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自动化远程抗雹防护方法和网络

阅读:564发布:2022-03-17

专利汇可以提供自动化远程抗雹防护方法和网络专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 冰 雹检测、报警、 预防 。远程抗冰雹防护的自动化方法包括:接收M个地点中的天空特有的 辐射 热发射,其与相应 阈值 进行比较;产生命令 信号 以引爆可燃气体并且将冲击波向上引向天空;产生和传输警报信号;在每个M个地点接收传输的警报信号,其与那个地点的合适 编码信号 比较以及设置 声波 发生器的警报操作模式。抗冰雹防护的自动化网络包括抗冰雹防护区域的M个地点中设置的M个冰雹预防声波炮,抗冰雹防护自动化网络中的任意一个包括:天线、辐射接收器、可控补偿设备、可控多通道的阈值系统、加热器、发射器、接收器、比较设备、第一控制转换 开关 、可控单通道阈值器和第二控制转换开关。这提高了抗冰雹防护网络的操作效率并且自动化了抗冰雹防护网络的使用。,下面是自动化远程抗雹防护方法和网络专利的具体信息内容。

1.一种自动化远程抗雹防护方法,包括:
a)在(从)M个地点的抗冰雹防护的(防护)区域中的任意一个(每个、每处)地点接收所述地点的(相应地点的)天空特有的辐射热发射的信号
b)将所述接收到的天空特有的辐射热发射的信号平方;
c)将所述平方的信号累加;
d)将所述累加的信号与N个阈值比较;
e)如果它的输入信号超过各自的阈值,那么输出(传输)“一”(“1”)信号到所述N个阈值中的任意一个阈值的相应输出,否则输出“零”(无、“0”)信号;
f)将所述输出的(传输的)“一”和“零”信号的集合共同地考虑为二进制编码中的二进制数并创建(产生)对应于所述二进制数的二进制数编码信号
g)依据所述二进制数编码信号产生报警编码信号;
h)通过(经过、经由)电线将所述报警编码信号传输到所述地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)的控制器(控制工具);
i)依据通过所述控制器接收到的所述传输的报警编码信号,通过所述控制器(在所述控制器中)设置所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的操作模式,诸如开启模式、等待模式、运行模式和关闭模式,其中,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号具有值“1”或更大值时,设置为所述运行模式,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号具有值“0”时,设置为所述等待模式,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号在所述N个阈值的所述输出中的任意一个输出为所述“一”信号从而取得所述二进制数结果的上界(最大)值时,设置为所述关闭模式,并且在所述关闭模式之后,当下一个所述“0”值报警编码信号出现在(被传输到)所述控制器时,设置为所述开启模式,所述数字N基于所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的技术能进行定义;
j)依据所述通过所述控制器接收的所述传输的报警编码信号,通过所述控制器(在所述控制器中)设置所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的操作参数,所述操作参数诸如引爆的功率和持续时间、引爆的数目和引爆窗口;
k)依据所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的所述设置的操作模式和所述设置的操作参数,通过所述控制器(在所述控制器中)产生命令(控制)信号;
l)通过在所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的燃烧室(封闭体内)内预先注入的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的连续(依次)引爆来产生超声波和巨大的冲击波,并将所述冲击波向上引向天空,其中,在每次引爆进入所述燃烧室的所述可燃气体之前的所述预先注入(正在注入)和通过内置点火器的所述引爆所述燃烧室中的所述预先注入的可燃气体和空气的所述爆炸混合物,其都依据从所述控制器(控制工具)传入的所述命令信号来执行,所述命令信号对应于触发所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的所述运行操作模式,所述等待操作模式将所述冰雹预防声波发生器保持为操作准备状态,所述关闭操作模式中断所述引爆并断开所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器,所述开启操作模式开启了所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器并为所述地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器设置所述等待操作模式;
m)于所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述运行模式的所述设置的同时,在M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个)地点产生警报编码信号;
n)通过无线电波在空中传输所述警报编码信号;
o)在M个地点的所述抗冰雹防护区域的任意一个(每个)地点的所述冰雹预防声波发生器的所述等待模式的所述设置的同时,监听M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意一个(每个)地点的观察(天空),以用于从M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意一个(每个)地点接收所述在空中传输的所述警报编码信号(或多个信号);
p)在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收所述从M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个)地点传输的所述警报编码信号;
q)比较在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点所收到的警报编码信号与所述地点的L个合适编码信号;
r)如果所收到的警报编码信号与所述地点的所述L个合适的编码信号一致,那么在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点产生警报信号,否则产生“零”(无、“0”)信号;以及
s)依据所产生的警报信号,为所述地点的所述冰雹预防声波发生器设置警报操作模式,其中将所述地点的所述累加的信号与警报阈值比较,如果所述地点的所述累加信号超过所述警报阈值,那么警报编码信号被产生并被输出(传输)到所述警报阈值(阈值器)的相应的输出,否则产生“零”个(无、“0”)信号,所述警报编码信号通过(经过、经由)电线被传输到所述地点的所述控制器,所述地点的所述控制器产生了警报命令(控制)信号,并且所述地点的所述冰雹预防声波发生器依据所产生的警报命令信号在(通过、根据)所述警报操作模式的特定的操作条件被启动,在中断对应于所述地点的所述警报编码信号的同时,M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意地点的所述冰雹预防声波发生器的所述警报操作模式被关闭(断开),或者通过设置所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述运行操作模式或所述关闭操作模式进行关闭。
2.根据权利要求1所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述地点的(相应地点的)天空特有的辐射热发射的所述信号的所述接收可以在离开(远离)所述地点的所述冰雹预防声波发生器的任意距离处、在(根据)感测的任意仰和方位角、在从L频段到W频段的微波的任何允许的中心射频上、在任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽上、以及在感测的任何偏振上进行实现。
3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述远程抗冰雹防护方法包括:将反应物与所述可燃气体一起注入到所述燃烧室内,并且在M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个、每处)地点引爆所述可燃气体之前,混合所述反应物与所述可燃气体。
4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述地点的所述报警编码信号和所述警报编码信号通过无线电波被传输到所述地点的所述控制器。
5.根据权利要求1到4中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述远程抗冰雹防护方法包括:从(在)K个点(地方)连续(不间断地)或定期地(偶尔地、间歇地)接收所述抗冰雹防护区域的毗连地(地点)的信号,所述信号对应于M个地点的所述抗冰雹防护区域的整个周围的天空特有的辐射热发射,将所接收到的所述毗连地的相应的天空特有的辐射热发射的信号平方,将所述毗连地的所述平方信号累加,比较所述毗连地的所述累加信号与最小阈值,如果所述毗连地的所述累加信号超过所述最小阈值,那么在所述K个点的任意一个(每个)地点产生关于(针对)来自所述毗连地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号,通过无线电波在空中传输关于正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,以及在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收关于正在聚集的冰雹危险的所述传输的警报编码信号。
6.根据权利要求1到5中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,在所述产生的和所述在空中传输的所述警报编码信号和/或关于来自所述毗连地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号通过主控制(正在进行控制的)中心来接收,由所述主控制中心所接收的所述警报编码信号和/或关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号是通过所述主控制中心(在所述主控制中心中)进行处理的,所处理的信号通过无线电波在空中进行再次传输,并且在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收了所述再次传输的信号。
7.一种自动化远程抗冰雹防护网络,其包括空间分布(空间定位、空间放置)在M个地点的抗冰雹防护区域的M个地点中的M个抗冰雹防护系统(1),其中,所述M个抗冰雹防护系统(1)中的任意一个包括:
a)冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)(2),其用于通过引爆封闭体中的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物产生冲击波,并将所述爆炸导致所产生的冲击波向上导向天空;
b)燃料供应系统(燃料注入工具)(3),其用于将所述可燃燃料供应到所述冰雹预防声波发生器(2),所述燃料供应系统(3)与所述冰雹预防声波发生器(2)连接;
c)点火工具(高压发生器)(4),其用于为将所述将冰雹预防声波发生器(2)中的所述可燃燃料点燃而产生高电压脉冲(阶跃、电势);
d)控制工具(5),其用于为所述冰雹预防声波发生器(2)操作产生命令信号,用于控制所述可燃燃料供应到所述冰雹预防声波发生器(2)并用于控制所供应的可燃燃料在所述冰雹预防声波发生器(2)中被点燃,所述控制工具(5)与所述燃料供应系统(3)和所述点火工具(4)电气连接;
