ЭЛЕКТРОННЫЙ ИНДИКАТОР И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G08B13/06 G09F3/03 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к системам тревожной сигнализации, и может быть использовано при разработке способов и средств контроля доступа к объекту.

Известно устройство, содержащее цилиндрический корпус, на внешней поверхности которого выполнена резьба для крепления данного устройства на контролируемый объект, внутри корпуса расположены электрически соединенные между собой источник питания, емкостной чувствительный элемент, обмотка и центральное процессорное устройство (ЦПУ). ЦПУ включает в себя микроконтроллер, кварцевый резонатор, интерфейс связи и схему измерения емкости чувствительного элемента, включающую в себя резистор (патент США №6791465, опубл. 18.04.2002, МПК F16B 41/00 G08B 21/00, F16B 31/02).

Недостатками данного устройства являются необходимость его сопряжения со считывающим устройством для передачи данных; возможность ложных срабатываний из-за температурной зависимости емкостного чувствительного элемента.

Известно устройство, представляющее собой цилиндрический корпус, в котором установлены: элемент питания; неподвижный электрод, выполненный в виде диска из керамического материала; подвижный электрод; обмотку индукционного интерфейса, центральное процессорное устройство (ЦПУ), крышку, верхнюю гайку, нижнюю гайку и тарельчатые пружины. Подвижный электрод выполнен в виде цилиндра, на внешней поверхности которого выполнена проточка. В проточку установлены тарельчатые пружины, зафиксированные нижней гайкой. Со стороны внешнего торца подвижного электрода выполнено глухое резьбовое отверстие для крепления устройства на контролируемый объект. На одну из торцевых поверхностей неподвижного электрода/керамического диска нанесено покрытие - напыление серебра. В корпусе диск установлен таким образом, что к подвижному электроду он ориентирован стороной без покрытия. Подвижный и неподвижный электроды образуют емкостной чувствительный элемент (патент РФ №2401460, опубл. 10.10.2010, МПК: G08B 21/00, F16B 31/02, F16B 41/00).

Устройство работает следующим образом.

При навинчивании устройства на резьбовую шпильку контролируемого объекта происходит сжатие тарельчатых пружин и увеличение воздушного зазора между подвижным электродом и керамическим диском/неподвижным электродом. При вывинчивании устройства под действием тарельчатых пружин происходит уменьшение воздушного зазора, что приводит к изменению емкости чувствительного элемента, регистрируемое ЦПУ как факт доступа к объекту. Информация о фактах доступа может передаваться дистанционно через индукционный интерфейс во внешнее считывающее устройство.

Недостатком данного устройства является необходимость силового сопряжения устройства с контролируемым объектом, наличие подвижных элементов в конструкции.

Задача, на достижение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании универсального устройства, сохраняющего информацию о процедуре опечатывания и информацию о попытках доступа к контролируемому объекту, исключающего возможность несанкционированной замены электронного индикаторного устройства на идентичное.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей и области применения устройства, регистрирующего факт доступа.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный электронный индикатор, согласно изобретению, содержит корпус, состоящий из двух электродов, преимущественно цилиндрической формы, разделенных диэлектрической вставкой, образующих емкостной чувствительный элемент, соединенный с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, защитного колпачка из диэлектрического материала, устанавливаемого на корпус индикатора. Защитный колпачок выполнен таким образом, что исключается удаление электронного индикатора с контролируемого объекта без снятия защитного колпачка. На внутренней поверхности защитного колпачка выполнены конструктивные элементы, входящие в зацепление с ответными конструктивными элементами на наружной поверхности корпуса и обеспечивающие фиксацию защитного колпачка от осевого перемещения после его установки на корпус электронного индикатора, причем указанные конструктивные элементы выполнены таким образом, что исключается удаление электронного индикатора с контролируемого объекта при снятии защитного колпачка. Толщина защитного колпачка выбрана из условия обеспечения требуемого уровня защиты емкостного чувствительного элемента от воздействия случайных помех.

В варианте исполнения, вовнутрь защитного колпачка со стороны его заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка, расположенная таким образом, что при установке защитного колпачка на корпус индикатора в рабочее положение, упомянутая вставка гарантированно не перекрывает диэлектрическую вставку между электродами, при этом высота кольцевой вставки по оси выбрана из условия превышения высоты диэлектрической вставки между электродами.

В варианте исполнения, один из электродов выполнен с профилированной концевой частью для соединения с ответной профилированной частью контролируемого объекта.

В варианте исполнения, на концевой части электрода, сопрягаемого с контролируемым объектом, выполнена наружная или внутренняя резьба для стыковки с контролируемым объектом.

В варианте исполнения, защитный колпачок выполнен с резьбой для соединения с контролируемым объектом.

Предложен способ применения указанного индикатора, при использовании которого, согласно изобретению, предварительно настраивают зону чувствительности индикатора по диэлектрической проницаемости среды, закрепляют корпус индикатора на контролируемом объекте, на корпус устанавливают защитный колпачок, выполненный из диэлектрического материала, за счет подбора толщины которого обеспечивают защиту устройства контроля от помех, причем электронный индикатор устанавливают на контролируемый объект таким образом, что исключается доступ к объекту без предварительного демонтажа индикатора. Факт доступа регистрируют при удаленном защитном колпачке за счет изменения входной емкости датчика доступа, которую изменяют путем введения в зону чувствительности устройства контроля предметов с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости среды.

