УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК G08B13/16 

Описание патента на изобретение RU2231122C1

Изобретение относится к области устройств охранно-пожарной сигнализации ультразвукового типа и может быть использовано в помещениях, имеющих большой уровень звуковых шумов.

Известны устройства для тревожной сигнализации (см., например, авт. св. СССР №291222, 06.01.1971; ЕР № 0473835, 11.03.1992).

В устройстве авт. св. СССР №291222 к выходу приемного электроакустического преобразователя подключены усилитель несущей частоты, детектор и усилитель низкой частоты. Далее сигнал поступает в канал частотной обработки сигнала, состоящий из двух ветвей - основной и компенсационной, на выходе которых сигнал суммируется. После частотной обработки сигнал поступает на пороговый и исполнительный блоки. Исполнительный блок формирует тревожный сигнал.

В устройстве ЕР № 0473835 к выходу приемного электроакустического преобразователя подключены два канала обработки сигнала - амплитудный и частотный, с которых сигнал поступает в запоминающий блок и блок сравнения. С выхода запоминающего блока сигнал подается на блок сравнения. Блок сравнения формирует тревожный сигнал.

Известные аналоги обеспечивают формирование сигнала о возникновении пожара или о попадании в зону обнаружения нарушителя при определенном изменении интерференционной картины ультразвукового поля за определенный интервал времени. Однако указанные аналоги имеют недостатки. При наличии в зоне обнаружения интенсивных звуковых шумов, не связанных с возникновением пожара или проникновением нарушителя, возможны ложные срабатывания устройств.

В соответствии с тактико-техническими характеристиками широко применяемых ультразвуковых датчиков не допускается их эксплуатация в помещениях с большим уровнем шумов (например, для датчика ДУЗ-4 это ограничение составляет +40дБ).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для тревожной сигнализации авт. св. СССР №436373, М. кл. G 08 b 13/18, заявл. 27.02.1973, опубл. 15.07.1974.

Известное устройство-прототип состоит из генератора, излучающего и приемного электроакустических преобразователей ультразвуковой частоты, усилителя высокой частоты, смесителя, усилителя низкой частоты, блока сигнализации о нарушителе и блока сигнализации о пожаре.

Первый выход генератора подключен к излучающему электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, второй выход генератора подключен ко второму входу смесителя, выход которого подключен ко входу усилителя низкой частоты, выход которого подключен к сигнальному входу блока сигнализации о нарушителе и входу блока сигнализации о пожаре, выход которого подключен к управляющему входу блока сигнализации о нарушителе, вход усилителя высокой частоты подключен к приемному электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, а выход - к первому входу смесителя.

При возникновении пожара или попадании нарушителя в зону обнаружения изменяется интерференционная картина установившегося поля ультразвуковых волн и устройство-прототип формирует тревожный сигнал.

Недостатком прототипа является относительно низкая устойчивость работы, обусловленная возможностью ложных срабатываний при возникновении в зоне обнаружения интенсивных звуковых шумов.

Целью изобретения является разработка устройства для тревожной сигнализации, обеспечивающего более устойчивую работу, снижающую возможность ложных срабатываний при возникновении в зоне обнаружения интенсивных звуковых шумов путем их компенсации.

Для достижения сформулированной цели в известное устройство для тревожной сигнализации, содержащее генератор, первый выход которого подключен к излучающему электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, а второй выход подключен ко второму входу смесителя, выход которого подключен ко входу усилителя низкой частоты, выход которого подключен к сигнальному входу блока сигнализации о нарушителе и входу блока сигнализации о пожаре, выход которого подключен к управляющему входу блока сигнализации о нарушителе, усилитель высокой частоты, вход которого подключен к приемному электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, дополнительно введены приемный электроакустический преобразователь звуковой частоты, усилитель звуковой частоты, фазовращатель, аттенюатор и сумматор. Выход приемного электроакустического преобразователя звуковой частоты подключен ко входу усилителя звуковой частоты. Выход усилителя звуковой частоты подключен ко входу фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу аттенюатора. Управляющий вход аттенюатора подключен ко второму выходу усилителя высокой частоты, первый выход которого подключен ко второму входу сумматора. Первый вход сумматора подключен к выходу аттенюатора, а выход сумматора подключен к первому входу смесителя.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения приемного электроакустического преобразователя звуковой частоты, усилителя звуковой частоты, фазовращателя, аттенюатора и сумматора, обеспечивается компенсация звуковых шумов и снижение возможности ложного срабатывания. Этим достигается более устойчивая работа устройства для тревожной сигнализации и расширение области применения заявленного устройства, в частности, для охраны помещений, имеющих большой уровень звуковых шумов.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники, также, не выявлена известность влияния предусматриваемых (существенными признаками заявленного изобретения) преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленное устройство поясняется чертежами:

