СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОХРАНЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК G08B13/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется в устройствах тревожной сигнализации для охраны от несанкционированного воздействия на металлические предметы (сейфы, стеллажи, автомобили и т.д.), а в случае использования пространственно-ориентированных антенн и специальных сенсоров периметров (территорий, зданий, помещений), отдельных предметов (электронных приборов, книги, драгоценности, произведения искусств) и объемом помещений.

Известно устройство, содержащее антенну и полосовой фильтр, включенный в цепь ООС дифференциального усилителя, выход которого через ФВЧ подключен к исполнительному блоку (1), в котором реализован способ обнаружения воздействия на охраняемый объект, заключающийся в измерении изменения электростатического заряда (первый производной изменения заряда dg/dt).

Недостатками данного устройства являются существенное ограничение параметров антенн, низкие чувствительность и защищенность от климатических факторов, промышленных, бытовых электромагнитных и грозовых помех, отсутствие регулировки чувствительности.

Цель изобретения увеличение функциональных возможностей устройства за счет повышения чувствительности, расширения диапазона емкостей антенн до 1 мкФ.

Это достигается тем, что фиксация несанкционированного воздействия производится измерением скорости изменения градиента электростатического поля (величина, пропорциональная второй производной изменения заряда во времени dg/dt) при движении тел в зоне действия антенны, что позволяет повысить чувствительность, помехозащищенность и расширить диапазон емкости антенны.

На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления предложенного способа.

Оно состоит из последовательно соединенных антенны 1, дифференцирующей цепи 2, фильтра высоких частот 3, усилителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления и интегрирующей цепи 5,включенной в отрицательную обратную связь усилителя, фильтра 6 верхних частот и исполнительного блока 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии свободные заряды распределены на антенне 1 в соответствии с напряженностью электростатического поля
E gradΦ + + где Φ электрический потенциал;
производные электричес- кого потенциала по расстоянию распределенных зарядов тел по координатам Х, Y, Z.

При изменении градиента за счет перемещения токопроводящих тел или носителей зарядов происходит перераспределение свободных зарядов в антенне 1.

Учитывая, что движение объекта и его механическое воздействие происходят с ускорением, каждая составляющая изменения напряженности электростатического поля будет пропорциональна второй производной электростатического потенциала, а следовательно, и заряда во времени.

Сигнал, поступающий с антенны на дифференцирующую цепь, будет пропорционален изменению напряженности электростатического поля.

Устройство за счет наличия дифференцирующей цепи 2 и интегрирующей цепи 5 в обратной связи усилителя реагирует на скорость изменения распределения зарядов на антенне 1. Влияние изменения климатических условий, вызывающие медленные перераспределения заряда на антенне с постоянной времени, значительно ниже постоянной времени дифференцирующей цепи 2, ослабляются последней.

Промышленные, бытовые электромагнитные и грозовые помехи не проходят на исполнительный блок за счет сильного затухания в фильтрах 3,6.

Включение двух звеньев ФВЧ до и после усилителя, а не использование ФВЧ второго порядка на входе усилителя связано с тем, что в данном случае усилитель выполняет функцию буфера, что повышает помехозащищенность из-за относительно невысокой величины сопротивлений, входящих в ФВЧ на входе усилителя.

Наличие усилителя 4 с переменным коэффициентом усиления позволяет увеличить возможности устройства и при использовании специальных пространственно-ориентированных антенн охранять практически любые объекты.

Кроме того, данное устройство позволяет за счет наличия гальванической развязки благодаря дифференцирующей цепи 2 между антенной 1 и усилителем 4 полностью избавиться от влияния наведенных поверхностных токов, а также подавать постоянное напряжение на антенну 1 (создавать искусственное внешнее поле), что позволяет индицировать перемещения незаряженных токопроводящих объектов в условиях естественных электростатических полей. Исполнительный блок 7 срабатывает при достижении сигналом пороговой величины.

Устройство реагирует только на скорость изменения градиента внешнего поля, пропоpциональную скорости движения нарушителя, что определяется полосой пропускания дифференцирующей 2 и интегрирующей 5 цепей и фильтров 3,6.

Использование предлагаемого способа и устройства обнаружения несанкционированного воздействия позволяет повысить помехоустойчивость, функциональные возможности (организовать охрану практически любых объектов), в случае необходимости заменить десятки существующих сигнализаторов любого типа.

Изобретение используется для охраны металлических предметов, а при использовании пространственно-ориентированных антенн и специальных сенсоров - периметров, отдельных предметов и объемов помещений. Фиксация воздействия на объекты охраны производится измерением скорости изменения градиента электростатического поля в зоне действия антенн. Сигнал, полученный с нее, через дифференцирующую цепь и фильтр высоких частот поступает на усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включена интегрирующая цепь, и через ФВЧ на исполнительный блок, который срабатывает при достижении сигналом пороговой величины. Гальваническая развязка в дифференцирующей цепи между антенной и усилителем устраняет влияние наведенных поверхностных токов, дает возможность создавать искусственное электростатическое поле. Использование способа и устройства обнаружения позволяет значительно повысить помехозащищенность и функциональные возможности за счет повышения чувствительности, расширения диапазона емкости антенны. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, заключающийся в измерении изменения электростатического заряда, отличающийся тем, что измеряют скорость изменения градиента электростатического поля в зоне действия антенны. 2. Устройство для обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, содержащее антенну, последовательно соединенные усилитель, первый фильтр высоких частот и исполнительный блок, отличающееся тем, что в него введены второй фильтр высоких частот, дифференцирующая цепь и интегрирующая цепь, причем антенна соединена с входом дифференцирующей цепи, выход которой подключен к входу второго фильтра высоких частот, выход которого подключен к входу усилителя, выполненного с регулируемым коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включена интегрирующая цепь.