В варианте применения способа входную емкость чувствительного элемента изменяют в момент удаления защитного колпачка путем введения в зону чувствительного элемента кольцевой металлической вставки, которую устанавливают в защитный колпачок со стороны его заходного торца, причем обеспечивают отсутствие перекрытия диэлектрической вставки между электродами металлической кольцевой вставкой при установленном защитном колпачке на корпус устройства.

Применение новой конструктивной схемы емкостного чувствительного элемента, а именно: выполнение электродов в качестве корпусных элементов и выполнение одного из электродов в виде крепежного средства, позволяет уменьшить габариты электронного индикатора, исключить подвижные элементы в конструкции, и в конечном итоге упростить ее конструкцию и снизить стоимость ее изготовления.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена схема поперечного сечения варианта электронного индикатора с наружным резьбовым стыковочным элементом, на фиг.2 показан вариант исполнения индикатора со стыковочным элементом с внутренней резьбой, на фиг.3 показана схема поперечного сечения варианта исполнения электронного индикатора с защитным колпачком с кольцевой металлической вставкой.

Электронный индикатор содержит корпус, состоящий из первого электрода 1, второго электрода 2 и промежуточной вставки 3 из электроизолирующего материала, образующих емкостной чувствительный элемент. На первом электроде 1 выполнены конструктивные элементы для крепления индикатора на контролируемом объекте. Внутри корпуса установлен источник питания 4, индуктор 5 и электронный блок 6. На корпус электронного индикатора установлен защитный колпачок 7. В варианте исполнения вовнутрь защитного колпачка 7 со стороны заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка 8.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Электронный индикатор закрепляют на контролируемом объекте, при этом на корпус электронного индикатора устанавливают защитный колпачок 7.

В случае удаления защитного колпачка 7 резко возрастает чувствительность емкостного элемента, состоящего из электрода 1, электрода 2. При внесении в зону чувствительности емкостного элемента предмета с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости среды, изменяется входная емкость чувствительного элемента, происходит формирование импульса, инициирующего запись о факте доступа с указанием даты и времени доступа во внутреннюю память электронного блока 6. Наличие индукционного интерфейса связи обеспечивает возможность передачи данных дистанционно во внешнее считывающее устройство.

В варианте исполнения защитного колпачка 7 с внутренним кольцом 8 из металлического материала формирование импульса, инициирующего запись о факте доступа, происходит уже в момент удаления защитного колпачка 7.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить эксплуатационные характеристики, снизить стоимость изготовления и расширить область применения электронного индикатора.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к системам тревожной сигнализации, и может быть использовано при разработке способов и средств контроля доступа к объекту. Технический результат заключается в снижении температурной зависимости, улучшении эксплуатационных характеристик устройства. Способ контроля доступа к объекту основан на обнаружении факта доступа по изменению диэлектрической проницаемости среды в зоне чувствительного элемента. Устройство содержит корпус, состоящий из двух электродов, разделенных диэлектрической вставкой, образующих емкостной чувствительный элемент, электрически соединенный с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком для измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, защитный колпачок. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электронный индикатор, характеризующийся тем, что он содержит корпус, состоящий из двух электродов, разделенных диэлектрической вставкой, образующих емкостной чувствительный элемент, соединенный с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, защитного колпачка из диэлектрического материала, устанавливаемого на корпус индикатора, причем защитный колпачок выполнен таким образом, что исключается доступ к корпусу индикатора, установленного на контролируемый объект, исключается удаление электронного индикатора с контролируемого объекта без снятия защитного колпачка, при этом на внутренней поверхности защитного колпачка выполнены конструктивные элементы, входящие в зацепление с ответными конструктивными элементами на наружной поверхности корпуса и обеспечивающие фиксацию защитного колпачка от осевого перемещения после его установки на корпус электронного индикатора, причем указанные конструктивные элементы выполнены таким образом, что исключается удаление индикатора с контролируемого объекта при снятии защитного колпачка.

2. Электронный индикатор по п. 1, отличающийся тем, что вовнутрь защитного колпачка со стороны его заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка, расположенная таким образом, что при установке защитного колпачка на корпус индикатора в рабочее положение упомянутая вставка гарантированно не перекрывает диэлектрическую вставку между электродами, при этом высота кольцевой вставки по оси выбрана из условия превышения высоты диэлектрической вставки между электродами.

3. Электронный индикатор по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что один из электродов выполнен с профилированной концевой частью для соединения с ответной профилированной частью контролируемого объекта.

4. Электронный индикатор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что на концевой части электрода, сопрягаемого с контролируемым объектом, выполнена наружная или внутренняя резьба для стыковки с контролируемым объектом.

5. Электронный индикатор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что защитный колпачок выполнен с резьбой для соединения с контролируемым объектом.

6. Способ применения индикатора по п. 1, характеризующийся тем, что предварительно настраивают зону чувствительности индикатора по диэлектрической проницаемости среды, закрепляют корпус индикатора на контролируемом объекте таким образом, что исключают доступ к объекту без предварительного демонтажа устройства, на корпус индикатора устанавливают защитный колпачок, выполненный из диэлектрического материала, за счет подбора толщины которого обеспечивают защиту устройства электронного индикатора от помех, причем защитный колпачок выполняют таким образом, что исключают удаление индикатора с контролируемого объекта при снятии с него защитного колпачка, факт доступа регистрируют при удаленном защитном колпачке за счет изменения входной емкости датчика доступа, которую изменяют путем введения в зону чувствительности устройства контроля предметов с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости среды.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что входную емкость чувствительного элемента изменяют в момент удаления защитного колпачка