- фиг.1 - структурная схема устройства;

- фиг.2 - эпюры сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство для тревожной сигнализации, показанное на фиг.1, состоит из генератора 1, излучающего 2 и приемного 3 электроакустических преобразователей ультразвуковой частоты, усилителя высокой частоты 4, смесителя 5, усилителя низкой частоты 6, блока сигнализации о нарушителе 7, блока сигнализации о пожаре 8, приемного электроакустического преобразователя 9 звуковой частоты, усилителя звуковой частоты 10, фазовращателя 11, аттенюатора 12 и сумматора 13.

Первый 11 выход генератора 1 подключен к излучающему электроакустическому преобразователю 2 ультразвуковой частоты, второй 12 выход генератора 1 подключен ко второму 52 входу смесителя 5. Выход смесителя 5 подключен ко входу усилителя низкой частоты 6. Выход усилителя низкой частоты 6 подключен к сигнальному 71 входу блока сигнализации о нарушителе 7 и входу блока сигнализации о пожаре 8. Выход блока сигнализации о пожаре 8 подключен к управляющему 72 входу блока сигнализации о нарушителе 7. Вход усилителя высокой частоты 4 подключен к приемному электроакустическому преобразователю 3 ультразвуковой частоты. Выход приемного электроакустического преобразователя 9 звуковой частоты подключен ко входу усилителя звуковой частоты 10, выход которого подключен ко входу фазовращателя 11. Выход фазовращателя 11 подключен к сигнальному 121 входу аттенюатора 12. Управляющий 122 вход аттенюатора 12 подключен ко второму 42 выходу усилителя высокой частоты 4, первый 41 выход которого подключен ко второму 132 входу сумматора 13. Первый 131 вход сумматора 13 подключен к выходу аттенюатора 12, а выход сумматора 13 подключен к первому 51 входу смесителя 5.

Приемный электроакустический преобразователь звуковой частоты предназначен для преобразования механических колебаний в электрические. В качестве такого электроакустического преобразователя можно использовать любой широкополосный ненаправленный микрофон, например, МД-71.

Усилитель звуковой частоты предназначен для усиления электрических колебаний. Схемы усилителей звуковой частоты известны и описаны, например, в книге Боровского В.П., Костенко В.И., Михайленко В.М., Партала О.Н. "Справочник по схемотехнике для радиолюбителя"./Под ред. В.П.Боровского (К.: Технiка, 1987; например, с.240, рис.11.11).

Фазовращатель предназначен для изменения фазы сигнала. Схемы фазовращателей известны и показаны, например, в книге Боровского В.П., Костенко В.И., Михайленко В.М., Партала О.Н. "Справочник по схемотехнике для радиолюбителя"./Под ред. В.П.Боровского (К.: Технiка, 1987; например, с.275, рис. 12.25).

Аттенюатор предназначен для уменьшения уровня сигнала. В качестве аттенюатора может быть использован делитель напряжения, схемы которых известны и приведены, например, в книге Тимонтеева В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. "Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре" (М.: Радио и связь, 1982; например, с.55, рис.4.3).

Сумматор предназначен для сложения сигналов. Схемы сумматоров известны и описаны, например, в книге Титце У., Шенк К. "Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство" (пер. с нем., М.: Мир, 1982; например, с.137, рис.11.1).

Устройство работает следующим образом. Ультразвуковые электрические колебания, вырабатываемые генератором 1 и поступающие с его первого 11 выхода на излучающий электроакустический преобразователь 2 ультразвуковой частоты, преобразуются в механические и излучаются в окружающее пространство. В результате многократного переотражения колебаний от стен и предметов в помещении устанавливается определенная интерференционная картина ультразвукового поля (фиг.2, а - пунктирная линия). Приемный электроакустический преобразователь 3 ультразвуковой частоты воспринимает механические колебания, преобразует их в электрические и передает на вход усилителя высокой частоты 4.

