ЕМКОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 1994 года по МПК G08B13/26 

Изобретение относится к охранной сигнализации и может быть использовано для охраны переносных малогабаритных дорогостоящих предметов (персональный ЭВМ, видеомагнитофонов и пр. ).

Известно устройство для защиты от краж, содержащее микровыключатель, реле, источник электропитания и исполнительный блок в виде звуковой сирены. Микровыключатель закрепляется на охраняемом предмете и подключается через реле к источнику электропитания, подсоединенному через замыкаемый контакт реле к исполнительному блоку в виде звуковой сирены. Охраняемый предмет при установке на твердой ровной поверхности (например, на столе) размыкает контакт микровыключателя, при этом реле не срабатывает и не включается исполнительный блок. При попытке похищения охраняемый предмет отрывается от поверхности стола, при этом замыкается микровыключатель, срабатывает реле и включается исполнительный блок.

Недостатком данного устройства является ограниченность области применения, обусловленная необходимостью установки охраняемого предмета на твердую ровную поверхность для надежного размыкания микровыключателя. Вследствие отсутствия блокировки устройства при переносе охраняемого предмета с одного места на другое замыкаются контакты микровыключателя и включается исполнительный блок. Таким образом, при переносе охраняемого предмета необходимо держать микровыключатель замкнутым (например, рукой), что связано с определенными неудобствами.

Известно устройство для тревожной сигнализации, содержащее последовательно соединенные источник электропитания, звуковой оповещатель и исполнительный блок в виде тиристора, катод и управляющий электрод которого соединены между собой через обрывной резистивный шлейф, закрепляемый на охраняемом предмете. При попытке похищения охраняемого предмета обрывается резистивный шлейф, при этом открывается тиристор исполнительного блока и включается звуковой оповещатель.

Недостатком данного устройства является ограниченность области применения, обусловленная тем, что после каждого срабатывания устройства (и при техническом обслуживании) обрывной резистивный шлейф необходимо заменить. Кроме того, устройство обладает невысокой тактической надежностью вследствие возможности шунтирования обрывного резистивного шлейфа при похищении охраняемого предмета.

Наиболее близким к предложению по технической сути является устройство для тревожной сигнализации емкостного типа, содержащее два емкостных чувствительных элемента, закрепленных на охpаняемом объекте, каждый в виде пластины (шлейфа или диска), дифференциальный трансформатор с входной обмоткой с отводом и с выходной обмоткой, генератор переменного напряжения, усилитель высокой частоты, два выпрямителя, два фильтра нижних частот, два пороговых элемента и исполнительный блок в виде реле с замыкаемым контактом. Выход генератора переменного напряжения соединен с отводом входной обмотки дифференциального трансформатора, первый и второй выводы которой подключены соответственно к первому и второму емкостным чувствительным элементам. Выходная обмотка дифференциального трансформатора соединена с усилителем высокой частоты, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго детекторов. Выход первого детектора подсоединен через последовательно соединенные первый фильтр нижних частот и первый пороговый элемент к первому входу исполнительного блока. Выход второго детектора подключен через последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и второй пороговый элемент к второму входу исполнительного блока. Чувствительные элементы закрепляются на охраняемых предметах или размещаются на охраняемом рубеже.

В зависимости от того, к какому из чувствительных элементов приближается человек, изменяется напряжение на выходе усилителя высокой частоты и на соответствующих детекторе и фильтре нижних частот. В случае приближения человека к первому емкостному чувствительному элементу увеличивается напряжение на выходах первых детектора и фильтра нижних частот, при этом по достижении на выходе первого фильтра нижних частот порогового уровня первого порогового элемента включается исполнительный блок. При приближении человека к второму емкостному чувствительному элементу увеличивается напряжение на выходах вторых детектора и фильтра нижних частот, при этом по достижении на выходе второго фильтра нижних частот порогового уровня второго порогового элемента включается исполнительный блок. Таким образом, в данном устройстве обеспечивается включение исполнительного блока при приближении человека к любому из чувствительных элементов.

Недостатком данного устройства является невысокая тактическая надежность, обусловленная возможностью его срабатывания при приближении пользователя к охраняемому предмету за счет того, что зона обнаружения чувствительного элемента в виде пластины (диска) имеет квазисферическую форму.

Целью изобретения является повышение тактической надежности путем формирования направленной зоны чувствительности.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащее два чувствительных элемента, закрепленных на охраняемом объекте, усилитель высокой частоты, фильтр низкой частоты, соединительные провода с экраном, пороговый блок, выход которого подключен к входу исполнительного блока, дифференциальный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу усилителя высокой частоты, генератор переменного напряжения, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, введены синхронный детектор, фильтр высокой частоты и усилитель постоянного тока, при этом дополнительный чувствительный элемент выполнен в виде эталонного конденсатора, а основной чувствительный элемент выполнен в виде плоского конденсатора, один из электродов которого снабжен изолирующей липкой лентой и соединен с первым выводом первичной обмотки дифференциального трансформатора, другой электрод плоского конденсатора соединен через экран с другим выводом генератора переменного напряжения, с опорным входом синхронного детектора и со средней точкой первичной обмотки дифференциального трансформатора, выход усилителя высокой частоты соединен с информационным входом синхронного детектора, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, подсоединенного выходом к входу фильтра высокой частоты, выход которого подключен к входу усилителя постоянного тока, подсоединенного выходом к входу порогового блока, второй вывод первичной обмотки дифференциального трансформатора подключен к одному выводу эталонного конденсатора, другой вывод которого подсоединен к шине нулевого потенциала.