e)电源(6),所述电源(6)与所述控制工具(5)和所述点火工具(4)电气连接;以及f)检测器-报警器(检测器-警报器)(7),其用于冰雹检测和为控制所述控制工具(5)而产生所述报警和所述警报信号,用于产生所述警报信号和所述警报编码信号,用于传输和接收所述警报编码信号,所述检测器-报警器(7)与所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接。
8.根据权利要求7所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述冰雹预防声波发生器(2)中的任意一个包括:
圆柱形燃烧室(19),其具有带有上孔口(33)的颈部(20)和配备了挡板的进气口(23),所述挡板固定在所述进气口(23)并向内打开以提供单向,以用于在每次点火之后使空气涌入所述燃烧室(19),所述进气口(23)区域比所述颈部(20)的所述上孔口(33)区域更大;
锥形筒(30),其具有被连接到所述颈部(3)的上孔口(4)的小直径下端(32)和大直径上端(31);
燃料注入器(24),其用于将所供应的可燃燃料注入到所述冰雹预防声波发生器(2)的所述燃烧室(19)内,所述燃料注入器(24)与所述燃烧室(19)和所述燃料供应系统(3)连接并与所述控制工具(5)电气连接;以及
点火器(29),其用于触发和点燃可燃气体(可燃燃料)和空气的所述爆炸混合物,所述点火器(29)位于所述燃烧室(19)内部(中)并与所述点火工具(4)电气连接,所述点火工具(4)位于所述燃烧室(19)的内部或外部。
9.根据权利要求7和8中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述燃料供应系统(3)中的任意一种包括:
可燃燃料容器(25);
机械阀(26),所述机械阀(26)与所述可燃燃料容器(25)连接;
电磁阀(27),所述电磁阀(27)与所述机械阀(26)连接并与所述控制工具(5)电气连接;以及
压力调节器(减压器)(28),所述压力调节器(28)与所述电磁阀(27)和所述燃料注入器(24)连接。
10.根据权利要求7到9中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述检测器-报警器(7)中的任意一种包括:
天线(8),其用于接收相应的地点的天空特有的辐射热发射的信号;
辐射度量接收器(9),其用于测量所接收的相应的地点的天空特有的辐射热发射的信号的功率并且估计相应的地点的天空亮度(表观)温度,所述辐射度量接收器(9)与所述天线(8)和所述电源(6)电气连接;
可控补偿设备(电路)(10),所述可控补偿设备(10)与所述辐射度量接收器(9)和所述电源(6)电气连接;
可控多通道阈值器(11),其用于冰雹检测,所述可控多通道阈值器(11)与所述可控补偿设备(10)和所述电源(6)电气连接;
报警设备(12),其用于产生报警信号,所述报警设备(12)与所述可控多通道阈值器(11)、所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接;
发射器(13),其用于产生警报编码信号和用于在空中传输所述警报编码信号,所述发射器(13)与所述报警设备(12)和所述电源(6)电气连接;
接收器(14),其用于从M个地点的所述抗冰雹防护区域的任何地点接收所传输的所述警报编码信号中的任意一个(每个)警报编码信号,所述接收器(14)与所述电源(6)电气连接;
可控编码比较器(15),其用于比较所接收的警报编码信号中的任意一个(每个)警报编码信号与所述地点的L个合适的编码信号,并且用于产生所述警报信号,所述可控编码比较器(15)与所述接收器(14)和所述电源(6)电气连接;
第一可控转换开关(16),所述第一可控转换开关(16)与所述可控编码比较器(15)和所述可控补偿设备(电路)(10)电气连接;
可控单通道阈值器(17),其用于产生所述警报信号,所述可控单通道阈值器(17)与所述第一可控转换开关(16)和与所述电源(6)电气连接;以及
第二可控转换开关(18),所述第二可控转换开关(18)与所述可控单通道阈值器(17)、所述报警设备(12)和所述控制工具(5)电气连接。
11.根据权利要求7到10中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述检测器-报警器(7)中的任意一种包括用于所述检测器-报警器(7)的独立馈电的独立电源(33),所述独立电源(33)与所述辐射度量接收器(9)、所述可控补偿设备(电路)(10)、所述可控多通道阈值器(11)、所述报警设备(12)、所述发射器(13)、所述接收器(14)、所述可控编码比较器(15)、以及所述可控单通道阈值器(17)电气连接。
12.根据权利要求7到11中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述检测器-报警器(7)中的任意一个可以被放置在离开(远离)所述地点的所述冰雹预防声波发生器的任何距离处,并且可以在(根据)任何感测的仰角和方位角上、在从L频段到W频段的微波的任何允许的中心射频上、在任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽上、以及在感测的任何偏振上测量所述相应的地点的天空特有的辐射热发射。
13.根据权利要求7到12中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述抗冰雹防护系统(1)中的任意一个包括用于远程控制所述地点的所述控制工具(5)的远程控制系统(40),所述控制可以借助于手机GSM系统、借助于无线电辅助设备(借助无线电技术设备)、借助于无线电通信、借助于电话通信、或者借助于其它通信的技术工具进行,所述远程控制系统(40)与所述报警设备(12)、所述第二可控转换开关(18)、所述控制工具(5)、所述电源(6)以及所述独立电源(33)电气连接。
14.根据权利要求7到13中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程控制系统(40)中的任意一种包括:
控制发射器(41),其用于将所产生的报警信号和警报信号传输到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2),所述控制发射器(41)与所述报警设备(12)、所述第二可控转换开关(18)和所述独立电源(33)电气连接;以及
控制接收器(42),其用于接收所传输的报警信号和警报信号并且用于通过(经过、经由)电线将所接收的报警信号和警报信号传输到所述控制工具(5),所述接收器(42)与所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接。
15.根据权利要求7到14中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述抗冰雹防护系统(1)中的任意一种包括反应物供应系统(34),其用于供应所述反应物到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)的所述燃烧室(19),所述反应物供应系统(34)与所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)连接。
16.根据权利要求7到15中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)中的任意一种包括反应物注入器-混合器(39),其用于将所供应的反应物注入到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)的所述燃烧室(19)内,并在所述可燃燃料点火前混合所述反应物与所述可燃燃料,所述反应物注入器-混合器(39)与所述燃烧室(19)和所述反应物供应系统(34)连接,并与所述地点的所述控制工具(5)电气连接。
17.根据权利要求7到16中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述反应物注入系统(34)中的任意一项包括:
反应物容器(35);
反应物机械阀(36),所述反应物机械阀(36)与所述反应物容器(35)连接;
反应物电磁阀(37),所述反应物电磁阀(37)与所述反应物机械阀(36)连接,并与所述控制工具(5)电气连接;以及
反应物压力调节器(38),所述反应物压力调节器(38)与所述反应物电磁阀(37)和所述反应物注入器-混合器(39)连接。
18.根据权利要求7到17中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程抗冰雹防护网络包括复杂空间分布的K个远程检测系统(43),其用于M个地点的所述抗冰雹防护区域的整个周围的所述毗邻地的远程冰雹检测,以及用于通过空中传输关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的所述警报编码信号来报警。
19.根据权利要求7到18中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述K个远程检测系统(43)中的任意一个包括:
远程天线(44),其用于接收所述毗邻地对应的天空特有的辐射热发射的信号;
远程辐射度量接收器(45),其用于测量所接收的所述毗邻地对应的天空特有的辐射热发射的信号的功率,并用于估算所述毗邻地对应的天空亮度(表观)温度,所述远程辐射度量接收器(45)与所述远程天线(44)电气连接;
远程可控补偿设备(电路)(46)、所述远程可控补偿设备(46)与所述远程辐射度量接收器(45)电气连接;
远程可控单通道阈值器(47),其用于远程冰雹检测,所述远程可控单通道阈值器(47)与所述远程可控补偿设备(46)电气连接;
远程报警设备(48),其用于产生关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述远程报警设备(48)与所述远程可控单通道阈值器(47)电气连接;
远程发射器(49),其用于在空中传输关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述远程发射器(49)与所述远程报警设备(48)电气连接;以及远程电源(50),所述远程电源(50)与所述远程辐射度量接收器(45)、所述远程可控补偿设备(电路)(46)、所述远程可控单通道阈值器(47)、所述远程报警设备(48)和所述远程发射器(49)电气连接。
20.根据权利要求7到19中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程抗冰雹防护网络包括主控制中心(51),其用于接收、处理和再传输所述警报编码信号或/和关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号。
21.根据权利要求7到20中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中所述主控制中心(51)包括:
主接收器(52),其用于接收所述警报编码信号或/和关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号;
处理器-分析器(53),其用于处理和分析所接收到的所述警报编码信号或/和关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地接收正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述处理器-分析器(53)与所述主接收器(52)电气连接;
主发射器(54),其用于再次传输所述警报编码信号或/和关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述主发射器(54)与所述处理器-分析器(53)电气连接;以及
主电源(55),所述主电源(55)与所述主接收器(52)、所述处理器-分析器(53)和所述主发射器(54)电气连接。
1.一种自动化远程抗冰雹防护方法,包括:
a)在M个地点的抗冰雹防护的区域中的任意一个(每个、每处)地点接收所述地点的天空特有的辐射热发射的信号;
b)将所述接收到的天空特有的辐射热发射的信号平方;
c)将所述平方的信号累加;
d)将所述累加的信号与N个阈值比较;
