SU443252A1 - Измеритель высоты нижней границы облаков - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области цешзорологического приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  высоты нижней границы облаков (ВНГО) с целью последующего ввода измерител ной информации в различные цифро вые регистрирующие устройства, в том числе в автоматические метеорологические метеостанции и в ЭЦВМ. В известных измерител х высоты нижней границы облаков отсутствуют возможности получени  значений измер емых величин в числовом коде и, как следствие этого, возможность цифровой индикации измер емых величин, а также ввод измерительной информации в автоматические метеос танции и в ЭЦВМв Дл  получени  на пункте при ма данных о высоте нижней границ облаков в числ0 импульсном кода при минимальном количестве сигналов в дистанционной линИи св зи предлагаемый измеритель снабжен; преобразующим устройством, содержащим последовательно соединенные старт-стопный формирователь счетных импульсов, делители частоты, коммутаторы интервалов и частот, и имеющим выход и три входа, два из которых присоединены к цр.о ектору и фотоприемнику, линии питани  синхронного злектродвигател . Кроме того, на входе преобразующего устройства установлены два счетчика, один из которых включен в канал запуска формировател  счетных импульсов, другой - в канал схемы запрета, дешифратор пусковых импульсов, общий дл  обоих каналов элемент селекции импульсов по длительности и общий дл  обоих каналов элемент задержки, что позвол ет увеличить достоверность фиксируемых высот нижней границы облаков. На фиг.1 показана блок- схема

писываемого устройства, содеращего генератор I стабильной астоты, синхронный электродвигаель 2, прожектор 3, приемное стройство 4, преобразующее устойство 5, регистрирующую аппарауру 6,

На фиг. 2 показана структурна  схема преобразующего устройства , содержащего элемент 7 селекции импульсов по длительности, дешифратор 8 пусковых импульсов, счетчик 9 пусковых импульсов, элемент задержки 10, счетчик II стоповых импульсов, формирователь 12 счетных импульсов, делитель частоты 13, делитель частоты 14, формирователь 15 длительности интервалов, коммутатор 16 интер- , валов, коммутатор 17 частот, формирователь 18 выходных импульсов .

Устройство работает следующим образом.

Начало измерительного цикла соответствует тому моменту времени, когда оптическа  ось сканирующего устройства прожектора 3 совпадает с горизонталью, Б тот момент, когда оптическа  ось сканирующего устройства сое- ; тавит с горизонтально некоторый угол, от датчика начало счетапуск прожектора 3 по линии св зи на пункт посылаетс  сигнал пуск, Б пункте приема сигнал пуск попадает па один из входов преобразующего устройства 5, Смещение датчика начало счета - пуск относительно горизонтали на некоторое угловое рассто ние обусловлено наличием ненормированных механических люфтов Б приводе сканирующего устройства прожектора 3, привод щих к ошибкам в измерени х, дЕО позвол ет при наличии нескомпенсированных люфтов избежать их вли ни  на результаты измерений .

Посылаемые прожектором 3 в атмосферу световые зондирующие сигналы при встрече с оптически плотной средой рассеиваютс  в ней. Фотоприемник приемного устройства 4 воспринимает световой сигнал, если п тно рассе нного света находитс  в поле зрени  приемного устройства 4, и интенсивность рассе нного света в направлении приемного устройства превышает некоторый пороговый уровёнь , С выхода приемного устройства 4 сформированные сигналы стоп-конец счета посылаютс  по линии св зи на пупкт приема, где

попадают на один из входов преобразующего устройства 5, Сканирующее устройство прожекто1ра 3 сканируют Б пределах угла 0-90 .

Синхронна  рабата прожектора 3 и преобразующего устройства 5 достигаетс  за счет применени  генератора I стабильной частоты, импульсы с выхода которого используютс , с одной стороны, дл  фопмировани  счетных импульсов по высоте в преобразующем устройстве, с другой - дл  питани  обмоток синхронного электродвигател  2 привода сканирующего устройства прожектора . Синфазна  работа прожектора и преобразующего устройства достигаетс  за счет посылки каждый раз в начале измерительно го цшша фазирующего импульса от датчика начало счета-пуск прожектора 3,

Б преобразующем устройстве 5 (фиг,2) сигнал пуск, пройд  элемент 7, в результате чего длительность его уменыдаетр  па велиг чину Т селектора ( ). воздействует на дешийротор 8, Jleuiir ipaTDp 8, с одной стороны, запоминает его, с другой - воздействует на счетчик 9 пусковых импульсов.

