Устройство для моделирования молний

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 23/18 50 ТЕН ТЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИ(71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томскомполитехническом институте им, С М.Кирова(56) Авторское свидетельство СССРВ 896674, кл. 6 09 В 23/18, 1982.(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯМОЛНИЙ(57) Устройство для моделированиямолнии относится к исследовательскими учебным моделям, может быть использовано для изучения и демонстрацииявлений, сопровождающих разряд мол,ЯО 132 151 нии, и позволяет расширить демонстра- ционные возможности устройства. Устройство для моделирования молнии содержит последовательно соединенные, источник питания 1, зарядный коммутирующий элемент 2, блок имитации канала молнии 3, разрядный коммутирующий элемент 4 и сопротивление нагрузки 5, Второй выход блока имитации канала молнии 3 через пороговый элемент 6, одновибратор 7 и интегрирующую цепочку 8 подключен к управляющему входу разрядного коммутирующего элемента 4, Второй выход одновибратора 7 подключен к управляющему входу зарядного коммутирующего элемента 2 . ф и входу формирователя управляющих им" Е пульсов 9, выход которого соединен с входом блока изменения порога 10,1327Выход последнего подключен к одному из входов порогового элемента 6, Выход разрядного коммутирующего элемента 4 соединен через блок дифференцирования 11 с входом компарЪтора 12 151и информационным входом ключа3,управляющий вход которого подключенк выходу компаратора 12, а выход -к входу многоканального амплитудногоанализатора 14 . 2 ил.10 ЗО Изобретение относится к исследова-, тельским и учебным моделям может быть использовано для изучения и демонстрации явлений, сопровождающих разряд молнии, и является усовершенствованием основного изобретения по авт,св, 11 896674.Целью изобретения является расширение демонстрационных воэможностей устройства.На фиг, показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы Номера диаграмм совпадают с номерами соответ 15 ствующих им точек структурной схемы) .Устройство для моделирования мол-: ний содержит последовательно соединенные источник 1 питания, зарядный коммутирующий элемент 2, блок 3 имитации канала молнии, разрядный коммутирующий элемент 4 и сопротивление нагрузки 5, Второй выход блока 325 имитации канала молнии через пороговый элемент 6, одновибратор 7 и интегрирующую цепочку 8 подключен к управляющему входу разрядного коммутирующего элемента 4; Второй выход одновибратора 7 подключен к управляющему входу зарядного коммутирующего элемента 2 и к вхоцу Формирователя 9 управляющих импульсов, выход которого соединен с входом блока 10 изменения порога, Выход последне го подключен к одному из входов порогового элемента 6, Выход разрядного коммутирующего элемента 4 соединен через блок 1 дифференцирования с входом компаратора 12 и с информаци ц онным входом ключа 13, управляющий вход которого подключен к выходу ком-, йаратора 12, а выход - к входу многоканального амплитудного анализатора 14. Формирователь 9 управляющих импульсов обеспечивает выдачу сигналовна изменение порога срабатывания порогового элемента 6 с интервалами,соответствующими выбранному законураспределения этого порога (потенциала головки лидера моделируемых молний)В качестве блока 1 О измененияпорога может быть использован цифро-аналоговый преобразователь,Устройство работает следующим образом.После включения источника 1 питания зарядный коммутирующий элемент2 открыт, а разрядный коммутирующийэлемент 4 закрыт. Происходит зарядемкостей в блоке 3 имитации каналамолнии, и напряжение на выходе этогоблока постепенно повышается, Как только мгновенное значение этого напряжения достигает порогового уровня, заданного блоком 10 изменения порога, происходит срабатывание порогового элемента 6, который запускает одно- вибратор 7На выходе последнего появляется прямоугольный импульс, который воздействует на управляющий вход зарядного коммутирующего элемента 2 и закрывает его, Заряд блока 3 имитации канала молнии прекращается.В то же время импульс с выхода одно- вибратора 7, пройдя через интегрирующую цепочку 8, воздействует на управляющий вход разрядного коммутирующего элемента 4 и открывает его. Происходит заряд блока 3 имитации канала молнии и на сопротивлении нагрузки 5 можно наблюдать импульс тока моделируемой молнии (см, диаграмму 15 на фиг.2), Этот импульс подается30 на вход блока 1 дифференцирования и на информационный вход ключа 13. Напряжение на выходе блока 11 дифференцирования проходит через нулевое значение в момент времени, соответствующий максимуму импульса токаФ моделируемой молнии (см,диаграмму 16 на фиг.2) . Это напряжение поступает на вход двухпорогового компаратора 12, который вырабатывает пря - моугольный импульс, длительность которого равна времени, в течении которого напряжение на выходе блока 11 не превышает (по модулю) заданного уровня. Импульс с выхода компаратора 12 (см,диаграмму 17 на фиг 2) подается на управляющий вход ключа 13, Ключ 13 открывается на время, равное длительности этого импульса, и на его выходе появляется импульс с амплитудой, равной максимальной амплитуде импульса тока моделируемой молнии (см,диаграмму 18 на фиг,2)Далее этот импульс поступает на вход многоканального амплитудного анализатора 14 и регистрируется в одном из его каналов в зависимости от амплитуды.Импульс с выхода одновибратора 7 поступает также на вход формирователя 9 управляющих импульсов. Если прошло заданное число циклов работы устройства, определяемое выбранным законом распределения порога срабатывания блока 6, на выходе блока 9 появляется управляющий импульс, воздействующий на вход блока 10, При этом порог срабатывания блока 6 изменяется на одну ступень готовя уст" ройство к следующему циклу работы. ,Если упомянутое число циклов меньше заданного, порог срабатывания блока 6 не изменяется.По окончании импульса на выходе одновибратора 7 зарядный коммутирующий элемент 2 открывается, а разрядный 4 - закрывается, Устройство возвращается в исходное состояние и начинается следующий цикл его работы.Длительность одного цикла работы устройства определяется временем за-. ряда блока 3 имитации канала молнии Ь1020 35 40 45 50 дд напряжения на его выходе, равноезаданному пороговому уровную, а такьже длительностью импульса, вырабатьгзаемого одновибратором 7. Последняя выбирается из такого расчета,чтобы за время существования сигнала на управляющем входе разрядногокоммутирующего элемента 4 произошелполный разряд блока 3 имитации канала молнии. При длине моделируемоймолнии 3 км длительность импульса,вырабатываемого одновибратора 7, может выбрана равной 5 мс,Предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить информационные возможности устройства эа счетавтоматического получения распределений амплитуд импульсов тока моделируемых молний и позволяет изучать зависимость указанного распределенияот распределения потенциала головкилидера моделируемых молний,Это открывает новые возможностипри изучении процессов разряда молниии при разработке его математическоймодели. Формула изобретения Устройство для моделирования молний по авт,св9 896674, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, оно имеет блок изменения порога, формирователь управляющих импульсов, блок дифференцирования, компаратор, ключ и многоканальный амплитуд-: ный анализатор, вход которого соединен с выходом ключа, информационным входом связанного через компаратор с выходом блока дифференцирования, вход которого соединен с выходом разрядного коммутирующего элемента и с управляющим входом ключа, при этом вход формирователя управляющих импульсов соединен с управляющим входом зарядного коммутирующего элемента, а выход соединен с входом блока изменения порога, выход которого связан с управляющим входом порогового элемента.Заказ 3394/48 едприятие, г.Ужгород, ул.Проекты играфическ роиэводственно Тираж 433 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаущскаяПодписи оитета СССРткрытийаб д.4/5