При возникновении в зоне обнаружения звуковых шумов (фиг.2, а - сплошная линия) они оказывают механическое воздействие на приемный электроакустический преобразователь 3 ультразвуковой частоты и с его выхода поступают на вход усилителя высокой частоты 4.

При прохождении через приемный электроакустический преобразователь 3 ультразвуковой частоты и усилитель высокой частоты 4, в силу их селективных свойств, сигнал ультразвуковой частоты усиливается, а сигнал звуковой частоты ослабляется и на первый 41 выход усилителя 4 поступают:

- усиленный сигнал ультразвукового поля;

- ослабленный сигнал звукового шума.

Для того чтобы возникающие в зоне обнаружения звуковые шумы большой интенсивности не влияли на устойчивость работы устройства и не вызывали его ложных срабатываний в него введена цепь компенсации, состоящая из приемного электроакустического преобразователя 9 звуковой частоты, усилителя звуковой частоты 10, фазовращателя 11, аттенюатора 12 и сумматора 13.

Приемный электроакустический преобразователь 9 звуковой частоты воспринимает механические колебания возникших в зоне обнаружения звуковых шумов и ультразвукового поля, преобразует их в электрические и передает на вход усилителя звуковой частоты 10. При прохождении через преобразователь 9 и усилитель 10, в силу их селективных свойств, сигнал ультразвуковой частоты ослабляется, а сигнал звуковой частоты усиливается. С выхода усилителя звуковой частоты 10 электрический сигнал, состоящий из усиленного сигнала звуковых шумов и ослабленного сигнала ультразвукового поля, поступает на вход фазовращателя 11, в котором фаза сигнала меняется на 180° и далее сигнал поступает на сигнальный 121 вход аттенюатора 12 (фиг.2, б). На управляющий 122 вход аттенюатора 12 со второго 42 выхода усилителя высокой частоты 4 поступает опорный сигнал, соответствующий ослаблению частот звукового диапазона приемным электроакустическим преобразователем 3 ультразвуковой частоты и усилителем высокой частоты 4. В результате преобразований сигнала в фазовращателе 11 и аттенюаторе 12:

- уровень сигнала звуковых шумов на выходе аттенюатора 12 (фиг.2, в) равен уровню сигнала звуковых шумов на первом 41 выходе усилителя высокой частоты 4 (фиг.2, г) и отличается от него по фазе на 180°;

- уровень сигнала ультразвукового поля на выходе аттенюатора 12 (фиг.2, в) значительно меньше уровня сигнала ультразвукового поля на первом 41 выходе усилителя высокой частоты 4 (фиг.2, г) и отличается от него по фазе на 180°.

Поступая на сумматор 13 по первому 131 и второму 132 входам сигналы складываются. В результате сложения на выходе сумматора 13 образуется несколько, меньший по мощности сигнал ультразвуковой частоты без составляющих частот звукового диапазона (фиг.2, д). Данный ультразвуковой сигнал поступает с выхода сумматора 13 на первый 51 вход смесителя 5. На второй 52 вход смесителя 5 поступает сигнал ультразвуковой частоты со второго 12 выхода генератора 1.

При возникновении в зоне обнаружения пожара или проникновении нарушителя, вследствие изменения амплитудно-фазовых соотношений и проявления эффекта Доплера, изменяется интерференционная картина ультразвукового поля, установившегося в зоне обнаружения. Тогда ультразвуковой сигнал на первом 51 входе смесителя 5 будет отличаться от ультразвукового сигнала на втором 52 входе смесителя 5. Разность этих двух сигналов выделяется смесителем 5, подается на вход усилителя низкой частоты 6 и далее на сигнальный 71 вход блока сигнализации о нарушителе 7 и на вход блока сигнализации о пожаре 8. В данных блоках производится анализ поступающего сигнала по частоте, амплитуде, длительности и формируются сигналы о возникновении пожара или о проникновении в зону обнаружения нарушителя. С выхода блока сигнализации о пожаре 8 сигнал о наличии или отсутствии пожара поступает на управляющий 72 вход блока сигнализации о нарушителе 7, обеспечивая взаимодействие блоков при их работе.