e)如果它的输入信号超过各自的阈值,那么输出(传输)“一”(“1”)信号到所述N个阈值中的任意一个阈值的相应输出,否则输出“零”(无、“0”)信号;
f)将所述输出的(传输的)“一”和“零”信号的集合共同地考虑为二进制编码中的二进制数并创建(产生)对应于所述二进制数的二进制数编码信号;
g)依据所述二进制数编码信号产生报警编码信号;
h)通过(经过、经由)电线将所述报警编码信号传输到所述地点的冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)的控制器(控制工具);
i)依据通过所述控制器接收到的所述传输的报警编码信号,通过所述控制器(在所述控制器中)设置所述地点的所述冰雹预防声波发生器的操作模式,诸如开启模式、等待模式、运行模式和关闭模式,其中,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号具有值“1”或更大值时,设置为所述运行模式,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号具有值“0”时,设置为所述等待模式,当所述传输到所述控制器(被所述控制器接收)的所述报警编码信号在所述N个阈值的所述输出中的任意一个输出为所述“一”信号从而取得所述二进制数结果的上界(最大)值时,设置为所述关闭模式,并且在所述关闭模式之后,当下一个所述“0”值报警编码信号出现在(被传输到)所述控制器时,设置为所述开启模式,所述数字N基于所述地点的所述冰雹预防声波发生器的技术能力进行定义;
j)依据所述通过所述控制器接收的所述传输的报警编码信号,通过所述控制器(在所述控制器中)设置所述地点的所述冰雹预防声波发生器的操作参数,所述操作参数诸如引爆的功率和持续时间、引爆的数目和引爆窗口;
k)依据所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述设置的操作模式和所述设置的操作参数,通过所述控制器(在所述控制器中)产生命令(控制)信号;
l)通过在所述地点的所述冰雹预防声波发生器的燃烧室(封闭体内)内预先注入的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的连续(依次)引爆来产生超声波和巨大的冲击波,并将所述冲击波向上引向天空,其中,在每次引爆进入所述燃烧室的所述可燃气体之前的所述预先注入(正在注入)和通过内置点火器的所述引爆所述燃烧室中的所述预先注入的可燃气体和空气的所述爆炸混合物,其都依据从所述控制器传入的所述命令信号来执行,所述命令信号对应于触发所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述运行操作模式,所述等待操作模式将所述冰雹预防声波发生器保持为操作准备状态,所述关闭操作模式中断所述引爆并断开所述地点的所述冰雹预防声波发生器,所述开启操作模式开启了所述地点的所述冰雹预防声波发生器并为所述地点的所述冰雹预防声波发生器设置所述等待操作模式;
m)于所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述运行模式的所述设置的同时,在M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个)地点产生警报编码信号;
n)通过无线电波在空中传输所述警报编码信号;
o)在M个地点的所述抗冰雹防护区域的任意一个(每个)地点的所述冰雹预防声波发生器的所述等待模式的所述设置的同时,监听M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意一个(每个)地点的观察(天空),以用于从M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意一个(每个)地点接收所述在空中传输的所述警报编码信号(或多个信号);
p)在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收所述从M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个)地点传输的所述警报编码信号;
q)比较在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点所收到的警报编码信号与所述地点的L个合适编码信号;
r)如果所收到的警报编码信号与所述地点的所述L个合适的编码信号一致,那么在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点产生警报信号,否则产生“零”(无、“0”)信号;以及
s)依据所产生的警报信号,为所述地点的所述冰雹预防声波发生器设置警报操作模式,其中将所述地点的所述累加的信号与警报阈值比较,如果所述地点的所述累加信号超过所述警报阈值,那么警报编码信号被产生并被输出(传输)到所述警报阈值(阈值器)的相应的输出,否则产生“零”个(无、“0”)信号,所述警报编码信号通过(经过、经由)电线被传输到所述地点的所述控制器,所述地点的所述控制器产生了警报命令(控制)信号,并且所述地点的所述冰雹预防声波发生器依据所产生的警报命令信号在(通过、根据)所述警报操作模式的特定的操作条件被启动,在中断对应于所述地点的所述警报编码信号的同时,M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述任意地点的所述冰雹预防声波发生器的所述警报操作模式被关闭(断开),或者通过设置所述地点的所述冰雹预防声波发生器的所述运行操作模式或所述关闭操作模式进行关闭。
2.根据权利要求1所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述地点的(相应地点的)天空特有的辐射热发射的所述信号的所述接收可以在离开(远离)所述地点的所述冰雹预防声波发生器的任意距离处、在(根据)感测的任意仰角和方位角、在从L频段到W频段的微波的任何允许的中心射频上、在任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽上、以及在感测的任何偏振上进行实现。
3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述远程抗冰雹防护方法包括:将反应物与所述可燃气体一起注入到所述燃烧室内,并且在M个地点的所述抗冰雹防护区域中的任意一个(每个、每处)地点引爆所述可燃气体之前,混合所述反应物与所述可燃气体。
4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述地点的所述报警编码信号和所述警报编码信号通过无线电波被传输到所述地点的所述控制器。
5.根据权利要求1到4中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,所述远程抗冰雹防护方法包括:在K个点(地方)连续(不间断地)或定期地(偶尔地、间歇地)接收所述抗冰雹防护区域的毗连地(地点)的信号,所述信号对应于M个地点的所述抗冰雹防护区域的整个周围的天空特有的辐射热发射,将所接收到的所述毗连地的相应的天空特有的辐射热发射的信号平方,将所述毗连地的所述平方信号累加,比较所述毗连地的所述累加信号与最小阈值,如果所述毗连地的所述累加信号超过所述最小阈值,那么在所述K个点的任意一个(每个)地点产生关于(针对)来自所述毗连地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号,通过无线电波在空中传输关于正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,以及在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收关于正在聚集的冰雹危险的所述传输的警报编码信号。
6.根据权利要求1到5中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护方法,其中,在所述产生的和所述在空中传输的所述警报编码信号和/或关于来自所述毗连地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号通过主控制(正在进行控制的)中心来接收,由所述主控制中心所接收的所述警报编码信号和/或关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号是通过所述主控制中心(在所述主控制中心中)进行处理的,所处理的信号通过无线电波在空中进行再次传输,并且在M个地点的所述抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收了所述再次传输的信号。
7.一种自动化远程抗冰雹防护网络,其包括空间分布(空间定位、空间放置)在M个地点的抗冰雹防护区域的M个地点中的M个抗冰雹防护系统(1),其中,所述M个抗冰雹防护系统(1)中的任意一个包括:
a)冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)(2),其用于通过引爆封闭体中的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物产生冲击波,并将所述爆炸导致所产生的冲击波向上导向天空;
b)燃料供应系统(燃料注入工具)(3),其用于将所述可燃燃料供应到所述冰雹预防声波发生器(2),所述燃料供应系统(3)与所述冰雹预防声波发生器(2)连接;
c)点火工具(高压发生器)(4),其用于为将所述将冰雹预防声波发生器(2)中的所述可燃燃料点燃而产生高电压脉冲(阶跃、电势);
d)控制工具(5),其用于为所述冰雹预防声波发生器(2)操作产生命令信号,用于控制所述可燃燃料供应到所述冰雹预防声波发生器(2)并用于控制所供应的可燃燃料在所述冰雹预防声波发生器(2)中被点燃,所述控制工具(5)与所述燃料供应系统(3)和所述点火工具(4)电气连接;
e)电源(6),所述电源(6)与所述控制工具(5)和所述点火工具(4)电气连接;以及f)检测器-报警器(检测器-警报器)(7),其用于冰雹检测和为控制所述控制工具(5)而产生所述报警和所述警报信号,用于产生所述警报信号和所述警报编码信号,用于传输和接收所述警报编码信号,所述检测器-报警器(7)与所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接,所述检测器-报警器(7)包括:
天线(8),其用于接收相应的地点的天空特有的辐射热发射的信号;
辐射热接收器(9),其用于测量所接收的相应的地点的天空特有的辐射热发射的信号的功率并且估计相应的地点的天空亮度(表观)温度,所述辐射热接收器(9)与所述天线(8)和所述电源(6)电气连接;
可控补偿设备(电路)(10),所述可控补偿设备(10)与所述辐射热接收器(9)并且所述电源(6)电气连接;
可控多通道阈值器(11),其用于冰雹检测,所述可控多通道阈值器(11)与所述可控补偿设备(10)和所述电源(6)电气连接;
报警设备(12),其用于产生报警信号,所述报警设备(12)与所述可控多通道阈值器(11)、所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接;
发射器(13),其用于产生警报编码信号和用于在空中传输所述警报编码信号,所述发射器(13)与所述报警设备(12)和所述电源(6)电气连接;
接收器(14),其用于从M个地点的所述抗冰雹防护区域的任何地点接收所传输的所述警报编码信号中的任意一个(每个)警报编码信号,所述接收器(14)与所述电源(6)电气连接;
可控编码比较器(15),其用于比较所接收的警报编码信号中的任意一个(每个)警报编码信号与所述地点的L个合适的编码信号,并且用于产生所述警报信号,所述可控编码比较器(15)与所述接收器(14)和所述电源(6)电气连接;
第一可控转换开关(16),所述第一可控转换开关(16)与所述可控编码比较器(15)和所述可控补偿设备(电路)(10)电气连接;
可控单通道阈值器(17),其用于产生所述警报信号,所述可控单通道阈值器(17)与所述第一可控转换开关(16)和与所述电源(6)电气连接;以及
第二可控转换开关(18),所述第二可控转换开关(18)与所述可控单通道阈值器(17)、所述报警设备(12)和所述控制工具(5)电气连接。
