, соответствующих молниям типа облако-земля, находятся в диапазоне 14 - 700 мкс. Импульсы с выхода селектора 16 поступают на вход формирующего устройства 17, в качестве которого может быть использован одновибратор. С выхода канала 6 сигнал поступает на четвертый вход схемы совпадения 7.В том случае, если происходит грозовой разряд из облака на землю, на выходах каналов 3 - 6 одновременно появляются импульсы, что приводит к появлению сигнала на выходе схемы совпадения 7, который затем поступает на вход устройства 8 и регистрируется.Наличие четырех параллельных каналов, в трех из которых сигналы грозовых разрядов обрабатываются частотным методом, а5в четвертом - временным, и работа этих четырех каналов на одну схему совпадения приводит к дальнейшему улучшению селекции наземных разрядов и повышению помехоустойчивости устройства за счет использования дополнительной информации о разряде молнии, а именно об его продолжительности. Особенно ощутимыми преимуществами изобретение обладает при регистрации близких грозовых разрядов и относительно мощных помех не грозового происхождения. Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св,546834, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и улучшения селекции наземных разрядов, оно снабжено последовательно соединенными пороговым устройством, селектором импульсов по длительности и формирующим устройством, причем вход порогового устройства соединен с выходом согласующего устройства, а выход формирующего устройства - с одним из входов схемы совпадения.Составит Техред О Тираж 47 Государстве делам изоб Москва, Ж Патент,ль С. НепомЛуговая ОНИИПпо13035,илиал ПП Редактор О. ФилипповаЗаказ 1513/37 яшаяКорректор С. ПатрПодписноета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул Проектная 4 нного комит етений и Раушская Ужгород,а