Выходной сигнал на счетчике 9 по вл етс  лишь в момент возвращени  элемента задержки 10 из положени  неустойчивого равновеси , во врем  которого формируетСИ сигнал длительностью Т задержки ( ) состо ние устойчивого равновеси , элемент задержки 10 возбуждаетс  передним фронтом импульса пуск прошедшего элемент 7,

Элемент 7 предназначен дл  защиты устройства от импульсных и синусоидальных помех, а также от помех, занимающих узкий спек) частот, в проводном канале св зи, В первом случае (импульсные помехи. ) используетс  способ селекции импульсов по длительности , во втором (синусоидальные помехи) - используетс  способ частотной селекции в сочетании с пороговым элементом.

Таким образом, на выходе счетчика 9 формируетс  импульс пуск спуст. .0 спезок времени. равный (Тсел } от моиента воздействи  на вход схемы преобразующего устройства 4 пускового сигнала от прожектора Сигналы стоп, пройд  элемент 7, попадают на счетчик II, и на элемент задержки 10. На выходе счетчика стоповых импульсов сигналы стоп формирувтс  лишь в том случае, если в серии стоповых сигналов, приход щих по линии св зи от приемного устройст ва будут такие, которые следуют друг за другом с временным интер валом, равным периоду Т зондирующ импульсов С Тдонд Дл  осуществлени  такого рода селекции врем  возбужденного состо ни  элемента заг ержки 10 выбираетс  таким, чтобы выполн лось условие: п,.Г5о„д т д С1-ОТго«л, (О где п- число стоповых,импульсов ( I, 2, 3, 4 ....) Тогда первый прищедший сигнал стоп запоминаетс  в счетчи ке II, одновременно с этим возбуж даетс  элемент задержки Ю Если за врем  Т зад в счетчике II накопитс  необходимое число импульсов стоп, то на заднем фронте импульса элемента задержки 10 на выходе счетчика II форми руетс  действительный стоповый сиг нал. В противном случае вс  инфор маци  в счетчике II стираетс , и действительный схоповый сигнал не формируетс  (случай воздействи оптических помех). Таким образом, на выходе II формируетс  сигнал стоп спуст  отрезок времени, равный (Г сел + Т зад) от момента воздействи  на вход схемы преобразующего устройс ва первого импульса из серии стоповых импульсов, следующих с временным интервалом, равным и удовлетвор ющих условию неравенства (I), Из изложенного выше следует, что оба сигнала (пуск и стоп) формируютс  в схеме преоб разующего устроьстьа спуст  равны . промежутки времени относительно момента их БоздейстБи  на его вход. Следовательно, способы защи ы от различного рода помех, ко гоые применены в данном уС- ройст-Бе не внос т погрешностей в резул. измерений БНГО, Сигналы -пуск и стоп, прошедшие предварительную обработку, попадают на формирователь 12 счетных импульсов. Пусковой сигнал разрешает прохождение импульсов на выход формировател  Id от генератора I стабильной частоты. Ввиду нелинейной зависимости измер емой ВНГО от угла поворота сканирующего устройства прожектора 5 (зависимость близка к тангенциальной) частота следовани  счетных импульсов должна быть переменной: она должна расти с увеличением угла поворота сканирующего устройства прожектора. Дл  этой цели используетс  делитель частоты 13. Изменение частоты следовани  счетных импульсов происходит не непрерывно, а в определенные моменты времени, причем , может мен тьс  как частота следовани  импульсов от одного временного интервала к другому, так и длительность самих интервалов . Интервальные импульсы создаютс  с помощью делител  частоты 1 и формировател  15 длительности интервалов. Коммутатор 16 интервалов и колмутатор 17 частот решают ыадачу ииичередного переключени  временных интервалов и заполнени  их соответствующим количеством импульсов. В момент прихода сигнала стоп прохождение счетных импульсов на выход преобразующего устройства 5 прекращаетс  ввиду остановки формировател  12, С формировател  18 снимаютс  сформированные по амплитуде и дальности сигналы старт,стоп и конец цикла измерени  и счетные импульсы, причем, счетные импульсы следуют в число-импульсном коде. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНtlfl I. Измеритель высоты нижней границы облаков, содержащий разнесенные прожектор и фотоприемник с оптическими ос ми в одной вертикальной плоскости, синхронный электродвигатель и схему запре