8.根据权利要求7所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述检测器-报警器(7)中的任意一种包括用于所述检测器-报警器(7)的独立馈电的独立电源(33),所述独立电源(33)与所述辐射度量接收器(9)、所述可控补偿设备(电路)(10)、所述可控多通道阈值器(11)、所述报警设备(12)、所述发射器(13)、所述接收器(14)、所述可控编码比较器(15)、以及所述可控单通道阈值器(17)电气连接。
9.根据权利要求7到8中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述抗冰雹防护系统(1)中的任意一个包括用于远程控制所述地点的所述控制工具(5)的远程控制系统(40),所述控制可以借助于手机GSM系统、借助于无线电辅助设备(借助无线电技术设备)、借助于无线电通信、借助于电话通信、或者借助于其它通信的技术工具进行,所述远程控制系统(40)与所述报警设备(12)、所述第二可控转换开关(18)、所述控制工具(5)、所述电源(6)以及所述独立电源(33)电气连接。
10.根据权利要求7到9中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程控制系统(40)中的任意一种包括:
控制发射器(41),其用于将所产生的报警信号和警报信号传输到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2),所述控制发射器(41)与所述报警设备(12)、所述第二可控转换开关(18)和所述独立电源(33)电气连接;以及
控制接收器(42),其用于接收所传输的报警信号和警报信号并且用于通过(经过、经由)电线将所接收的报警信号和警报信号传输到所述控制工具(5),所述接收器(42)与所述控制工具(5)和所述电源(6)电气连接。
11.根据权利要求7到10中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述抗冰雹防护系统(1)中的任意一种包括反应物供应系统(34),其用于供应所述反应物到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)的所述燃烧室(19),所述反应物供应系统(34)与所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)连接。
12.根据权利要求7到11中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)中的任意一种包括反应物注入器-混合器(39),其用于将所供应的反应物注入到所述地点的所述冰雹预防声波发生器(2)的所述燃烧室(19)内,并在所述可燃燃料点火前混合所述反应物与所述可燃燃料,所述反应物注入器-混合器(39)与所述燃烧室(19)和所述反应物供应系统(34)连接,并与所述地点的所述控制工具(5)电气连接。
13.根据权利要求7到12中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述反应物注入系统(34)中的任意一项包括:
反应物容器(35);
反应物机械阀(36),所述反应物机械阀(36)与所述反应物容器(35)连接;
反应物电磁阀(37),所述反应物电磁阀(37)与所述反应物机械阀(36)连接,并与所述控制工具(5)电气连接;以及
反应物压力调节器(38),所述反应物压力调节器(38)与所述反应物电磁阀(37)和所述反应物注入器-混合器(39)连接。
14.根据权利要求7到13中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程抗冰雹防护网络包括复杂空间分布的K个远程检测系统(43),其用于M个地点的所述抗冰雹防护区域的整个周围的所述毗邻地的远程冰雹检测,以及用于通过空中传输关于来自M个地点的所述抗冰雹防护区域的所述毗邻地中的任意一个毗邻地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的所述警报编码信号来报警。
15.根据权利要求7到14中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述K个远程检测系统(43)中的任意一个包括:
远程天线(44),其用于接收所述毗邻地对应的天空特有的辐射热发射的信号;
远程辐射度量接收器(45),其用于测量所接收的所述毗邻地对应的天空特有的辐射热发射的信号的功率,并用于估算所述毗邻地对应的天空亮度(表观)温度,所述远程辐射度量接收器(45)与所述远程天线(44)电气连接;
远程可控补偿设备(电路)(46)、所述远程可控补偿设备(46)与所述远程辐射度量接收器(45)电气连接;
远程可控单通道阈值器(47),其用于远程冰雹检测,所述远程可控单通道阈值器(47)与所述远程可控补偿设备(46)电气连接;
远程报警设备(48),其用于产生关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述远程报警设备(48)与所述远程可控单通道阈值器(47)电气连接;
远程发射器(49),其用于在空中传输关于来自所述毗邻地的正在聚集的冰雹危险的所述警报编码信号,所述远程发射器(49)与所述远程报警设备(48)电气连接;以及远程电源(50),所述远程电源(50)与所述远程辐射度量接收器(45)、所述远程可控补偿设备(电路)(46)、所述远程可控单通道阈值器(47)、所述远程报警设备(48)和所述远程发射器(49)电气连接。
16.根据权利要求7到15中的任意一项所述的自动化远程抗冰雹防护网络,其中,所述远程抗冰雹防护网络包括主控制中心(51),其用于接收、处理和再传输所述警报编码信号

说明书全文

自动化远程抗雹防护方法和网络

技术领域

[0001] 本发明涉及文气象学,尤其涉及作用于大气形成和它们的控制、冰雹警报和预防的有效方法和设备,并且可以被用于农田、果园、菜园和各种公共和社会对象的抗冰雹防护的自动化实现。

背景技术

[0002] 几种远程(大规模的)抗冰雹防护的方法在本领域是已知的。通过炮弹或火箭弹在中散布反应物或气溶胶来对冰雹云产生有效的效果(影响)的远程(wide-ranging)抗冰雹防护方法[1-3]是已知的。
[0003] 通过直接向上到天空的巨大的(强大的)冲击波来对冰雹云产生有效的效果(影响)的抗冰雹防护方法[4-7]同样是已知的。据认为,连续的冲击波将正离子从地平面运送到云平面,这破坏了冰雹晶核的形成。这种抗冰雹防护方法的远程应用通过下面方式实现。通过M个冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)中的任一个(每个(each)、每一个(every))的燃烧室(封闭体)中的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的连续(依次)引爆,超声波和巨大的冲击波被产生并直接向上引导到M个地点的抗冰雹防护的(防护)区域的任意(每个、每一个)地点的天空,M个冰雹预防声波发生器空间地分布在(定位于,位于)M个地点的抗冰雹防护地区的M个地点(点)中。通过选择可燃燃料的材料和数量、引爆的数目和持续时间,提供巨大冲击波并影响高达10公里高度的冰雹云是可能的,这改变了冰雹云结构,避免冰雹的进一步发展并且将冰雹转化为(成为)雨、湿或小落冰。如燃料或可燃气体可以是用过的乙炔气、丙烷-丁烷气体的混合物或具有高能量性能的其它气体或液体燃料[4-9]。注入到燃烧室的可燃气体和空气的爆炸混合物根据从控制器(控制工具)引入的外部命令信号通过内置点火器引爆。这些命令信号通过协助(服务)操作员(人员)手动地在控制器中创建[4],或借助于手机GSM系统的方式、通过无线电辅助设备(radio aid)(通过无线电技术设备)的方式、借助于无线通信的方式、借助于电话通信的方式或借助其它通信技术工具[5-9]来远程地在控制器中创建。
[0004] 使用冲击波,并同时注入可燃气体的抗冰雹防护方法同样是已知的,反应物(例如,碘化)被注入到燃烧室并与可燃气体和空气的爆炸混合物一起混合[6,7]。除了冲击波影响外,燃烧的反应物出现的小颗粒立即(直接地)影响冰雹形成的过程[8,9]。
[0005] 已知的抗冰雹防护方法具有一些与缺乏自动操作和自管理(自控制)能有关的限制(缺点)。仅当相应的命令来自协助(服务)操作员(人员)[4-6]时(这包括主观因素),或者当相应的命令来自抗冰雹雷达站(天气雷达站)[7-9]时,已知的抗冰雹防护方法才被操作,抗冰雹雷达站是非常昂贵的设备并需要特定的(特殊的)使用条件,此外从抗冰雹雷达站得到(接收)命令不总是可能的,或者这些命令不会总是被包含(被包括)在关于冰雹情况和关于防护的(考虑的或指定的)区域的阶段的正确(真实)信息。然而,为了通过冲击波在远程抗冰雹防护中达到成功的和良好的结果,有必要至少在冰雹暴之前(以前)的5-10分钟时在冲击波发生器的影响区域(通常500-600米半径)的给定(指定的)地点自动地开始爆炸,而没有人为行为[3-9]。
[0006] 冲击波方法[4-5]的远程应用(利用)的当前方法[7]更适合(匹配)本发明,其包括:通过在那个地点(相应地点)的冰雹预防声波发生器的燃烧室内(封闭体内)的预先注入的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的连续(依次)引爆,在M个地点的抗冰雹防护区域的任意(每个、每一个)地点产生超声波和巨大的冲击波,并将冲击波向上导入天空,其中,在进入燃烧室的可燃气体每次引爆之前的预先注入(注入)和通过内置点火器在燃烧室内的预先注入的可燃气体和空气的爆炸混合物的引爆,其都根据从那个地点的控制器(控制工具)传入的命令信号来执行,其中,外部命令信号借助于手机GSM系统、根据从那个地点的辅助抗冰雹雷达站接收的(被传输的)信号、通过控制器(在其中)进行远程创建。
[0007] 当前的抗冰雹防护方法的缺点是它的低操作效率,这是由于远程抗冰雹防护网络的自动使用的高成本(高价格),所述成本是因为抗冰雹雷达站花费非常昂贵,并且低操作效率是由于缺少自管理(自控制)能力。
[0008] 当前的远程抗冰雹防护网络[7]实际实现了上述提到的抗冰雹防护方法并且是更适合本发明的,其包括M个独立地操作的冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器),声波发生器空间分布在(定位于,位于)M个地点的抗冰雹防护区域的M个地点,M个冰雹预防声波发生器中的任何一个包括具有带有上孔口的颈部的圆柱形燃烧室、锥形筒、提供有挡板的进气口、燃料供应系统(燃料注入工具)、点火工具和点火器,控制工具和电源。
[0009] 当前的远程抗冰雹防护网络的缺点是它的低操作效率,这是由于远程抗冰雹防护网络的自动使用的高价和缺少自管理(自控制)能力,因为空间分布在M个地点的抗冰雹防护区域的M个地点中的所有M个冰雹预防声波发生器通过一个控制中心由抗冰雹雷达站控制,而抗冰雹雷达站控制花费非常昂贵,而且需要特定的(特殊的)使用条件并且是非常耗电的设备。
[0010] 本发明的一个目标是提高远程抗冰雹防护网络的操作效率和自动化其使用。

发明内容

[0011] 本发明打算用如权利要求1中(或权利要求1-6中)声明的远程抗冰雹防护方法和用如权利要求7中(或权利要求7-19中)声明的远程抗冰雹防护网络来克服现有技术的限制。远程抗冰雹防护方法被改变,并且远程抗冰雹防护网络被配置为用于通过估计天空亮度温度(通过测量天空特有的无线电热发射的功率)来自动检测冰雹云并且用于实现远程抗冰雹防护网络的自动操作和自管理能力。
[0012] 根据本发明的自动化远程抗冰雹防护方法包括:
[0013] a)在(从)M个地点的抗冰雹防护的(防护)区域的任意(每个、每一个)地点接收那个地点的(相应地点的)天空特有的辐射热发射信号;
[0014] b)将所接收到的天空特有的辐射热发射信号平方;
[0015] c)将平方的信号累加;
[0016] d)将累加的信号与N个阈值比较;
[0017] e)如果它的输入信号超过各自的阈值,那么输出(传输)“一”(“1”)信号到N个阈值中的任意一个的相应输出,否则输出“零”(无,“0”)信号;
[0018] f)将输出的(传输的)“一”和“零”信号的集合共同地考虑为二进制编码中的二进制数并创建(产生)对应于二进制数的二进制数编码信号
