УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК G08B13/10 

Устройство предназначено для охранной сигнализации и может быть использовано для охраны помещений от несанкционированного проникновения в эти помещения людей или предупреждения о таком проникновении, а также для контроля местоположения и перемещения людей в охраняемом или контролируемом помещении или на охраняемой или контролируемой площади. Предлагаемое устройство может использоваться самостоятельно, а также совместно с другими охранными устройствами и системами с целью повышения степени надежности охраны и контроля различных помещений и площадей.

Известен датчик сигнала тревоги на основе пьезоэлектрического преобразователя, предназначенный для регистрации механического воздействия на охраняемый объект и преобразования сигнала механического воздействия в сигнал тревоги и содержащий пьезоэлектрический преобразователь, включающий пьезоэлемент, установленный в цепи обратной связи блока формирования импульсов (Патент №2168213, МПК G 08 B 13/02, 13/16 - аналог).

Подобного типа устройства применяются в основном для защиты окон охраняемых помещений и не выполняют функцию охраны в случае проникновения в помещение не через окна, а иными способами, в том числе в случае “мягкого, аккуратного” проникновения и не позволяют определить точное местоположение человека в помещении и его перемещение.

Известно устройство для охранной сигнализации, срабатывающее на перемещение нарушителя в зоне, создающего сейсмические колебания грунта и распространяющие в нем волны давления. Устройство содержит чувствительные элементы с подвижными контактами, выполненными в виде кабелей, которые чувствительны к колебаниям грунта, дифференциальные усилители, блок вычисления скорости движения, блок формирования сигнала тревоги (Патент №2066476, G 08 B 13/24 - прототип).

К недостаткам прототипа можно отнести сложность размещения чувствительных элементов на охраняемой территории, которое предполагает проведение вскрытных работ, например, вскрытие грунта или пола для размещения чувствительных элементов (кабелей). Данное устройство также не позволяет определить точное местоположение человека и точную траекторию его перемещения на охраняемой площади.

Задача изобретения - повышение эффективности контроля за перемещением и расположением людей (определение координат), в том числе нарушителей, на охраняемом объекте (помещении, территории) повышение надежности определения проникновения нарушителя на охраняемый объект и точного местоположения (координат) его на этой территории.

Технический результат достигается тем, что чувствительный элемент представляет собой многослойное напольное покрытие из электропроводных и диэлектрических, в том числе эластичных, упругих и гидростойких материалов.

Технический результат достигается тем, что устройство для охранной сигнализации, содержит чувствительный элемент с подвижными контактами и блок формирования сигнала тревоги, причем чувствительный элемент представляет собой напольное покрытие и состоит, по меньшей мере, из трех слоев эластичного электропроводного материала, причем верхний и нижний слои, выполнены из упругого эластичного электропроводного материала в виде протяженных участков (рифов), причем рифы нижнего слоя расположены перпендикулярно рифам верхнего слоя, внутренний слой покрытия выполнен из пористого эластичного электропроводного материала, торцы рифов верхнего и нижнего слоев подключены к контактным жилам многопроводных кабелей (шинам), которые подключаются к регистрирующему блоку, подключенному к блоку формирования сигнала тревоги и (или) индикации.

Результат достигается также тем, что чувствительный элемент содержит верхний и нижний защитные слои, обладающие диэлектрическими, гидрофобными, антистатическими свойствами, а также стойкостью к механическим воздействиям.

Результат достигается также тем, что рифы верхнего и нижнего слоев находятся внутри внутреннего слоя многослойного покрытия.

Результат достигается также тем, что рифы верхнего слоя находятся снаружи внутреннего слоя (выступают наружу), а рифы нижнего слоя находятся внутри внутреннего слоя многослойного покрытия, причем, пространство между рифами верхнего слоя заполнено эластичным и упругим диэлектрическим пористым материалом.

На чертежах представлено устройство для охранной сигнализации. На фиг.1 - многослойный чувствительный элемент, представляющий собой напольное покрытие, вид сверху; на фиг.2 - вид А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид В-В на фиг.1; на фиг.4 - многослойный чувствительный элемент с защитными слоями, вид сбоку; на фиг.5 - упрощенная схема соединения чувствительного элемента с регистрирующим блоком; на фиг.6 - эквивалентная схема фиг.5.

Устройство для охранной сигнализации содержит чувствительный элемент (напольное покрытие) 1, представляющий трехслойное электропроводящее покрытие (фиг.1), например, из электропроводной резины, который размещается на поверхности пола охраняемого и/или контролируемого помещения. Наружные слои чувствительного элемента (покрытия) состоят из рифленых электропроводных поверхностей: верхнего слоя 2 и нижнего слоя 3. Поверхность верхнего слоя 2 и поверхность нижнего слоя 3 образована протяженными рифами 4 из плотного эластичного упругого электропроводного полимера, например, из плотной электропроводной резины.