Существенными отличиями предложения являются введение синхронного детектора, фильтра высокой частоты и усилителя постоянного тока, а также выполнение чувствительного элемента в виде плоского конденсатора и связи его с блоками устройства. Исходя из этого изобретение соответствует критерию "новизна".

Анализ аналогичных технических решений показал, что в них отсутствует данное сочетание существенных признаков предложения, исходя из этого изобретение соответствует критерию "техническое решение задачи".

На чертеже представлена функциональная схема емкостного устройства для охранной сигнализации, содержащего основной чувствительный элемент 1 в виде плоского конденсатора, например, в форме диска с двумя металлическими электродами 2 и 3, разделенными изоляционной прокладкой 4, генератор 5 переменного напряжения, трансформатор 6 с входной обмоткой 7 со средней точкой и с выходной обмоткой 8, дополнительный чувствительный элемент 9 в виде эталонного конденсатора, а также последовательно соединенные усилитель 10 высокой частоты, синхронный детектор 11, фильтр 12 низкой частоты, фильтр 13 высокой частоты, усилитель 14 постоянного тока, пороговый блок 15 и исполнительный блок 16. Чувствительный элемент 1 соединен с трансформатором 6 с помощью соединительного одножильного провода с экраном 17 и закрепляется на охраняемом предмете 18 с помощью липкой ленты 19 или клея (в нижней части охраняемого предмета с соблюдением маскировки). Экран 17 предохраняет соединительный провод от помех и является потенциальным.

Чувствительный элемент 1 соединен электродом 2, обращенным к охраняемому предмету 18, с первым выводом входной обмотки 7 трансформатора 6, а электродом 3 с выходом генератора 5 через экран 17 соединительного провода и со средним выводом входной обмотки 7 трансформатора 6, другой вывод которой подключен через эталонный конденсатор 9 к общей шине. Выходная обмотка 8 трансформатора 6 соединена с входом усилителя 10 высокой частоты. Второй вход синхронного детектора 11 подключен к выходу генератора 5 переменного напряжения, соединенному со средним выводом входной обмотки 7 трансформатора 6. Липкая лента 19 обеспечивает возможность быстрого и многократного подсоединения чувствительного элемента 1 к охраняемому предмету 18.

Балансировка половин входной обмотки 7 трансформатора 6 после закрепления чувствительного элемента 1 на охраняемом предмете 18 осуществляется с помощью эталонного конденсатора 9. При необходимости охраны одновременно двух предметов эталонный конденсатор заменяется на второй чувствительный элемент, выполненный аналогично первому в виде плоского двухэлектронного конденсатора.

Особенностью изобретения является использование в качестве чувствительного элемента двухэлектродного конденсатора, например, в форме диска, расстояние между электродами которого на 1-2 порядка меньше его характерных размеров. Такое выполнение чувствительного элемента позволяет прикреплять его к охраняемым объектам практически любых габаритов и конструкций.

Предлагаемое подключение электродов чувствительного элемента (первого электрода к первому выводу входной обмотки трансформатора, второго электрода к выходу генератора переменного напряжения) в сочетании с выполнением его в виде плоского конденсатора обеспечивает формирование зоны чувствительности устройства в виде полусферы, направленной в сторону первого электрода, обращенного к охраняемому предмету, при этом резко сужается зона чувствительности (до нескольких сантиметров), обращенная в сторону второго электрода. Балансировка моста приводит к тому, что потенциалы на выводах входной обмотки равны, при этом между электродами поле практически отсутствует (за исключением краевого эффекта). К электродам чувствительного элемента в этом случае прикладывается практически одинаковое напряжение, при этом напряжение второго электрода, не связанного с охраняемым объектом, не попадает в усилительный тракт устройства. Закрепление на одном из электродов чувствительного элемента липкой ленты обеспечивает возможность быстрого подсоединения его к охраняемому предмету.

Емкостное устройство для охранной сигнализации работает следующим образом.