[0019] g)依据二进制数编码信号产生报警编码信号;
[0020] h)通过(经过、经由)电线将报警编码信号传输到地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器)的控制器(控制工具);
[0021] i)依据通过控制器接收到的传输的报警编码信号,通过控制器(在其中)设置那个地点(相应的地点)的所述冰雹预防声波发生器的操作模式,诸如开启模式、等待模式、运行模式和关闭模式,其中,当传输到控制器(被控制器接收)的报警编码信号具有值“1”或更大值时,设置为运行模式,当传输到控制器(被控制器接收)的报警编码信号具有值“0”时,设置为等待模式,当传输到控制器(被控制器接收)的报警编码信号在N个阈值的输出中的任意一个被输出“一”信号从而取得二进制数结果的上界(最大)值时,设置为关闭模式,当在关闭模式之后,下一个“0”值报警编码信号出现在(被传输到)控制器时,设置为开启模式,数字N基于那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器的技术能力进行定义;
[0022] j)依据通过控制器接收到的传输的报警编码信号,通过控制器(在其中)设置那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器的操作参数,诸如引爆的功率和持续时间,引爆的数目和引爆窗口;
[0023] k)依据那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器的设置的操作模式和设置的操作参数,通过控制器(在其中)产生命令(控制)信号;
[0024] l)通过在那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器的燃烧室(封闭体内)内的预先注入的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的连续(依次)引爆来产生超声波和巨大的冲击波,并将冲击波向上引向天空,其中,在每次引爆进入燃烧室的可燃气体之前的预先注入(注入)和通过内置点火器的燃烧室中预先注入的可燃气体和空气的爆炸混合物的引爆,其都依据从控制器(控制工具)传入的命令信号来执行,命令信号对应于触发那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器的运行操作模式,等待操作模式将冰雹预防声波发生器保持为操作准备状态,关闭操作模式中断引爆并关闭那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器,开启操作模式开启了那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器并为那个地点(相应的地点)的冰雹预防声波发生器设置等待操作模式;
[0025] m)于那个地点的冰雹预防声波发生器的运行模式设置的同时,在M个地点的抗冰雹防护区域的任意(每个)地点产生警报编码信号;
[0026] n)通过无线电波在空中传输警报编码信号;
[0027] o)在M个地点的抗冰雹防护区域的任意(每个)地点的冰雹预防声波发生器设置等待模式的同时,监听M个地点的抗冰雹防护区域的任意(每个)地点的观察(天空),以用于从M个地点的抗冰雹防护区域的任意(每个)地点在空中接收传输的警报编码信号(或多个信号);
[0028] p)在M个地点的抗冰雹防护区域中的每个(任意一个)地点接收从M个地点的抗冰雹防护区域中的任意一个(每个)地点传输的警报编码信号(或信号);
[0029] q)比较在M个地点的抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点收到的警报编码信号与该地点的L个合适编码信号;
[0030] r)如果收到的警报编码信号与该地点的L个合适的编码信号一致,那么在M个地点的抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点产生警报信号,否则产生“零”(无,“0”)信号;以及
[0031] s)依据产生的警报信号,为该地点的冰雹预防声波发生器设置警报操作模式,其中该地点累加的信号与警报阈值进行了比较,如果该地点的累加信号超过警报阈值,那么警报编码信号被产生并被输出(被传输)到警报阈值(阈值器)的相应的输出,否则产生“零”(无,“0”)信号,警报编码信号通过(经过、经由)电线被传输到该地点的控制器,该地点的控制器产生了警报命令(控制)信号,并且该地点的冰雹预防声波发生器依据产生的警报命令信号在(通过、之下)警报操作模式的特定的操作条件下被启动,在中断对应于该地点的警报编码信号的同时,M个地点的抗冰雹防护区域的任意地点的冰雹预防声波发生器的警报操作模式被关闭(断开),或者通过设置那个地点的冰雹预防声波发生器的运行操作模式或关闭操作模式进行关闭。
[0032] t)此外,该地点的(相应地点的)天空特有的辐射热发射信号的接收可以在任何离开(远离)该地点的冰雹预防声波发生器的距离处,在感测的任何仰上(之下),以从L到W的微波频段的任意允许的中心射频,以任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽,以及在感测的任意偏振上实现。
[0033] u)此外,远程抗冰雹防护方法包括:将反应物与所述可燃气体一起注入到所述燃烧室内,并且在M个地点的所述抗冰雹防护区域的任意(每个、每一个)地点引爆所述可燃气体之前,混合所述反应物与所述可燃气体。
[0034] v)此外,该地点的报警编码信号和警报编码信号通过无线电波被传输到该地点的控制器。
[0035] w)此外,远程抗冰雹防护方法包括:从(在)K个点(地方)连续(不间断)或定期地(偶尔地,间歇地)接收抗冰雹防护区域的毗连地(地点)的信号,该信号对应于M个地点的抗冰雹防护区域的周围的天空特有的辐射热发射,将接收的对应于天空特有的辐射热发射的毗连地信号平方,将经平方的毗连地信号累加,比较所述累加的毗连地信号与最小阈值,如果累加的毗连地信号超过最小阈值,那么在K个点的任意一个(每个)地点产生关于(对于)来自毗连地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号,通过无线电波在空中传输关于正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,以及在M个地点的抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点接收关于正在聚集的冰雹危险的传输的警报编码信号。
[0036] x)此外,在空中产生和传输的警报编码信号和/或关于来自毗连地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号通过主控制(控制)中心被接收,通过主控制中心接收的警报编码信号和/或关于来自毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号是通过主控制中心(在其中)进行处理的,处理的信号通过无线电波在空中被再次传输,并且被再次传输的信号在M个地点的抗冰雹防护区域的每个(任意一个)地点被接收。
[0037] 根据本发明的自动化远程抗冰雹防护网络包括空间分布在(定位于、位于)M个地点的抗冰雹防护区域的M个地点中的M个抗冰雹防护系统,其中,M个抗冰雹防护系统中的任意一个包括:
[0038] a)冰雹预防声波发生器(抗冰雹冲击波发生器),其用于通过引爆封闭体中的可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物来产生冲击波,并将爆炸导致产生的冲击波向上导向天空;
[0039] b)燃料供应系统(燃料注入工具),其用于将可燃燃料注入到冰雹预防声波发生器,燃料供应系统与所述冰雹预防声波发生器连接;
[0040] c)点火工具(高压发生器),其用于产生高电压脉冲(阶跃、电势),以便将冰雹预防声波发生器中的可燃燃料点火;
[0041] d)控制工具,其用于产生关于冰雹预防声波发生器操作的命令信号,以便控制可燃燃料供应到冰雹预防声波发生器并且供应的可燃燃料在冰雹预防声波发生器中被点火,控制工具与燃料供应系统和点火工具电气连接;
[0042] e)电源,电源与控制工具和点火工具电气连接;和
[0043] f)检测器-报警器(检测器-警报器),其用于冰雹检测和为控制控制工具而产生报警和警报信号,用于产生警报信号和警报编码信号,以便传输和接收警报编码信号,检测器-报警器与控制工具和电源电气连接;
[0044] g)此外,冰雹预防声波发生器中的任意一个包括:圆柱形燃烧室,其具有带有上孔口的颈部;进气口,其提供有挡板,且挡板固定在进气口并向内打开以提供单向,以用于在每次点火之后使空气涌入燃烧室,进气口区域比颈部的上孔口区域更大;锥形筒,其具有被连接到颈部的上孔口的小直径下端和大半径上端;燃料注入器,其用于将供应的可燃燃料注入到冰雹预防声波发生器的燃烧室内,燃料注入器与燃烧室和燃料供应系统连接并与控制工具电气连接;点火器,其用于触发和点燃可燃气体(可燃燃料)和空气的爆炸混合物的点火器,点火器位于燃烧室内部(中)并与点火工具电气连接,点火工具位于燃烧室的内部或外部。
[0045] h)此外,燃料供应系统包括可燃燃料容器、机械阀、电磁阀、以及压力调节器(减压器),其中,机械阀与可燃燃料容器连接,电磁阀与机械阀连接并与控制工具电气连接,压力调节器与电磁阀和燃料注入器连接。
[0046] i)此外,检测器-报警器包括:天线,其用于接收相应的地点的天空特有的辐射热发射信号;辐射度量接收器,其用于测量相应的地点的天空特有的辐射热发射的接收信号的功率并且估计天空亮度(表观)温度,辐射度量接收器与天线和电源电气连接;可控补偿设备(电路),可控补偿设备与辐射度量接收器和电源电气连接;可控多通道阈值器,其用于冰雹检测,可控多通道阈值器与可控补偿设备和电源电气连接;以及报警设备,其用于产生报警信号,报警设备与可控多通道阈值器、控制工具并且与电源电气连接;发射器,其用于产生警报编码信号和用于在空中传输警报编码信号,发射器与报警设备和电源电气连接;接收器,其用于从M个地点的抗冰雹防护区域的任意地点接收任意一个(每个)传输的警报编码信号,接收器与电源电气连接;可控编码比较器,其用于比较接收的警报编码信号中的任意一个(每个)信号与该地点的L个合适的编码信号并且用于产生警报信号,可控编码比较器与接收器和电源电气连接;第一可控转换开关,其与可控编码比较器和可控补偿设备(电路)电气连接;可控单通道阈值器,其用于生成警报信号,可控单通道阈值器与第一可控转换开关和电源电气连接;以及第二可控转换开关,第二可控转换开关与可控单通道阈值器、所述报警设备和所述控制工具电气连接。
[0047] j)此外,检测器-报警器包括用于检测器-报警器的独立馈送的独立电源,独立电源与辐射度量接收器、控制补偿设备(电路)、控制多通道阈值器、报警设备、发射器、接收器、可控编码比较器以及可控单通道阈值器电气连接。
[0048] k)此外,检测器-报警器可以被放置在离开(远离)该地点的冰雹预防声波发生器的任意距离,并且可以测量相应的地点的天空合适辐射热发射,其可以在感测的任意仰角和方位角上(之下)、以从L到W的微波频段的任意允许的中心射频、以任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽、以及在感测的任意偏振上进行测量。
[0049] l)此外,M个地点的抗冰雹防护区域的抗冰雹防护系统中的任意一个包括用于远程控制该地点的控制工具的远程控制系统,其借助于手机GSM系统、借助于无线电辅助设备(借助无线电技术设备)、借助于无线电通信、借助于电话通信、或者借助于其它通信技术工具进行远程控制,远程控制系统与报警设备、第二可控转换开关、控制工具、电源以及独立电源电气连接。
[0050] m)此外,远程控制系统中的任意一个包括控制发射器和控制接收器,其中,控制发射器用于将产生的报警和警报信号传输到该地点的冰雹预防声波发生器,控制发射器与报警设备、第二可控开关和所述独立电源电气连接;控制接收器用于接收传输的报警和警报信号并且用于通过(经过、经由)电线将接收到的报警和警报信号传输到控制工具,接收器与控制工具和电源电气连接。
[0051] n)此外,M个地点的抗冰雹防护区域的抗冰雹防护系统中的任意一个包括反应物供应系统,其用于供应反应物到该地点的冰雹预防声波发生器,反应物供应系统与该地点的冰雹预防声波发生器连接。