Рифы 4 верхнего слоя 2 перпендикулярны рифам 4 нижнего слоя 3. Внутренний слой 5 - пористый эластичный электропроводный материал, например, пористая электропроводная резина. Материал этого слоя способен при локальном действии на него внешней силы, например давления ступни человека, упруго деформироваться (изгибаться и уплотняться) и значительно изменять свою электропроводность (электрическое сопротивление) в месте деформации.

Рифы 4 верхнего слоя 2 и нижнего слоя 3 могут находиться внутри внутреннего слоя 5 или рифы 4 верхнего слоя 2 могут находиться снаружи внутреннего слоя 5 (выступают наружу), а рифы 4 нижнего слоя 3 - внутри внутреннего слоя 5. При этом пространство между рифами верхнего слоя 2 может быть заполнено эластичным и упругим диэлектрическим пористым материалом. Это придаст дополнительную механическую и диэлектрическую прочность верхнему слою 2 и предотвратит засорение пространства между рифами.

Верхний 2 и нижний 3 слои чувствительного элемента (покрытия) 1 могут быть дополнительно покрыты защитными слоями 6 и 7 (фиг.4), обладающими диэлектрическими и гидрофобными свойствами (предотвращающими попадание влаги на электропроводную резину), стойкостью к механическим воздействиям.

Статические заряды отводятся наружной поверхностью верхнего защитного слоя 6 чувствительного элемента (покрытия) 1.

Этот слой 6 расположен на верхнем слое 2 покрытия 1 и состоит из двух слоев: наружного защитного слоя (не показано) из тонкого эластичного и упругого плотного электропроводного материала с гидрофобными свойствами, например, плотной электропроводной резины и из внутреннего защитного слоя (не показано) из тонкого эластичного и упругого диэлектрического материала, например, из неэлектропроводной резины.

Верхний защитный слой 6 выполняет также функцию защиты покрытия 1 от механических повреждений и предотвращает попадание влаги на электропроводную поверхность верхнего слоя 2 и внутреннего слоя 5. Кроме того, наличие этого слоя позволяет проводить влажную чистку покрытия без ущерба для его электропроводных свойств.

Снизу покрытия 1 находится нижний защитный слой 7, который выполняет функцию механической, диэлектрической и влагозащиты нижнего слоя 3. Этот слой выполнен из эластичного плотного диэлектрического материала с гидрофобными свойствами.

С одного края покрытия 1, например левого, к торцам рифов верхнего слоя присоединяются электрические проводники (не показано), например, отдельные жилы многопроводного кабеля 8, с другого края покрытия 1, например нижнего, к торцам рифов нижнего слоя присоединяются такие же электрические проводники, например отдельные жилы другого многопроводного кабеля 9.

Оба кабеля (шины) объединяются в общий кабель 10 и подключаются к регистрирующему блоку 11 и через него к блоку 12 формирования сигнала тревоги и/или блоку 13 индикации.

На фиг.6 показана эквивалентная схема фиг.5, где 14 - условное обозначение одного из рифов 4 верхнего слоя 2, 15 - условное обозначение одного из рифов 4 нижнего слоя 3, 16 - условное обозначение области внутреннего слоя 5, находящейся в месте пересечения рифа 4 верхнего слоя и рифа 4 нижнего слоя. Стрелками показано протекание тока (или прохождение сигнала) по участку цепи, образованному двумя взаимно перпендикулярными рифами верхнего и нижнего слоя и областью внутреннего слоя в месте их пересечения в момент надавливания.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В ненагруженном состоянии (в отсутствие действия внешней силы), удельное электрическое сопротивление рифов 4 в сравнении с удельным электрическим сопротивлением внутреннего (среднего) слоя 5 значительно меньше, так как рифы изготовлены из более плотного электропроводного материала с низким удельным электрическим сопротивлением. Поэтому при локальном надавливании на покрытие 1 наиболее сильно деформируется и увеличивает свою плотность в месте деформации именно внутренний слой 5 и фактически изменяется электрическое сопротивление покрытия 1 именно в этой области внутреннего слоя.

Таким образом, при действии в каком-либо месте внешнего механического давления на покрытие 1, изменится электрическое сопротивление всех трех слоев, составляющих покрытие. Сопротивление сжатой области внутреннего пористого слоя 5 в этом месте значительно уменьшится. Сопротивление двух других слоев в этом месте изменится, но не так значительно, как сопротивление внутреннего слоя.

С одного края покрытия 1, например левого, к торцам рифов верхнего слоя присоединяются электрические проводники (не показано), например отдельные жилы многопроводного кабеля (шины) 8, с другого края покрытия 1, например нижнего, к торцам рифов нижнего слоя присоединяются такие же электрические проводники, например отдельные жилы другого многопроводного кабеля (шины) 9.