При включении устройства (при условии закрепления чувствительного элемента 1 на охраняемом предмете 18) токи в обеих половинах входной обмотки 7 трансформатора 6 равны по величине и противоположны по направлению (баланс токов достигается изменением емкости эталонного конденсатора 9), при этом практически отсутствует ток в выходной обмотке 8 трансформатора 6. Сигнал на выходе усилителя 14 мал (на уровне шумов тракта) и не превышает порогового уровня порогового блока 15, при этом исполнительный блок 16 не включается. Охраняемый предмет может перемещаться внутри помещения в пределах длины электропровода, соединяющего чувствительный элемент 1 с трансформатором 6, при этом сохраняется величина емкости чувствительного элемента 1, баланс токов обеих половин входной обмотки 7 трансформатора 6, и исполнительный блок 16 не включается.

При попытке похищения охраняемого предмета, осуществляемой путем отрыва от него чувствительного элемента 1 или обрыва электропроводника, связывающего чувствительный элемент 1 с входной обмоткой 7 трансформатора 6, изменяется емкость элемента 1 при этом нарушается баланс токов в половинах входной обмотки 7 трансформатора 6. В выходной обмотке 8 трансформатора 6 появляется сигнал, который усиливается в усилителе 10 высокой частоты, выделяется в синхронном детекторе 11 путем перемножения сигналов на его обоих входах, фильтруется фильтром 12 низкой частоты и фильтром 13 высокой частоты и усиливается в усилителе 14 постоянного тока, сигнал с выхода которого при превышении порогового уровня порогового блока 15 включает исполнительный блок 16, сигнализирующий о попытке похищения охраняемого предмета.

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в повышении тактической надежности емкостного устройства, предназначенного для охраны переносных дорогостоящих предметов, за счет направленного формирования зоны чувствительности, что достигается выполнением чувствительного элемента в виде плоского конденсатора с расстоянием между электродами, гораздо меньшим (на 1-2 порядка) его характерных размеров, и подключением их соответственно к выходу генератора переменного напряжения и к первому выводу входной обмотки трансформатора. Это обеспечивает формирование зоны чувствительности, избирательно направленной в сторону охраняемого предмета, к которому прикреплен чувствительный элемент.

На предприятии-заявителе изготовлен макет данного емкостного устройства для охранной сигнализации, испытания которого показали существенное повышение тактической надежности за счет формирования зоны обнаружения, направленной в сторону охраняемого предмета. (56) Авторское свидетельство СССР N 372571, кл. G 08 B 13/26, 1973.

Изобретение относится к охранной сигнализации и может быть использовано для охраны переносных малогабаритных дорогостоящих предметов (персональных ЭВМ, видеомагнитофонов и т. п. ) Целью изобретения является повышение тактической надежности путем формирования направленной зоны чувствительности. В устройство, содержащее чувствительный элемент 1, генератор 5 переменного напряжения, усилитель 10 высокой частоты, фильтр 12 низкой частоты, последовательно соединенные пороговый блок 15 и исполнительный блок 16, дифференциальный трансформатор 6, введены синхронный детектор 11, фильтр 13 высокой частоты и усилитель 14 постоянного тока, а чувствительный элемент выполнен в виде плоского конденсатора, подсоединенного с помощью изолирующей липкой ленты к охраняемому предмету. Выполнение чувствительного элемента в виде двухэлектродного плоского конденсатора и подключение его обкладок к точкам с практически равным потенциалом напряжения обеспечивают формирование зоны обнаружения устройства, направленной только в сторону охраняемого предмета. 1 ил.

ЕМКОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ , содеpжащее два чувствительных элемента, закpепленных на охpаняемом объекте, усилитель высокой частоты, фильтp низкой частоты, экpан, поpоговый блок, выход котоpого подключен к входу исполнительного блока, диффеpенциальный тpансфоpматоp, втоpичная обмотка котоpого подключена к входу усилителя высокой частоты, генеpатоp пеpеменного напpяжения, один вывод котоpого подключен к шине нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения тактической надежности путем фоpмиpования напpавленной зоны чувствительности, в него введены синхpонный детектоp, фильтp высокой частоты и усилитель постоянного тока, дополнительный чувствительный элемент выполнен в виде эталонного конденсатоpа, а основной чувствительный элемент выполнен в виде плоского конденсатоpа, один из электpодов котоpого снабжен изолиpующей липкой лентой и соединен с пеpвым выводом пеpвичной обмотки диффеpенциального тpансфоpматоpа, втоpой электpод плоского конденсатоpа соединен чеpез экpан с дpугим выводом генеpатоpа пеpеменного напpяжения, с опоpным входом синхpонного детектоpа и со сpедней точкой пеpвичной обмотки диффеpенциального тpансфоpматоpа, выход усилителя высокой частоты соединен с инфоpмационным входом синхpонного детектоpа, выход котоpого подключен к входу фильтpа низкой частоты, выход котоpого подключен к входу фильтpа высокой частоты, выход котоpого подключен к входу усилителя постоянного тока, выход котоpого подключен к входу поpогового блока, втоpой вывод пеpвичной обмотки диффеpенциального тpансфоpматоpа подключен к одному выводу эталонного конденсатоpа, дpугой вывод котоpого подключен к шине нулевого потенциала.