Устройство для регистрации грозовых разрядов

"К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания О.11,80(51) М. Кл.б О 1 К 1/16 1 осударственный комитет ссер по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ1Изобретение относится к метеорологическим приборам, в частности к устройствам для регистрации грозовых разрядов. Известно устройство для автоматической индикации разрядов, содержащее магнитную антенну, резонансный усилитель, детектор и три автономные цепи, подключенные к блоку индикации и регистрации 11.Устройство реагирует только на ампли тудные характеристики сигнала электромагнитного излучения разрядов молнии и не дает возможности отличить сильные дальние грозы от слабых близких.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее антенну, фильтр, усилитель, одновибраторы, первый из которых является также пороговым устройством, схему совпадения и регистрирующее устройство 121.Электромагнитное поле, вызванное молниевыми разрядами, принимается электрической антенной. Наведенный в антенне сигнал поступает на фильтр с полосой пропускания 4 - 8 кГц. Выходной сигнал фильтра усиливается усилителем и подается на одновибратор, выполняющий также функции порогового устройства. Если амп 2литуда сигнала превышает порог срабатывания одновибратора, одновибратор срабатывает и выдает на выход импульсы стандартной амплитуды и формы, которые поступают на схему совпадения и второй одновибратор, который срабатывает и устанавливает разрешающий сигнал на входе схемы совпадения,Сигнал второй компоненты разряда молнии проходит через вышеперечисленную цепь следования: антенну, фильтр, усилитель, одновибратор, и через схему совпадения на третий одновибратор, Выходной импульс этого одновибратора регистрируется регистрирующим устройством.Недостатком данного устройства является низкая точность и вероятность обнаружения гроз в заданном радиусе действия, обусловленная зависимостью амплитуд атмосфериков от вариационных свойств источника, т. е. от изменения формы и величины импульсов тока молнии.Цель изобретения - повышение точности и вероятности обнаружения гроз.Цель достигается введением магнитной антенны, второго полосового фильтра, фазового дискриминатора и блока селекции по длительности, причем выходы антенн соединены с пороговым устройством, а также через полосовые фильтры - с фазовым10 15 20 25 30 35 40 45 50 дискриминатором, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку селекции по длительности, одновибратору и регистрирующему устройству, а выход порогового устройства связан с третьим входом фазового дискриминатора.Сущность изобретения состоит в использовании различной зависимости фазового сдвига вертикальной электрической Е, и горизонтальной магнитной Н гармонический составляющих поля от расстояния и выражается в применении метода фазочастотной селекции путем контроля разности фаз гармонических составляющих Е, и Н - компонент поля,Как показали исследования определенной разности фаз гармонических составляющих Е, и Нкомпонент поля на выбранной частоте соответствует вполне определенная дальность,Используя это и задавая порог срабатывания устройства путем контроля длительности импульсов фазового сдвига, можно создать пороговое устройство, а вместе с ним устройство для регистрации грозовых разрядов с более высокой точностью разграничения по дальности принятых атмосфериков (грозовых разрядов) относите.п,- но установленного радиуса действия Я,ч, грозорегистратора ввиду более высокой разрешающей способности фазовой селекции по сравнению с амплитудной.Кроме того, применение метода фазочастотной селекции позволяет получить устройство с более высокой вероятностью обнаружения гроз, поскольку исключается явная зависимость результата оценки дальности от вариации источника.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для регистрации грозовых разрядов.Устройство содержит электрическую 1 и магнитную 2 антенны, пороговое устройство 3, полосовые фильтры 4 и 5, фазовый дискриминатор 6, блок селекции по длительности 7, одновибратор 8 и регистрирующее устройство 9,Электрическая 1 и магнитная 2 антенны подключены к фильтрам 5 и 4 соответственно и входам порогового устройства 3. Выходы полосовых фильтров связаны с фазовым дискриминатором 6, который подключен к последовательно соединенным блокам селекции по длительности 7, одно- вибратором 8 регистрирующим устройством 9.Устройство работает следующим образом,Сигналы электрической 1 и магнитной 2 антенн поступают на пороговое устройство 3 и на полосовые фильтры 4 и 5 соответ 4ствснно. При превышении сигнала антенн 1 и 2 порогового уровня пороговое устройство 3 срабатывает и подготавливает разрешающий сигнал на замер фазового рассогласования фазовым дискриминатором 6. Полосовые фильтры 4 и 5 настроены на рабочую частоту гармонических колебаний.Выходные сигналы фильтров подаются на фазовый дискриминатор б, который производит измерение фазового сдвига т гармонических составляющих Е, и Н компо нент поля, причем измерение производится по сигналу с порогового устройства в средней части отклика в момент установившейся амплитуды гармонических колебаний Величина измеренного фазового сдвига т выражена длительностью импульса. Выходной сигнал блока фазового дискриминатора 6 поступает на блок селекции по длительности 7, который производит оценку величины фазового сдвига и при превышении определенной установленной величины выдает сигнал на одновибратор 8, формирующий сигнал записи для регистрирующего устройства 9.Таким образом, используя настройку полосовых фильтров 4, 5 на определенную частоту гармонических колебаний и устанавливая контроль разности фаз на выходе фазового дискриминатора 9 относительно заданной величины, определяющеи дальность Кзф, можно построить грозорегистратор, регистрирующий грозовые разряды в пределах радиуса действия К,ф. формула изобр етения Устройство для регистрации грозовых разрядов, содержащее электрическую антенну, подключенную к полосовому фильтру, пороговое устройство и одновибратор, связанный с регистратором, о т л и ч ающ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено магнитной антенной с полосовыми фильтром на выходе и последовательно соединенными фазовым диск. риминатором и блоком селекции по длительности, выход которого подключен к одновибратору, при этом выходы антенн соединены с входами порогового устройства непосредственно, а через полосовые фильтры - с двумя входами фазового дискриминатора, к третьему входу которого подклю. чен выход порогового устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США34656245, кл, 73170, 1969.2, Авторское свидетельство СССР569995, кл. 6 01 % Иб, 1976 (прототип).777613 Составитель С, Непомнящая Корректоры С. Серобаба и А. Галахова Редактор О. филиппова Заказ 8553 Подписное Изд.596 Тираж 474 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрегений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома