CN87211200U

CN87211200U - 光电测雹仪

Info

Publication number: CN87211200U
Application number: CN 87211200
Authority: CN
Inventors: 徐国钧; 苏绍基; 陈跃章; 陆丽华
Original assignee: Yunnan University YNU
Current assignee: Yunnan University YNU
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1988-07-20

Abstract

本实用新型属于气象学中探测冰雹云和闪电的仪器。本仪器由光电遥感器和记录显示控制器组成，光电遥感器和记录显示控制器之间采用屏蔽电缆连接，光电遥感器由滤光片、光导器、光电倍增器和电动扫描及跟踪器组成，记录显示控制器由衰减器、前置放大器、前级放大器、热笔式记录器以及主放大器、自动控制器、电子计数器和报警器组成。

本实用新型所述的光电测雹仪灵敏度高；方向性好；抗干扰能力强；价格低廉；可一人携带并操作。

Description

光电测雹仪

本实用新型属于气象学中探测冰雹云和闪电的仪器。

目前，探测冰雹云的仪器主要是采用雷达、闪电计数器等，雷达虽然是现代化的先进探测器，但由于其价格昂贵，所需观测和维修人员多，操作复杂，因此限制了它的普遍使用，而且采用雷达来探测冰雹云，准确率也较难提高。闪电计数器由于在方向性能和抗干扰性能上存在着两个关键性的缺陷，因此，也难于准确地予测和判别冰雹云。

本实用新型的目的是提供一种能预测和鉴别冰雹云方位、强弱、抗干扰性强，且价格低，便于携带的仪器。

本实用新型所述的光电测雹仪是根据气体放电和等离子体辐射的基本理论，采用光电倍增管作为遥感元件，接收积雨云内闪电光中的紫外线而设计的。本仪器由光电遥感器和记录显示控制器组成，光电遥感器和记录显示器之间采用屏蔽电缆连接，光电遥感器由滤光片、光导器、光电倍增器和电动扫描及跟踪器组成，记录显示器由衰减器、前置放大器、前级放大器、热笔式记录器以及主放大器、自动控制器、电子计数器和报警器组成。

本仪器中的光电遥感器经密封后置于室外，用于接收信号，而记录显示控制器则置于室内，便于观测人员的观察和控制。当积雨云中闪电发生紫外光时，此光信号由光导器经滤光片进入光电倍增器，由光电倍增器将光讯号转变成电讯号，此电讯号进入衰减器中衰减到适当大小，以适应于下一级前置放大器的需要，由前置放大器输出的电讯号，自经过前级放大器、热笔式记录器、主放大器和自动控制器、电子计数器，进入自动报警器，当有冰雹云时，报警器发出报警讯号，无冰雹云则不报警。

图1是本实用新型设计原理方框图。

图2是光电倍增器电原理图。

图3是衰减器电原理图。

图4是强雹云脉冲图。

图5是弱雹云脉冲图。

图6是非雹云脉冲图。

图1中虚线框内为置于室外的光电遥感器，由光电倍增管GDB直接遥感积雨云中闪电发出的紫外光信息，电动扫描及跟踪器可控制光电倍增器进行全天候扫描和跟踪闪电，由于紫外光是经过滤光片而进入光电倍增管GDB窗口的，滤光片的光谱灵敏度可选择为1600

～3500

，带宽可在50

～1000 范围内选取，光导器的作用是使进光具有方向性。紫外光进入GDB的窗口，为光阳极11所接收，並转换成电讯号，再经九级打拿级放大后，由阳极10经耦合电容Cg输出脉冲电讯号，光电倍增器中R_B可取100KΩ～2MΩ，C_B可取100pf～10000pf，R_L可取100KΩ～100MΩ，C_D可取0.001μf～1μf，Cg可取100pf～0.1μf。当闪电的距离远近不等时，该讯号的大小变化相当大，闪电愈近，讯号就愈大，所以衰减器的使用十分重要，衰减器由若干档波段开关所构成，由档数和衰减量的大小，可以粗略地估计出闪电的距离。衰减器输出的电讯号，经前置放大器、前级放大器和热笔式记录器至主放大器，主放大器采用高增益集成运算放大电路，主放大器中还包括电压幅度比较器和整形电路，为了节省热笔式记录器的记录纸，这里还设有自动走纸控制器，当有电讯号时自动走纸记录，无讯号时则不走纸。电子计数器是用来定时显示闪击频数的，当闪击频数达到某一规定值时，报警器自动报警，提醒观测人员注意此时已出现雹云，从而达到鉴别雹云的目的。

下面是本实用新型的实施例：

在本实施例中，滤光片选用紫外截止滤光片，其光谱灵敏度的要求为：低于2900

高透、3500

～2900

低透，光电倍增管选用国产GDB－152型管，图2中R_B为倍增器分压电阻，R_B取200KΩ，电容C_B起饱和稳定作用，C_B取2200pf／250V，R_L为倍增器阳极负载电阻，R_L取10KΩ，Cg为讯号输出耦合电容，Cg取6800pf／1000V，W_A为带开关电位器，μA为微安表，BX为电源保险管，C_D取0.47μf／1600V，1000 V直流电压是供光电倍增器工作的高压电源，其主要技术性能达到纹波系数＜0.0005％，电压输出稳定度＜0.001％。衰减器由11档波段开关所构成，图3中各电阻的取值为：R₁0.4Ω，R₂200Ω，R₃220Ω，R₄430Ω，R₅1KΩ，R₆1.8KΩ，R₇3.0KΩ，R₈6.2KΩ，R₉11KΩ，R₁₀13KΩ，R₁₁13KΩ，通过衰减量的大小可粗略估计出闪电的距离，见表1，前置放大器和热笔记录器可采用心电图机，由该记录器记录到的脉冲图形如图4、图5图6所示。

本实用新型所述的光电测雹仪灵敏度高；方向性能好；抗干扰能力强；价格低廉；体积小、重量轻，可一人携带并操作；它能有效地预测并鉴别强雹云、弱雹云和非雹云，从而适用于人工防雹作业，提高防雹的经济效益；由于该仪器的探测灵敏度高，可以发现云体内人们所发觉不了的微弱闪电信息，为研究空炸炮人工防雹和人工催雨提供了一条新的途径；它还能及时记录到云中的真实闪电信息，并能准确地单点测出闪电的方位和大致距离，因此可以为广大气象台站和航海船舶用于探测雷暴和监测飑线、台风等强雷暴天气系统的移向移速，也可作为机场、基地等军事气象保障中对雷暴进行监视、报警的辅助装置；在飞机上安装该仪器，可为飞机穿云时监视前部航线上有无闪电，为飞行提供安全保障；对本仪器稍加改善，可用于探测太阳辐射和地球大气中紫外线的强弱变化，监测太阳活动爆发和地球高层大气中臭氧层的变化等。

表1

附图说明：

1－电动扫描及跟踪器 2－控制器

3－光导器 4－光电倍增器

5－衰减器 6－前置放大器

7－前级放大器 8－热笔记录器

9－主放大器 10－自动控制器

11－电子计数器 12－报警器

Claims

1、一种光电测雹仪，属于气象上探测冰雹云和闪电所用的仪器，其特征在于由光电遥感器和记录显示控制器组成，光电遥感器和记录显示控制器之间采用屏蔽电缆连接，光电遥感器又由滤光片、光导器、光电倍增器和电动扫描及跟踪器组成，记录显示控制器由衰减器、前置放大器、前级放大器、热笔式记录器以及主放大器、自动控制器、电子计数器和报警器组成。

2、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于所述滤光片的光谱灵敏度为1600

～3500

，带宽为50

～1000 。

3、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于光电倍增器中的分压电阻R_B的值采用100KΩ－2MΩ。

4、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于光电倍增器中的阳极负载电阻R_L的值采用100KΩ－100MΩ。

5、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于光电倍增器中的耦合电容Cg的值采用100Pf－0.1μf。

6、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于光电倍增器中的饱和电容C_B的值采用100pf－10000pf。

7、按照权利要求1所述的测雹仪，其特征在于所述滤光片的光谱灵敏度为低于2900

高透，3500～2900

低透。