Измеритель высоты нижней границы облаков

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ, содержащий источник импульсного излучения, соединенный с первым входом формирователя временного интервала, последовательно включенные приемник излучения и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом пикового детектора и через пороговое устройство со вторым входом формирователя временного интервала , блок обработки и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и надежности измерений, блок обработки выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя, блока выделения сигнала нижней границы облаков, блока запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов и цифроаналогового преобразователя, причем первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом формирователя временного интервала, второй - с выходом пикового детектора, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока выделения сигнала нижней границы облаков, первый выход которого соединен с регистратором, а вто§ рой - с первым входом блока запо (Л минания и усреднения амплитуд эхо-сигналов, второй вход которого соединен со вторьм выходом аналогоцифрового преобразователя, а выход через цифроаналоговый преобразователь соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. и со 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок вьг деления сигнала нижней границы облаков вьшолнен в виде последовао тельно включенных схемы сравнения и упорядочивания кодов, устройства запоминания и схемы выделения кодов нижней границы облаков.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 W 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3521190/24-10 (22) 14.12.82 (46). 30.09.85. Бюл. У 36 (72) Л.В. Анискин, P.À. Круглов и С.M. Персин (71) Ордена Трудового Красного

Знамени главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова (53) 551 ° 508.9 (088.8) (56) 1. Автоматическая станция

"Крамс". — Л.: Гйдрометеоиздат,1974, с. 74-90.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 295101, кл . G 01 W 1/00, 1965 (прототип). (54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ

ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ, содержащий источник импульсного излучения, соединенный с первым входом формирователя временного интервала, последовательно включенные приемник излучения и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом пикового детектора и через пороговое устройство со вторым входом формирователя временного интервала, блок обработки и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, блок обработки выполнен в виде аналого-цифрового

„„SU„„1149766 А преобразователя, блока выделения сигнала нижней границы облаков, блока запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов и цифроаналогового преобразователя, причем первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом формирователя временного интервала, второй — с выходом пикового детектора, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока выделения сигнала нижней границы облаков, первый выход которого соединен с регистратором, а второй — с первым входом блока запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов, второй вход которого соединен со вторым выходом аналогоцифрового преобразователя, а выход через цифроаналоговый преобразователь соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления.

2. Измеритель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что блок выделения сигнала нижней границы облаков выполнен в виде последовательно включенных схемы сравнения и упорядочивания кодов, устройства запоминания и схемы выделения кодов нижней границы облаков.

11497бб

Изобретение относится к метеорологическому приборбстроению и может быть использовано при измерении высоты нг кней границы облаков.

Известен измеритель вь1сотьг нижней 5 границы облаков, содержащий источник импульсного излучения и приемное уст1гойство, соещщенн4е с формирователеФ гв(ье%М4Мэ ин ервала между .1 зоггдируюгущ @ gppape ым импульса, ЯД. Й E 1ри фММйФ%аблюда мойг изменчивос и вьгфф®ф"»4ЙЖей грйницьг облаков

ОЪ% ° реп Rv49PK6EEEдРИ данньгх измерений известного измерителя невысока и их использование требует дополнительной обработки.

Наиболее близким к данному техническому решению является измеритель высоты нижней границы облаков, содержащий 20 источник импульсного излучения,соединенный с первым входом формирователя временного интервала, последовательно включенные приемник излучения и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом пикового детектора и через пороговое устройство со вторым входом формирователя временного интервала, блок обработки З0 и регистратор. Блок обработки известного устройства содержит два сглаживающих P C фильтра, обеспечивающих усреднение отдельных измерений высоты нижней границы облаков и формиро- 35 вание сигнала регулировки усилителя с регулируемым коэффициентом усиления j2 j.

Однако известное устройство имеет низкие точность и надежность из-эа 40 того, что реализуемое в известном измерителе сглаживание сигнала при разрывах облачности или многослойности облаков завьшгает высоту нижней границы облаков. 45

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений высоты нижней границы облаков.