[0052] o)此外,该地点的冰雹预防声波发生器中的任意一个包括反应物注入器-混合器,其用于将供应的反应物注入到该地点的冰雹预防声波发生器的燃烧室内,并在可燃燃料点火前混合反应物与可燃燃料,反应物注入器-混合器与燃烧室和反应物供应系统连接,并与该地点的控制工具电气连接。
[0053] p)此外,反应物注入系统中的任意一个包括反应物容器、与反应物容器连接的反应物机械阀、与反应物机械阀连接并与控制工具电气连接的反应物电磁阀、以及与反应物电磁阀和反应物注入器-混合器连接的反应物压力调节器。
[0054] q)此外,远程抗冰雹防护网络包括复杂空间分布的K个远程检测系统,其用于M个地点的抗冰雹防护区域的周围的远程冰雹检测以及用于通过广播传输来报警关于来自M个地点的抗冰雹防护区域的毗邻地中的任意一个正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号。
[0055] r)此外,K个远程检测系统中的任意一个包括:远程天线,其用于接收对应于天空特有的辐射热发射的毗邻地的信号;远程辐射度量接收器,其用于测量对应于天空特有的辐射热发射的毗邻地的接收的信号的功率并用于估算对应于天空亮度(表观)温度的毗邻地,远程辐射度量接收器与远程天线电气连接;远程可控补偿设备(电路),远程可控补偿设备与远程辐射度量接收器电气连接;远程可控单通道阈值器,其用于远程冰雹检测,远程可控单通道阈值器与远程可控补偿设备电气连接;远程报警设备,其用于产生关于来自毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,所述远程报警设备与所述可控控制单通道阈值器电气连接;远程发射器,其用于通过广播传输关于来自毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,远程发射器与远程报警设备电气连接;以及远程电源,远程电源与远程辐射度量接收器、远程可控补偿设备(电路)、远程可控单通道阈值器、远程报警设备和远程发射器电气连接。
[0056] s)此外,远程抗冰雹防护网络包括主控制中心,其用于接收、处理和再传输警报编码信号或/和关于来自M个地点的抗冰雹防护区域的毗邻地中的任意一个正在聚集的冰雹危险的警报编码信号。
[0057] t)此外,远程抗冰雹防护网络的主控制中心包括:主接收器,其用于接收警报编码信号或/和关于来自M个地点的抗冰雹防护区域毗邻地中的任意一个正在聚集的冰雹危险的警报编码信号;处理器-分析器,其用于处理和分析接收的警报编码信号或/和关于来自M个地点的抗冰雹防护区域的毗邻地中的任意一个正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,处理器-分析器与主接收器电气连接;主发射器,其用于再次传输警报编码信号或/和关于来自M个地点的抗冰雹防护区域的毗邻地中的任意一个正在聚集的冰雹危险的警报编码信号或/和警报编码信号,主发射器与处理器-分析器电气连接;以及主电源,所述主电源与主接收器、处理器-分析器和主发射器电气连接。
[0058] 本发明的优选方面定义在所附权利要求中。
[0059] 附图简述
[0060] 参照附(伴随的)图,本发明通过下面的优选实施方式的详细说明书的方式将会被更好地理解,在附图中:
[0061] 图1是自动化远程抗冰雹防护网络的实施方式的空间分布的第一可能版本的略图;
[0062] 图2是自动化远程抗冰雹防护网络的M个抗冰雹防护系统中的任意一个的第一优选实施方式的略图;
[0063] 图3是可控多通道阈值器的优选实施方式的详细框图
[0064] 图4是可控编码比较器的优选实施方式的详细框图;
[0065] 图5是可控多通道阈值器的最大阈值和最小阈值与可控单通道阈值器的警报阈值的数值的可能版本的频率图;
[0066] 图6是带有反应物注入设施和检测器-报警器的独立电源的自动化远程抗冰雹防护网络的M个抗冰雹防护系统中的任意一个的第二优选实施方式的略图;
[0067] 图7是带有反应物注入设施、独立电源和远程控制设施的自动化远程抗冰雹防护网络的M个抗冰雹防护系统中的任意一个的第三优选实施方式的略图;
[0068] 图8是与K个远程检测系统的任何一个的优选实施方式的略图一起的带有复杂空间分布的K个远程检测系统的自动化远程抗冰雹防护网络的实施方式的空间分布的第二可能版本的略图;
[0069] 图9是与主控制中心的优选实施方式的略图一起的带有主控制中心的自动化远程抗冰雹防护网络的实施方式的空间分布的第三可能版本的略图。

具体实施方式

[0070] 图1示出了M个地点的抗冰雹防护区域的位置的可能轮廓略图,所述抗冰雹防护区域被M个空间分布的抗冰雹防护系统(1)的自动化远程抗冰雹防护网络所服务。
[0071] 图2给出了抗冰雹防护系统(1)的第一优选实施方式的概览并示出了下列高级组件和细节,其中包括:冰雹预防声波发生器(2)、燃料供应系统(3)、点火工具(4)、控制工具(5)、电源(6)、检测器-报警器(检测器-警报器)(7)、天线(8)、辐射测量接收器(9)、可控补偿设备(电路)(10)、可控多通道阈值器(11)、报警设备(12)、发射器(13)、接收器(14)、可控编码比较器(15)、第一可控转换开关(16)、可控单通道阈值器(17)、第二可控转换开关(18)、圆柱形燃烧室(19),圆柱形燃烧室(19)可以包括带有圆形底和圆形顶部分的大体上圆柱体,圆形顶部分通往颈部(20)。燃烧室(19)的底部通过支架(22)牢固地安装到混凝土板上。一个或多个进气口(23)配备了挡板(未示出),挡板被安置在口(23)中,并向内打开以提供单向阀,以用于在每次点燃之后使空气涌入燃烧室(19)中。燃烧室(19)配备了燃料注入器(24),燃料注入器(24)可以定位在燃烧室(19)的内(内部)或上方,并且其可以包括电磁阀,其控制可燃气体从燃料供应系统(3)的可燃燃料容器(25)通过机械阀(26)、电磁阀(27)和压力调节器(减压器)(28)进入燃烧室(19)的中心部位的流动。可以包括火花隙电极的点火器(29)和可以包括高电压发生器线圈的点火工具(4)被提供用于点燃注入到燃烧室(19)内的可燃燃料,并且可以位于燃烧室(19)的外部(图2)或内部(图6和图7)。电磁阀(27)、燃料注入器(24)和点火工具(4)通过控制工具(5)控制。锥形筒(30)具有大直径上端(31)和小直径下端(32),小直径下端(32)连接到燃烧室(19)的颈部(20)中的上孔(33)。
[0072] 图3示出了可控多通道阈值器(11)的可能实施方式的细节,可控多通道阈值器(11)包括带有各种阈值的N个独立的单一电平阈值器(SLT)。
[0073] 图4示出了可控编码比较器(15)的可能实施方式的细节,可控编码比较器(15)包括L个独立的比较通道和加法器(∑)。L个独立的比较通道中的任何一个都包括减法器(-)、平方器([]2)和反向阈值电路(0/1)。
[0074] 图5示出了在各种频率上的最大、最小和警报阈值水平的可能值。
[0075] 图2的系统的优选的操作模式参照图1-图5被描述:在远程抗冰雹防护网络的初始化启动(运行)之后,即在远程抗冰雹防护网络的M个抗冰雹防护系统(1)的任意一个(每个)的初始化启动之后,即在打开每个(任意一个)抗冰雹防护系统(1)的相应机械阀(26)和接通相应的电源(6)之后,电源(6)开始向相应的控制工具(5)、相应的点火工具(4)和相应的检测器-报警器(7)馈电,网络的每个(任意一个)抗冰雹防护系统和整个抗冰雹防护网络独立和自动化地继续它们的操作。任意一个(每个)抗冰雹防护系统(1)的控制工具(5)打开相应的电磁阀(27)并设置相应的冰雹预防声波发生器(2)为等待操作模式。可燃气体流通过打开的相应的电磁阀(27)和相应的压力调节器(减压器)(28)来到相应的冰雹预防声波发生器(2)的封闭燃料注入器(24)的输入。相应的抗冰雹防护系统(1)的向上天线(8)观测天空,连续地接收天空特有的辐射热发射的信号,并将它们传输到相应的辐射测量接收器(9)的输入。辐射测量接收器(9)处理接收的信号并向相应的可控补偿设备(电路)(10)的输入输出(传输)对应于外部发射(来自天空、周围的(外界的)和外部的干扰)和内部噪声的信号的功率总和的信号。可控补偿设备(电路)(10)补偿(减少)对应于天空观测的晴空条件的输入信号的一部分,并将信号的剩余部分输出到相应的可控多通道阈值器(11)的输入。在可控多通道阈值器(11)中,信号的剩余部分与N个单一电平阈值器(SLT)中的N个不同的阈值电平比较。如果报警设备(12)的输入信号超过各自的阈值,每个单一电平阈值器(SLT)输出“一”(“1”)信号到相应的报警设备(12)的相应输入,否则输出“零”(无、“0”)信号。报警设备(12)以二进制码方式将共同接收的“一”和“零”信号记录(处理)为二进制数,创建对应于记录的二进制数的二进制数编码信号,依据二进制数编码信号产生报警编码信号,并通过电线将产生的报警编码信号输出(传输)到相应的发射器(19)的输入和相应的控制工具(5)的输入。依据接收到的报警编码信号,控制工具(5)设置相应的冰雹预防声波发生器(2)的操作模式,诸如开启模式、等待模式、运行模式和关闭模式,并设置操作参数,诸如引爆的功率(可燃燃料数量)和持续时间,引爆的数目(频率)和引爆窗口。如果接收的报警编码信号具有值“0”,控制工具(5)将相应的冰雹预防声波发生器(2)保持在等待操作模式下。当控制工具(5)接收带有值“1”或更大值的报警编码信号时,其设置相应的冰雹预防声波发生器(2)的操作为运行模式,依据接收的报警编码信号的值设置相应的冰雹预防声波发生器(2)的操作参数,产生-(创建)-命令(控制)信号和运行(触发、激活、启动)相应的冰雹预防声波发生器(2)。
[0076] 当冰雹预防声波发生器(2)被运行,相应的控制工具(5)导致可燃燃料通过相应的燃料注入器(24)被释放到相应的燃烧室(19)中,直到用于完全爆炸导致巨大冲击波的足够可燃气体出现在相应的燃烧室(19)中。在燃烧室(19)中混合可燃燃料(可燃气体)与空气是自动化的和快速的。燃料注入器(24)的电磁阀被关闭的一小段时间后,相应的控制工具(5)触发相应的点火工具(4)的火花隙线圈,以创建在相应点火器(29)的电极上导致火花的高电压脉冲。随着燃烧室(19)中的气体快速地燃烧,通过相应的锥形筒(30)引导的冲击波发生。燃烧气体的冲力被向上引导,并且一旦燃烧气体完全膨胀,气体的向上冲力就会导致在燃烧室(19)中产生负压,其导致相应的进气口(23)的相应的挡板被拉开,使得周围的新鲜空气可以通过进气口(23)被吸入以充满相应的燃烧室(19)。
[0077] 选择燃料和点火系统是重要的,甚至当雨水(冰、雪)经过锥形筒(30)进入相应的燃烧室(19)时,燃烧和点火系统仍能进行操作。选择可燃燃料的参数、燃烧室(19)容积相应的上孔口(33)尺寸以及相应的锥形筒(30)尺寸是重要的,这是为了产生良好的冲击波,并且通过相应的进气口(23)发生足够的抽吸以便为下一次燃烧带入足够的新鲜空气。
[0078] 在设置冰雹预防声波发生器(2)的运行操作模式同时,相应的发射器(13)产生警报编码信号并在空中传输警报编码信号。
[0079] 当控制工具(5)接收对应于二进制数 的上限(最大)值的报警编码信号发生时,且当“一”信号被传送到相应的报警设备(12)的k=1÷N输入中的任意一个(每个)输入时,控制工具(5)设置相应的抗冰雹防护系统(1)的关闭操作模式,关闭相应的冰雹预防声波发生器(2)并中断引爆,即停止燃料注入和点火。当控制工具(5)从相应的报警设备(12)接收到仅带有值“0”的下一个(依次的下一个)信号时,控制工具(5)开启相应的冰雹预防声波发生器(2)并为相应的冰雹预防声波发生器(2)重置等待操作模式。
[0080] 数目N是基于改变相应的冰雹预防声波发生器(2)的操作参数的技术能力和性能定义的,诸如引爆的功率和数目、引爆的重复频率或引爆窗口。
[0081] 在远程抗冰雹防护网络的M个抗冰雹防护系统(1)的任意一个(每个)的初始化启动之后并与设置抗冰雹网络的M个冰雹预防声波发生器(2)的任意一个(每个)的等待操作模式的同时,相应的接收器(14)开始为通过广播从M个地点的抗冰雹防护区域的其它地点接收传输的警报编码信号的接收监听观测(天空)。相应的接收器(14)的可控编码比较器(15)比较相应的接收器(14)的输出与相应的地点的L个合适的编码信号,并且如果接收的警报编码信号与相应的地点的L个合适的编码信号中的任意一个一致,则产生警报信号,否则产生“零”(无,“0”)信号。可控编码比较器(15)的输出信号到达相应的第一可控转换开关(16)的可控终端(输入),并且如果接收到的警报信号到达相应的第一可控转换开关(16)的可控终端,则将相应的第一可控转换开关(16)的输入/输出终端联结(连接、链接)在一起,否则保持断开联结(断开连接)相应的第一可控转换开关(16)的输入/输出终端。输入/输出终端相连的第一可控转换开关(16)将相应的可控补偿设备(电路)(10)的输出与相应的可控单通道阈值器(17)的输入相连,单一通道阈值器(17)比较相应地点的累加信号与警报阈值,并且如果相应的累加信号超过警报阈值,就产生警报编码信号并且其并被输出(传输)到单通道阈值器(17)的相应输出,否则产生“零”(无、“0”)信号。警报编码信号通过(经过)与输入/输出终端相连的第二可控转换开关(18),并且通过(经过、经由)电线从第二可控开关(18)的输出终端被传输到相应的控制工具(5)的相应输出,依据在冰雹预防声波发生器(2)的操作的警报操作模式的特定操作条件下(通过该特定条件、在该特定条件下)产生的警报命令信号,控制工具(5)产生警报命令(控制)信号并启动相应的冰雹预防声波发生器(2)。在中断对应于那个地点的警报编码信号的同时,M个地点的抗冰雹防护区域中的任意地点的任意冰雹预防声波发生器(2)的警报模式被关闭(断开),就是说当“零”信号从相应的可控编码比较器(15)的输出达到相应的第一可控转换开关(16)的可控终端时,此时相应的第一可控转换开关断开它的输入/输出终端的连接,并且通过那种方式从相应的可控单通道阈值器(17)的输入断开相应的可控补偿设备(电路)(10)的输出。同样与设置相应的冰雹预防声波发生器(2)的运行操作模式或关闭模式的同时,M个地点的的抗冰雹防护区域中的任意一个地点的任意冰雹预防声波发生器(2)的操作的警报操作模式被关闭(断开),当那个地点的相应的报警设备(12)产生带有值“1”和更大值的报警编码信号时,高达上限(最大)值 产生,当“1”信号被传输到相应的报警设备(12)的k=1÷N个输入中的任意一个(每个)时,然后(此时)相应的第二可控转换开关(18)断开联结(断开连接)它的输入/输出终端,这是由于在它的可控终端(输入)没有零编码信号,并通过那种方式从相应的控制工具(5)的相应的输入断开相应的可控单通道阈值器(17)的输出。这是提高远程抗冰雹防护网络的操作效率和自动化它的爆炸的方式。
[0082] 检测器-报警器(7)可以被安装在离开相应的冰雹预防声波发生器(2)的任意距离(靠近、附近、不远、远)处,因此可以如图6中所示同样具有独立电源(33)。
[0083] 如果没有可能将电网~110V或~220V作为电源(6)和独立电源(33)的电源进行使用,那么用于电源(6)和独立电源(33)的优选实施方式是12V或24V DC的带有太阳能电源板的可充电太阳能电池
[0084] M个抗冰雹防护系统(1)中任意一个(每个)的的天线(8)可以在任意仰角(垂直)和方位角下被导向天空。优选仰角是距离垂直角度的区间0-30°。当检测器-报警器(7)被固定在接近于(附近)相应的冰雹预防声波发生器(2)处,然后用于辐射观测的更优化间隔是距离垂直角度0-10°。用于辐射观测的优选方位方向是扇形西北-北-东北,因为它实际上允许在任意时间以任意原因排除太阳对天线的直接影响。对于检测器-报警器(7),具有任意波束宽度的任意种类的天线都可以被使用,例如,喇叭、一个镜子抛物线型和双曲线型、两个镜子(卡塞格伦望远镜(cassegrainian))抛物线型、电介质等等。优选的3dB大小的天线波束宽度是10-20°。任意一个(每个)M个抗冰雹防护系统(1)的辐射测量接收器(9)可以运行在从L到W频带的微波(L、S、C、X、Ku、K、Ka、W)的任意一个允许的中心无线电频率上,在任何不受干扰(噪声)的接收带宽上以及在任意一个感测的偏振上。
用于操作的优选频带是X、Ku、K和Ka频带。对于检测器-报警器(7),任意类型的辐射测量接收器都可以被使用,诸如,带有直接放大的辐射计、超外差式辐射计、噪声补偿(直接)辐射计、迪克(Dick)辐射计,关联型辐射计、晶体(检测器)辐射计等等。对于辐射测量接收器(9),优选的积分时间是1-5秒,优选的灵敏度是依赖于频带的0.1-0.5K。
[0085] 检测器-报警器(7)应该被安装,或者有必要将检测器-报警器(7)安装在凸面透射防护挡板(棚、顶盖、小屋)下,或/和通过透射防护层覆盖相应的天线(8)以防止冰和液体累积到相应的天线(8)的前面并且保护相应的天线(8)和相应的辐射测量接收器(9)免受灰尘和降水的直接影响,例如,雨、雪、冰雹等等。如果防护挡板是由非透明或部分透明的材料构造,那么挡板不应该覆盖(切断)相应的天线(8)的波束(主波瓣)。
[0086] 可控多通道阈值器(11)的阈值电平取决于相应的辐射测量接收器(9)的操作频率(频带)。图5的最小阈值电平的频率相关的曲线对应于积雨云的辐射热对比的频率相关的曲线,积雨云导致(产生)带有罕见冰雹的降雨。图5的辐射热对比的最小值根据多个频率和多偏振(垂直的和水平的)的辐射测量的结果进行估算和近似,辐射测量在感测的仰角20°和30°下执行[10-12],并根据被动(辐射测量)远程感测的已知理论执行。理论近似值表明,对于区间0-30°的仰角,这些曲线是可以接受的。
[0087] 图5的最大阈值电平的频率相关根据理论结果计算和实验研究结果进行估算和近似[12-14]并对应于积雨云的辐射热对比的频率相关,积雨云导致(产生)强冰雹风暴,强冰雹风暴能够通过任何技术手段被避免。
[0088] 可控单通道阈值器(17)的警报阈值电平依赖于相应的辐射测量接收器的操作频率(频带)并依赖于相应的辐射测量接收器(9)的操作的频带,其大约小于相应的最小阈值电平3-15K。图5的警报阈值水平的频率相关被根据理论和实验研究的结果进行估算和近似[12-14]。
[0089] 图5的辐射热对比以开氏温度给出。采用福特的相应的阈值数值依赖于使用(利用的)辐射测量接收器(9)的结构和技术参数,并可以根据理论估计的结果或根据实验测量和校正的结果进行定义。优选的解决方案将在实验室条件中执行辐射测量接收器(9)的初步校正或在野外条件中执行检测器-报警器的校正。
[0090] 图5的最大和最小阈值电平之间的阈值区间可以被划分为N-1个部分,其中划分为2或4或8或16等部分,就是说当N=3或5或9或17等等是优选的。依赖于本方法的应用特征(条件)和远程抗冰雹防护的网络,图5的最大、最小和警报阈值电平的值可以发生变化。当图5的最小的和警报阈值电平的值降低时,那么冰雹检测概率和假报警同时升高。考虑到冰雹预防声波发生器(2)的低使用支出(可燃燃料的低价)[3,5],满足高假报警概率并且通过相应的辐射测量接收器(9)的操作频率使得图5的警报阈值电平最大程度降低2-10K是可能的。
[0091] 通过降低图5的最大阈值电平的值节省材料资源和降低冰雹预防声波发生器(2)的使用支出是可能的,这将导致目标(冰雹风暴)丢失概率的增加。
[0092] 在相应的抗冰雹防护系统(1)的使用过程中,通过相应的可控多通道阈值器(12)和相应的可控单通道阈值器(17),最大、最小和警报阈值电平可以分别被校正并可以被改变。
[0093] 冰雹预防声波发生器(2)的影响区域限制在一定尺寸内,并且通常半径大约是在超过发生器的半径500-600米内[1-7]。因此,冰雹预防声波发生器被安装在(建造)在附近的防护的农田和陆地,并且在说明可控补偿设备(电路)(10)的补偿信号的值之后将其设置在它的等待操作模式下。用于冰雹预防声波发生器(2)工作区域的补偿信号的值针对每个防护区域分别进行定义,且其通过平均在各种周围(近表面)空气温度为10-30℃下(关于10-30℃的、处于10-30℃)的昼夜期间执行的晴空亮度温度(更精确的是天线和表观温度)的测量结果进行定义。
[0094] 图6示出了关于图2的实施方式的带有反应物注入设施的抗冰雹防护系统(1)的第二优选实施方式。出于简洁的缘故,只有关于与图2的实施方式不同的地方在下面讨论。此外图6示出了如下高级组件和细节,其中:反应物供应系统(34)、反应物容器(35)、反应物机械阀(36)、反应物电磁阀(37)、用于为反应物注入提供必要的压力的反应物压力调节器(38)和反应物注入器-混合器(38),反应物注入混合器(38)用于将反应物与可燃燃料一起注入到相应的燃烧室(19)中并在可燃燃料引爆之前混合反应物与可燃燃料。由相应的控制工具(5)控制的反应物注入器-混合器(38)可以包括电磁阀,其控制反应物从相应的反应物供应系统(34)的相应的反应物容器(35)通过相应的反应物机械阀(36)、相应的反应物电磁阀(37)和相应的反应物压力调节器(38)到相应的燃烧室(19)的中心部分的流动。反应物机械阀(36)与相应的机械阀(26)一起被打开。反应物注入器-混合器(39)通过相应的控制工具(5)与相应的燃料注入器(24)等同时被打开和关闭。
[0095] 当检测器-报警器(7)安装在距离相应的冰雹预防声波发生器(2)不是很远(远离)时,优选地将相应的报警设备(12)产生(创建)的报警编码信号和相应的可控单通道阈值器(17)产生(创建)的警报编码信号通过(通过,经由)电线传输到相应的控制工具(5)。当检测器-报警器(7)安装在远离(离开)相应的冰雹预防声波发生器(2)时,那么优选地远程控制冰雹预防声波发生器(2)并将相应的报警设备(12)产生的报警编码信号和相应的可控单通道阈值器(17)产生的警报编码信号通过手机GSM系统的工具、通过无线电辅助设备(通过无线电技术设备)、通过无线电通信、通过电话通信或通过通信的其它技术工具传输到相应的控制工具(5)。
[0096] 图7给出了被远程控制的抗冰雹防护系统(1)的第三替代优选实施方式的概览。出于简洁的原因,只有与图2和图6的实施方式不同的地方在下面讨论。此外图7示出了下面的高级组件和细节,其中:远程控制系统(40)、用于传输产生的报警和警报编码信号的控制发射器(控制传输电话)(41)、用于接收传输的报警和警报编码信号并通过(通过,经由)电线传输接收的报警和警报编码信号到相应的控制工具(5)的控制接收器(控制接收电话)(42)。
[0097] 当检测器-报警器位于远离(离开)相应的冰雹预防声波发生器(2)时,它的天线(8)应该以仰角进行导向,其提供在防护的农田的相应的地点之上的~3.5千米海拔处的覆盖区。
[0098] 远程抗冰雹防护网络的自动化使用或自管理(自控制)通过K个远程检测系统(43)的远程检测全套工具(complex)同样可以被实现,远程检测系统(43)如图8中所示为M个地点的抗冰雹防护区域服务。K个远程检测系统(43)的远程检测全套工具用于在远离M个地点的抗冰雹防护区域的边缘(边界)3-4千米水平距离之处的M个地点的抗冰雹防护区域的周围的毗邻地和海拔3.5千米处进行远程冰雹(冰雹云)检测,以用于通过广播传输关于来自M个地点的抗冰雹防护区域的特定毗邻地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号来进行报警。
[0099] 数目K取决于M个地点的空间分布的种类(类型),并且它可以从期间[1÷M]中取值,例如,如果M个地点空间分布在图8中分别呈现的可能的实施方式的公有中心四周,那么仅仅使用一个(K=1)远程检测系统(43)将是可能的。如果所有M个地点彼此远离定位,那么对于M个地点的抗冰雹防护区域的整个服务,使用K=M个远程检测系统(43)将是必要的。
[0100] K个远程检测系统(43)中的任意一个包括:远程天线(44),其用于接收毗邻地对应的天空合适辐射热发射的信号;远程辐射测量接收器(45),其用于测量接收到的毗邻地的相应天空合适辐射热发射信号的功率并估计毗邻地对应的天空亮度(表观)温度,远程辐射测量接收器(45)与相应的远程天线(44)电气连接;远程可控补偿设备(电路)(46),其与相应的远程辐射测量接收器(45)电气连接;远程可控单通道阈值器(47),其用于远程冰雹检测,远程可控单通道阈值器(47)与相应的远程可控补偿设备(46)电气连接;远程报警设备(48),其用于创建关于来自毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,远程报警设备(48)与相应的远程可控单通道阈值器(47)电气连接;远程发射器(49),其用于通过广播传输关于来自毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,远程发射器(49)与相应的远程报警设备(48)电气连接;以及远程电源(50),远程电源(50)与相应的远程辐射测量接收器(45)、相应的远程可控补偿设备(电路)(46)、相应的远程可控单通道阈值器(47)、相应的远程报警设备(48)和相应的远程发射器(49)电气连接。
