Устройство для измерения высоты нижней границы облаков

Устройство для измерения высоты нижней границы облаков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к метеорологии и позволяет повысить точность, достоверность и надежность работы устройства для измерения высоты облаков. Излучатель 1 коротких световых импульсов посылает их вертикально вверх. Отраженные от облачно го слоя эхо-сигналы поступают на фотоприемник 2. Пороговое устройство 3 обеспечиваетвыделение сигнала, соответствующего нижней границе облаков . Временной интервал между посылкой и приемом импульса, соответствующий высоте облаков, формируется в формирователе 4 временного интервала и преобразуется в цифровую форму АЦП 5. Полученные цифровые коды обрабатываются устройством 6 упорядочивания и запоминаются в нем. Блоки 7-10 осуществляют определение средних значений квантилей, определение максимального расстояния между квантилями и сравнение этого расстояния с пороговым . По результатам обработки и сравнения определяется состояние облачности, число облачных слоев и расстояние до нижней границы . 1 ил. сл с

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 W 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4324630/10 (22) 28.07.87 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (71) Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова (72) С.M.Ïåðñèí, Л.В.Анискин, P,А.Круглов, А.А.Васильев и Б.В.Гительсон (53) 551.508.9 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 295101, кл. G 01 W 1/00, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ (57) Изобретение относится к метеорологии и позволяет повысить точность, достоверность и надежность работы устройства для измерения высоты облаков. Излучатель 1 коротких световых импульсов посылает их вертикально вверх. Отраженные от облач5U, 1631485 А1 ного слоя эхо-сигналы поступают на фотоприемник 2. Пороговое устройство 3 обеспечивает выделение сигнала, соответствующего нижней границе облаков. Временной интервал между посылкой и приемом импульса, соответствующий высоте облаков, формируется в формирователе 4 временного интервала и преобразуется в цифровую форму АЦП 5. Полученные цифровые коды обрабатываются устройством 6 упорядочивания и запоминаются в нем, Блоки 7 — 10 осуществляют определение средних значений квантилей, определение максимального расстояния между квантилями и сравнение этого расстояния с пороговым. По результатам обработки и сравнения определяется состояние облачности, число облачных слоев и расстояние до нижней границы. 1 ил.

1631485

10

Изобретение относится к метеорологии, в частности к приборам для измерения высоты нижней границы облаков.

Цель изобретения — повышение точности, достоверности определения высоты нижней границы облаков и надежности устройства.

Нэ чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит излучатель 1 зондирующих световых импульсов, фотоприемник 2 отраженных импульсов, пороговое устройство 3 с усилителем, измерительный формирователь 4 временного интервала, аналого-цифровой преобразователь 5, схему 6 формирования упорядоченной выборки с запоминающим устройством, счетчик 7, задающий границы квантилей, схему 8 определения средних значений квантилей, схему 9 поиска максимального расстояния между квантилями, схему 10 сравнения„ схему 11 определения характеристик выделенных кодов нижней границы облачности, блок 12 выдачи, Устройство работает следующим образом.

Излучатель 1 посылает короткие световые импульсы. Отраженные от облачного слоя эхо-сигналы, зависящие от оптической плотности облака, поступают на фотоприемник 2. Электрические импульсы с выхода фотоприемника поступают на пороговое устройство 3, обеспечивающее выделение и фиксацию сигнала, принимаемого за отраженный от нижней границы облака. Формирователь 4 выделяет временной интервал между зондирующим и отраженным импульсами. Аналого-цифровой преобразователь 5 осуществляет для единичного зондирующего импульса преобразование временного интервала в цифровой код.

Измерительные коды за скользящий или кусочно-скользящий временной интервал обрабатываются устройством 6, которое сравнивает коды по величине и записывает их в последовательные адреса выходного запоминающего устройства в порядке возрастания или убывания числовых значений, Число адресов выходного запоминающего устройства равно числу измерений в скользящей выборке, Работа схемы 6 повторяется при поступлении очередного кода или группы кодов.

Схемы 7 — 10 осуществляют выделение кодов, относящихся к нижней границе облачности. Наиболее простая реализация этих схем обеспечивает получение информации в условиях двуслойной и разорванной облачности.

Блок 8 определяет среднее значение высоты облаков для верхнего и нижнего квантиля и для выборки в целом и передает в блок 9. Граница квантилей, т.е. число измерений, определяется состоянием управляющего счетчика 7. В схеме 9 находится расстояние между верхним и нижним квантилями (в простейшем случае разность средних значений двух квантилей) и проводится ее сравнение с максимальной разностью, полученной при предшествующем переборе значений. В случае, если новая разность больше, в блоке 9 запоминается ее значение, а также соответствующее ей значение числа измерений. Последовательный перебор этих значений осуществляется счетчиком 7 импульсов. По окончании всего цикла поиска схема 10 производит сравнение найденной при поиске максимальной разности с пороговым значением. Результат сравнения из блока 10 и число измерений, соответствующее максимальной разности, из блока 9 поступают в схему 11. Последняя осуществляет формирование выходных характеристик для всей выборки (например. средних и экстремальных значений) или для выделенных кодов нижнего слоя. На чертеже сплошными линиями показаны связи схемы 11 для наиболее простого случая выдачи только среднего значения, а именно случая, когда средние для квантилей в результате поиска уже хранятся в блоке 9, Связь с блоком 6 для общего случая показана пунктиром.

Основное преимущество изобретения заключается в возможности получать достоверные результаты измерений в сложных условиях разорванной и многослойной облачности, а также е уменьшении случайных погрешностей, исключении ложных сигналов и выбросов. Устройство позволяет обеспечить непрерывную работу прибора при постоянной готовности выходных данных, а благодаря скользящей обработке однократных зондирований повысить ресурс, а следовательно, и надежность прибора.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоты нижней границы облаков, содержащее последовательно соединенные приемный блок, пороговое устройство, формирователь временного интервала между зондирующим и отраженным световыми импульсами, к входу последнего подключен излучатель, блоки обработки и выдачи сигнала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов и надежности в работе устройства, блок обработки выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя, схемы формирования

1631485

Составитель С.Скуратов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор М.Петрова

Заказ 544 Тираж 267 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 упорядоченной выборки кодов высоты нижней границы облаков, последовательно соединенных схемы определения средних значений квантилей, схемы поиска максимального расстояния между квантилями и схемы сравнения с пороговым значением, а также счетчика, выходы которого соединены с управляющими входами этих схем, и схемы определения характеристик кодов, при этом аналого-цифровой преобразователь через схему формирования упорядоченной выборки кодов высоты нижней границы облаков подсоединен к информа5 ционному входу схемы определения средних значений квантилей, второй выход схемы поиска максимального расстояния между квантилями соединен с информационным входом схемы определения характе10 ристик кодов, управляющий вход которой соединен с выходом схемы сравнения.