Для этого в предлагаемом измерителе высоты нижней границы облаков, 50 содержащем источник импульсного излучения, соединенный с первым входом формирователя временного интервала, последовательно включенные приемник излучения и усилитель 55 с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом пикового детектора и через пороговое устроиство со вторым входом формирователя временного интервала, блок обработки и регистратор, блок обработки выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока выделения сигнала нижней границы облаков,блока запоминания и усреднения ампли— туд эхо-сигналов и цифроаналогового преобразователя (ЦАП), причем первый вход АЦП соединен с выходом формирователя временного интервала, второй — с выходом пикового детектора, первый выход АЦП соединен со входом блока выделения сигнала нижней границы облаков, первый выход которого соединен с регистратором, а второй — с первым входом блока запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов, второй вход которого соединен со вторым выходом

АЦП, а выход через ЦАП соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления.

Блок выделения сигнала нижней гра-. ницы облаков выполнен в виде последовательно включенных схемы сравнения и упорядочивания кодов,устройсгва запоминания и схемы выделения кодов нижней границы облаков.

На чертеже приведена структурная схема измерителя.

Измеритель высоты нижней границы облаков содержит источник импульсного излучения 1, формирователь временного интервала 2, гриемник излучения 3, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 4, пиковый детектор 5, пороговое устройство 6, АЦП 7, блок выделения сигнала нижней границы облаков 8, блок запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов 9, регистратор 10 и ЦАП 11.

Блок выделения сигнала нижней границы облаков содержит схему сравнения и упорядочивания кодов

12, устройство запоминания 13 и схему выделения кодов нижней граниIIbE облаков 14.

Измеритель высоты нижней границы облаков работает следующим образом.

Источник импульсного излучения

1 посылает в направлении облаков зондирующие световые импульсы.Отраженные от облачного слоя эхо-сигналы поступают на фотоприемник 3 и усиливаются усилителем 4. усиленные эхо-сигналы поступают на детектор 5, фиксирующий амплитуду эхосигналов, и на пороговое устройство 6, вырабатывающее импульсный сигнал при определенной амплитуде эхо-сигнала. Формирователь 2 формирует сигналы, пропорциональные интервалу времени между посылкой зондирующего импульса и моментом появления импульсного сигнала на выходе порогового устройства 6.

Для каждого зондирующего светового импульса выходной сигнал формирователя 2 после его преобразования в цифровой код в АЦП 7 поступает в блок выделения сигнала нижней границы облаков 8, где осуществляется его сравнение с кодами устройства запоминания 13 и запись в это устройство с упорядочиванием кодов схемой сравнения и упорядочивания кодов 12.

Для этого же зондирующего светового импульса сигнал с выхода детек.тора 5 преобразуется в цифровой код в АЦП 7 и запоминается в блоке запоминания и усреднения амплитуд эхо-сигналов 9. По выборке упорядоченных кодов в устройстве запоминания 13 схемой выделения кодов нижней границы облаков 14 осуществляется выделение и усреднение кодов, имеющих минимальное значение в заданных пределах за заданный

149766 4 скользящий временной интервал. Полученное среднее значение кода пост— пает на регистратор 10. Для выделенных в блок выделения сигнала нижней границы облаков 8 измерений осуществляется усреднение также амплитуд эхо-сигналов в блоке запоминания и усреднения амплитуд эхосигналов 9. Значение усредненного

1О кода на выходе блока 9 после его преобразования в аналоговую форму

ЦАП 11 поступает на управляющий вход усилителя 4.

15 В результате выделения кодов с минимальным значением в заданных пределах за заданный временной интервал в блоке выделения сигнала нижней границы облаков 8 обеспечи20 вается формирование выходного сигнала регистратора 10, соответствующего минимальной нижней границе облаков, при исключении зондирований, полученных в условиях

25 разрыва облачности, ее многослойности. Кроме того, формирование управляющего сигнала регулировки усиления именно по эхо-сигналам, соответствующим нижней границе облаков, позволяет установить оптимальное усиление именно для "нужll ных, соответствующих нижней границе облаков сигналов, что также повышает точность и надежность измерений.

1149766

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6646/4

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В.Досов

Редактор Л. Утехина Техред С.Мигунова Корректор С. Черни