[0101] 依赖于M个地点的空间分布的类型,在特定(固定的)观测仰角的远程天线(44),其可以定期地旋转方位平面以当前(永久地)监控M个地点的抗冰雹防护区域周围的毗邻地天空,可以定期地在特定方位扇区内摇动(扫描)以当前(永久地)监控毗邻地的天空的特定扇区,或者可以不中断地以特定(固定的)观测方位角观测毗邻地的天空的特定部分(点)。任何远程检测系统(43)的空间部署和远程天线(44)的观测仰角都是根据下面假设(条件)定义的,即3.5km的海拔处的远程天线(44)波束的覆盖区应该位于远离抗冰雹防护区域的相应的边缘(边界)3-4千米定位的毗邻地之上(上方)。
[0102] 作为远程天线(44),具有任意波束宽度的任意类型的天线都可以被使用,例如,喇叭、一个镜子抛物线型和双曲线型、两个镜子(卡塞格伦望远镜)抛物线型、电介质等等。用于远程天线(44)的优选天线波束宽度在3dB级是10-20°。K个远程检测系统(43)中的任意一个(每个)的远程辐射测量接收器(45)可以在从L到W微波频带(L、S、C、X、Ku、K、Ka、W)的任何允许的中心无线电频率上、在任何不受干扰(噪声)的接收(使用)带宽上以及在感测的任意偏振上运行。用于操作的优选频带是X、Ku、K和Ka频带。作为远程辐射测量接收器(45),任意类型(种类)的辐射测量接收器可以被使用,诸如,带有直接放大的辐射计、超外差式辐射计、噪声补偿(直接)辐射计、迪克辐射计、关联型辐射计、晶体(检测器)辐射计等等。对于远程辐射测量接收器(45),优选的积分时间是1-5秒,并且优选的灵敏度是依赖于频带的0.1-0.5K。在固定的(特定的)观测方位角上(下)的用于由远程检测系统(43)辐射观测的优选方位方向是西北-北-东北的扇形,因为它实际上将允许在任意时间任意季节排除太阳对远程天线(44)的直接影响。
[0103] 任何远程检测系统(43)都应该被安装,或者有必要将任意远程检测系统(43)安装在凸面透射防护挡板(棚、顶盖、小屋)下,或/和通过透射防护层覆盖远程天线(44)以防止冰和液体累积到远程天线(44)的前面并且保护远程天线(44)和远程辐射测量接收器(45)以免受灰尘和降水的直接影响,例如,雨、雪、冰雹等等。如果防护挡板是由非透明或部分透明的材料构造,那么挡板不应该覆盖(切断)远程天线(44)的波束(主波瓣)。
[0104] 为了操作带有旋转(转动)或摇动(扫描)的远程天线(44)的远程检测系统(43),有必要考虑太阳的直接影响和干扰。
[0105] 作为远程发射器(49),任意种类的无线电波发射器可以被使用,例如,手机GSM系统等等,其使用独立或共用的电压,即远程电源(50)。
[0106] 当K个远程检测系统(43)中的任意一个在特定的观测方位角检测到冰雹(冰雹云),它创建关于(针对)来自特定的方位方向的毗邻地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号并且通过广播传输所述警报编码信号,警报编码信号被M个检测器-报警器(7)的接收器(14)中的任意一个接收。通过接收器(14)中的任意一个接收的关于(针对)来自特定的方位方向的毗邻地的正在聚集(正在到来、正在逼近)的冰雹危险的警报编码信号在(通过)相应的可控编码比较器(15)与相应的地点的L个合适的编码信号比较,L个合适的编码信号的一个与关于来自相应的毗邻地的正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号一致,所述毗邻地位于在特定方位方向下,并且如果接收到关于来自毗邻地的正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号与相应的地点的L个合适的编码信号中的一个一致,那么通过(依据)上述方式,为相应的冰雹预防声波发生器(2)设置警报操作模式。
[0107] 当针对抗冰雹防护使用了远程检测全套工具时,那么数目L可以高达7-9。
[0108] 关于来自特定方位方向的毗邻地的正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号的传输可以通过无线电辅助设备(通过无线电技术设备)执行[9]、通过手机GSM系统[8]的手段或通过其它通信的技术手段执行。
[0109] 远程电源(50)可以包括12V或24VDC的带有太阳能电源板的可充电太阳能电池,或者可以将电网~110V或~220V用作基础电源。
[0110] K个远程的远程检测系统(43)中的任意一个(每个)的最小阈值电平可以被校正,并且在其使用过程中分别可以通过相应的可控的远程可控单通道阈值器(47)进行改变。
[0111] 在说明了相应的远程可控补偿设备(46)的补偿信号的值之后,K个远程的远程检测系统(43)中的任意一个被设置在工作(运行)操作模式下。用于K个远程的远程检测系统(43)中的任意一个位置点(区域)的补偿信号的值针对每个点(区域)分别进行实验性定义,其通过平均在各种周围(近表面)空气温度10-30℃下(关于、上)的昼夜期间执行的晴空亮度温度(更精确的为天线或表观温度)的测量结果进行定义。
[0112] 远程抗冰雹防护网络的自动使用或自管理(自控制)同样可以通过如图9中所示的主控制中心(51)来实现。主控制中心(51)包括主接收器(52),其用于接收警报编码信号或/和关于来自毗邻地的正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号;处理器-分析器(53),其用于处理和分析警报编码信号或/和关于来自毗邻地的正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号,处理器-分析器(53)与相应的主接收器(52)电气连接;主发射器(54),其用于再次传输警报编码信号或/和关于来自毗邻地正在聚集的的冰雹危险的警报编码信号,主发射器(54)与相应的处理器-分析器(53)电气连接;以及主电源(55),其与相应的主接收器(52)、相应的处理器-分析器(53)和相应的主发射器(54)电气连接。关于正在聚集的冰雹危险的警报编码信号的接收和再次传输可以通过手机GSM系统、通过无线电辅助设备(通过无线电技术设备)、通过无线电通信的手段、通过电话通信的手段或通过其他通信的技术手段执行。
[0113] 主控制中心(51)接收广播传输的警报编码信号或/和关于来自特定毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,处理接收的警报编码信号或/和关于来自特定毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,并通过无线电波在空中重新传输处理的警报编码信号或/和关于来自特定毗邻地的正在聚集的冰雹危险的警报编码信号,该警报编码信号在M个地点的抗冰雹防护区域中的每个(任意一个)地点被接收。
[0114] 主控制中心(51)可以位于M个地点的抗冰雹防护区域的内部或外部,并且可以通过主电源(55)或通过电源(6)或通过独立电源(33)馈电。如果没有可能将电网~110V或~220V用作用于主电源(55)的基础电源,那么用于主电源(55)的优选实施方式是12V或24V DC的带有太阳能电源板的可充电太阳能电池。
[0115] 冰雹预防声波发生器(2)的结构性、技术性、操作性和应用特征的详细描述呈现在[4-9]中。尽管在[4]中提到为了更有效率进气口(23)的面积应该至少比相应的颈部(20)的相应的上孔口(33)的面积大1.2倍,并且相应的点火器(29)应该放置在相应的燃烧室(19)的几何中心,相应的颈部(20)的上孔口(33)的面积与相应的进气口(23)的面积的比例以及相应的点火器(29)的位置定位可以根据相应的抗冰雹防护系统(1)的相应的冰雹预防声波发生器(2)的位置(方位)的地理和气候条件而变化。
[0116] 反应物供应系统(34)和反应物注入器-混合器(39)的操作特征和应用特征的详细描述呈现在[8,9]中。
[0117] 远程控制系统(40)的类型和应用在[4-9]中进行呈现和讨论。
[0118] 在警报条件下的冰雹预防声波发生器(2)的自动化关闭的方法和实现以及(来自)外部攻击或入侵的抗冰雹防护系统(1)工作领域的安全的组织的可能方法在[5,8,9]中进行详细地讨论。
[0119] 参考
[0120] 1.专利RU2083999,G01S 13/95,1997
[0121] 2.专利RU1839961,A01G 15/00,2006
[0122] 3.http://vgistikhiya.ru/private/antigrad.pdf
[0123] 4.专利US5381955,E01H13/00,1995
[0124] 5.专利AM 2505,E01H 13/00,2011
[0125] 6.www.barva.am/AM/Technology.html
[0126] 7.www.meteo-radar.com/us/skydetect_radars.htm-a prototype[0127] 8.专利AM2190,A01G 15/00,2009
[0128] 9.专利AM 2370,A0G 15/00,2010
[0129] 10.A.K.Arakelyan,A.A.Arakelyan,A.K.Hambaryan,M.L.Grigoryan,V.V.Karyan,M.R.Manukyan 和 G.G.Hovhannisyan,Multi-frequency andmulti-polarization measurements of water surface radar cross section and brightness temperature changes due to clouds and rain","电磁波电子系统(Electromagnetic Waves and Electronic Systems)",15卷,11期,2010,第52页-60页,(俄罗斯)。
[0130] 11.Melanya L.Grigoryan,Artashes K.Arakelyan,Astghik K.Hambaryan,Vanik V.Karyan,Gagik G.Hovhannisyan,Arsen A.Arakelyan和 Sargis A.Darbinyan,"Clouds and Rain Effects on Perturbed Water Surface Microwave Reflection and Emission at 37GHz",海洋遥感与监测II,Weilin(Will)Hou和Robert A.Arnon编辑,SPIE的会刊,卷7678,2010,第76780D-1-76780D-8页。
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[0132] 13.A.KArakelian"An Analysis of Characteristics of Temperature-Wind Variations of Sea Surface Brightness Temperature",Izvestia RAN,Series of Fizika Atmosferi i Okeana,1992,卷28,第2期,第196-205页(俄罗斯)。
[0133] 14.Melanya L.Grigoryan,Artashes K.Arakelyan,Astghik K.Hambaryan 和Arsen A.Arakelyan,"Angular and Polarization Measurements of Snow and Bare Soil Microwave Reflective and Emissive Characteristics by Ka-Band (37GFIz),Combined Scatterometer-Radiometer System",农业、生态与水文遥感应用大会XIII,Chrisopher M.U.Neale,Antonio Maltese 和 Katja Richter 编 辑,SPIE 的 会 刊,0277-786X, 卷8174,2011,第81742C-1页-81742C-9页。
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