Оба кабеля объединяются в общий кабель 10 и подключаются к регистрирующему блоку 11. Регистрирующий блок 11 поочередно измеряет сопротивление каждой цепи, образованной участком рифа верхнего слоя, средним слоем и участком рифа нижнего слоя у1 и х1, х2...хn; у2 и х1, х2...хn и так далее и отыскивает точки с минимальным сопротивлением или с максимальным изменением электрического сопротивления в сравнении с исходным значением. Отличие сопротивления от заданного говорит о месте деформации чувствительного элемента (покрытия) 1.

Таким образом, поочередно измеряя сопротивление каждой цепи, образованной участком рифа верхнего слоя, средним слоем и участком рифа нижнего слоя, можно определить изменение (уменьшение) сопротивления в любой области трехслойного покрытия, где на него оказано внешнее механическое давление. Эта область и будет местом расположения человека или какого-либо предмета в помещении (салоне самолета) в определенный момент времени. Перемещение какого-либо объекта, например человека, внутри помещения по поверхности покрытия 1 будет сопровождаться "перемещением" области пониженного сопротивления покрытия. Регистрация "перемещения" этого сопротивления позволит следить за реальным перемещением этого объекта (человека, предмета).

Информация с регистрирующего блока может передаваться различными способами, например по проводным линиям связи или по радиоканалу, на устройство 12 тревожной сигнализации и/или на устройство 13 индикации положения и перемещения контролируемого объекта, например человека или какого-либо предмета. Устройство тревожной сигнализации и устройство индикации положения и перемещения может размещаться на значительном удалении от охраняемого и/или контролируемого объекта. Информация, поступающая на эти устройства от регистрирующего блока, может запоминаться как в самом регистрирующем блоке, так и в самих этих устройствах для последующего анализа тревожных событий.

Таким образом, регистрация локальных изменений электросопротивления внутреннего слоя 5 покрытия 1 позволяет отслеживать ситуацию на охраняемом и/или контролируемом объекте в реальном режиме.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволит осуществлять надежный контроль за несанкционированным проникновением людей в охраняемое помещение и расположением и перемещением людей в этом помещении. Кроме этого, данное устройство можно использовать в салонах самолетов для контроля за расположением и перемещением пассажиров внутри салонов, что важно для обеспечения безопасности полетов.

Заявляемое устройство может найти широкое применение не только в области охранной сигнализации, но и других областях, в том числе на стадионе во время соревнований по бегу - фиксирование момента старта участников соревнований, динамики прохождения дистанции и финиша.

Преимуществом заявляемого устройства является то, что нарушитель обязательно будет перемещаться по покрытию и, следовательно, обнаружит себя.

Устройство предназначено для охранной сигнализации и может быть использовано для охраны помещений от несанкционированного проникновения в эти помещения людей или предупреждения о таком проникновении, а также для контроля местоположения и перемещения людей в охраняемом помещении. Техническим результатом является повышение степени надежности охраны и контроля различных помещений и площадей. Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит чувствительный элемент, представляющий собой напольное покрытие, состоящее, по крайней мере, из трех слоев эластичного электропроводного материала, при этом верхний и нижний слои выполнены из упругого эластичного электропроводного материала в виде рифов, причем рифы нижнего слоя расположены перпендикулярно рифам верхнего слоя, внутренний слой покрытия выполнен из пористого эластичного электропроводного материала, торцы рифов верхнего и нижнего слоев подключены к регистрирующему блоку, подключенному к блоку формирования сигнала тревоги и (или) индикации. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для охранной сигнализации, содержащее чувствительный элемент с подвижными контактами, блок формирования сигнала тревоги, отличающееся тем, что чувствительный элемент представляет собой напольное покрытие и состоит, по меньшей мере из трех слоев эластичного электропроводного материала, причем верхний и нижний слои выполнены из упругого эластичного электропроводного материала в виде протяженных участков (рифов), причем рифы нижнего слоя расположены перпендикулярно рифам верхнего слоя, внутренний слой покрытия выполнен из пористого эластичного электропроводного материала, торцы рифов верхнего и нижнего слоев подключены к контактным жилам многопроводных кабелей (шинам), которые подключаются к регистрирующему блоку, подключенному к блоку формирования сигнала тревоги и (или) индикации.2. Устройство для охранной сигнализации по п.1, отличающееся тем, что чувствительный элемент дополнительно содержит верхний и нижний защитные слои, обладающие диэлектрическими, гидрофобными, антистатическими свойствами, а также стойкостью к механическим воздействиям.3. Устройство для охранной сигнализации по п.1, отличающееся тем, что рифы верхнего и нижнего слоев находятся внутри внутреннего слоя многослойного покрытия.4. Устройство для охранной сигнализации по п.1, отличающееся тем, что рифы верхнего слоя находятся снаружи внутреннего слоя (выступают наружу), а рифы нижнего слоя находятся внутри внутреннего слоя многослойного покрытия.5. Устройство для охранной сигнализации по п.4, отличающееся тем, что пространство между рифами верхнего слоя заполнено эластичным и упругим диэлектрическим пористым материалом.