Таким образом, введение в устройство для тревожной сигнализации приемного электроакустического преобразователя звуковой частоты, усилителя звуковой частоты, фазовращателя, аттенюатора и сумматора позволяет обеспечить компенсацию возникающих в зоне обнаружения звуковых шумов и снизить возможность ложных срабатываний устройства. Это повысит устойчивость работы устройства для тревожной сигнализации на объектах, имеющих большой уровень звуковых шумов, что обеспечит расширение области применения устройства.

Похожие патенты RU2231122C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2002
  • Красулин С.Б.
  • Стуродубцев Ю.И.
  • Чернолес В.П.
RU2231121C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1998
  • Топольский Н.Г.
  • Членов А.Н.
  • Буцынская Т.А.
RU2130201C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1973
SU436373A1
РАДИОВОЛНОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ 2014
  • Первунинских Вадим Александрович
  • Иванов Владимир Эристович
  • Белов Андрей Геннадьевич
  • Долбилкин Роман Васильевич
  • Суслов Алексей Николаевич
  • Тихонов Евгений Николаевич
RU2584496C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2001
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2210813C2
ДВУХЧАСТОТНОЕ ИМПУЛЬСНО-ДОПЛЕРОВСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2015
  • Иванов Владимир Эристович
  • Белов Андрей Геннадьевич
  • Долбилкин Роман Васильевич
  • Тихонов Евгений Николаевич
  • Суслов Алексей Николаевич
RU2594383C1
СПОСОБ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2012
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Смольников Олег Викторович
  • Ревкин Владимир Львович
  • Дементьев Григорий Петрович
RU2533299C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1992
  • Кручинин Д.В.
  • Ермолаев Ю.В.
  • Женухин М.Н.
RU2050596C1
СПОСОБ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2010
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Мельников Владимир Александрович
  • Петрушин Владимир Николаевич
  • Калинин Владимир Анатольевич
RU2427922C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1996
  • Трефилов Н.А.
  • Николаенко В.А.
  • Шеремето Ю.Ю.
  • Елягин С.В.
  • Маргелов А.А.
RU2124232C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 231 122 C1

Реферат патента 2004 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области устройств охранно-пожарной сигнализации ультразвукового типа и может быть использовано в помещениях, имеющих большой уровень звуковых шумов. Техническим результатом является снижение возможности ложных срабатываний при возникновении в зоне обнаружения интенсивных звуковых шумов путем их компенсации. Для этого устройство содержит генератор, излучающий и приемный электроакустические преобразователи ультразвуковой частоты, усилители высокой и низкой частоты, смеситель, блоки сигнализации о нарушителе и сигнализации о пожаре, усилитель звуковой частоты, фазовращатель, аттенюатор, сумматор, приемный электроакустический преобразователь звуковой частоты. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 231 122 C1

Устройство для тревожной сигнализации, содержащее генератор, первый выход которого подключен к излучающему электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, а второй выход подключен ко второму входу смесителя, выход которого подключен ко входу усилителя низкой частоты, выход которого подключен к сигнальному входу блока сигнализации о нарушителе и входу блока сигнализации о пожаре, выход которого подключен к управляющему входу блока сигнализации о нарушителе, усилитель высокой частоты, вход которого подключен к приемному электроакустическому преобразователю ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что дополнительно введены приемный электроакустический преобразователь звуковой частоты, усилитель звуковой частоты, фазовращатель, аттенюатор и сумматор, выход приемного электроакустического преобразователя звуковой частоты подключен ко входу усилителя звуковой частоты, выход которого подключен ко входу фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу аттенюатора, управляющий вход которого подключен ко второму выходу усилителя высокой частоты, первый выход которого подключен ко второму входу сумматора, первый вход которого подключен к выходу аттенюатора, а выход сумматора подключен к первому входу смесителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2231122C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1973
SU436373A1
УСТРОЙСТВО для ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 0
SU291222A1
ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОМБА И СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЕЕ ЦЕЛОСТНОСТИ 1996
  • Подгорнов В.А.
RU2124234C1
RU 94003857 А1, 27.04.1996
Способ установки крепежных штанг 1972
  • Завертайло Василий Федосеевич
SU473835A1
US 4384366 А, 17.05.1987.

RU 2 231 122 C1

Авторы

Красулин С.Б.

Стуродубцев Ю.И.

Чернолес В.П.

Даты

2004-06-20Публикация

2002-11-04Подача