Средство заградительного типа для обнаружения нарушителей Российский патент 2021 года по МПК G08B13/12 

Изобретение относится к конструкции систем тревожной сигнализации, а именно устройствам использующих комбинированный способ обнаружения нарушителей, основанный на одновременной регистрации изменения магнитного поля и контроля перемещения чувствительного элемента вызванных воздействием на него нарушителя при попытках пересечения им охраняемого рубежа.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип является описанная в патенте US 4367459 система обнаружения вторжения нарушителей, выполненная в виде многосекционного, полноростового заграждения, каждая секция которого состоит из нескольких сегментов проволоки образующих, по сути, распределенный чувствительный элемент (трос или проволока) закрепленный при помощи пружин на крайних опорах секции заграждения и поддерживаемого промежуточными опорами. При этом сам датчик закреплен на специальной опоре, расположенной посредине секции и связан с чувствительным элементом заграждения при помощи туго натянутой проволоки. В случае попытки преодоления происходит смещение чувствительного элемента, которое приводит к смещению туго натянутой проволоки вызывающей срабатывание и появление на выходе датчика электрического сигнала.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие - средство заградительного типа для обнаружения нарушителя, включающее конечные и промежуточные опоры, на которых в несколько ярусов размещен подпружиненный проводной чувствительный элемент; как минимум на одной из конечных опор размещен соединенный посредством пружин с проводным чувствительным элементом передающий сигнал элемент, подсоединенный как минимум одному датчику контроля его натяжения.

Данный прототип обладает высокой обнаружительной способностью, однако в случае воздействия на сегмент чувствительного элемента птицы средних размеров, может привести к ложному срабатыванию. Вызвать ложное срабатывание может и воздействие на чувствительный элемент ветровых порывов. Также в данном прототипе отсутствует возможность фиксации медленно-динамических воздействий, приводящих к преодолению заграждения за счет медленного смещения нарушителем чувствительного элемента.

Технический задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение является повышение эффективности обнаружения попыток преодоления охраняемого периметра, предотвращение ложных срабатываний, а также надежности работы.

Для решения данных технических проблем средство заградительного типа для обнаружения нарушителей, включающее конечные и промежуточные опоры, на которых в несколько ярусов размещен подпружиненный проводной чувствительный элемент; как минимум на одной из конечных опор размещен соединенный посредством пружин с проводным чувствительным элементом передающий сигнал натяжения элемент, подсоединенный как минимум к одному датчику контроля натяжения, в отличие от прототипа, чувствительный элемент выполнен из нечетного числа ярусов одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводов, включающих жилы из стальной и токопроводящей (как правило, медной) проволоки (кабель типа П-274М - полевки), образующих снабженный блоком обработки сигнала индукционный чувствительный элемент, сегменты кабеля при этом образуют два одновитковых восьмиобразных дифференциальных датчика с образованием пространственно-распределительных контуров, чувствительных к их перемещению нарушителем в постоянном магнитном поле Земли, передающий сигнал перемещения (натяжения) элемент выполнен в виде силовой планки (в прототипе жесткой проволоки), снабженной группой тензометрических датчиков для измерения прикладываемого усилия к силовыми планками относительно конечных опор. Кроме того, дополнительно, заградительное средство обнаружения может быть оборудовано защитной проволокой, которая туго натянута над верхним проводом чувствительного элемента, для исключения возможности посадки птиц на провода чувствительного элемента, и, как следствие, снижения числа ложных срабатываний. Также, дополнительно для большей защиты от повреждения и ложных срабатываний средство обнаружения может быть снабжено расположенным снаружи его заграждением из колючей проволоки, которое может предохранить, например от проникновения диких животных или случайных нарушителей.

Благодаря наличию данных отличительных признаков получено комбинированное средство обнаружения нарушителя заградительного типа, работа которого основана на объединении двух принципов действия - первом - вибромагнитометрическом, основанном на изменении конфигурации приведенного контура в магнитном поле Земли, и втором -основанном на контроле натяжения проводов чувствительного элемента (как в прототипе). Данное средство включает распределенный полноростовой индукционный чувствительный элемент под натяжением. Индукционный проводной чувствительный элемент, закрепленный при помощи пружин на силовых планках и поддерживаемый промежуточными опорами выполнен из нечетного числа N одинаковых сегментов скрученных в пару проводов типа П-274М (при допустимом снижении сопротивления изоляции до Шом), образующих в свою очередь одновитковый "8-образный" дифференциальный пространственно-распределенный контур, чувствительный к изменению конфигурации в постоянном магнитном поле Земли под действием нарушителя. Выбор материала проводов, включающих жилы из стальной и токопроводящей проволоки (кабель типа П-274М - полевки) обусловлен тем, что одновременно являясь токопроводящим, данный провод за счет наличия стальной составляющей слабо подвержен временным и температурным деформациям (растяжению-сжатию). Устройство контроля натяжения нитей индукционного чувствительного элемента состоит из группы тензометрических датчиков, которые измеряют прикладываемое усилие к силовым планкам относительно конечных опор, контроль перемещения выполнен на основе датчиков преобразующих постоянно приложенное усилие в величину изменения сопротивления независимо от времени и степени воздействия на него. Сигналы с индукционного элемента и датчиков перемещения поступают на блок обработки, где происходит их усиление, фильтрация и дальнейшая алгоритмическая обработка. За счет этого значительно повышается эффективность обнаружения попыток преодоления охраняемого периметра, предотвращаются ложные срабатывания, а также за счет наличия второй системы обнаружения, при выходе из строя одной из них, обеспечивается функционирование средства обнаружения. Кроме того, дополнительно, заградительное средство обнаружения может быть оборудовано специальной проволокой, которая туго натянута над верхним проводом чувствительного элемента, для исключения возможности посадки птиц на провода чувствительного элемента, и, как следствие, снижения числа ложных срабатываний.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано для охраны периметра различных объектов или протяженных рубежей, где требуется высокая степень обнаружения нарушителя, с одновременно минимальным количеством ложных срабатываний.

Изобретение поясняется рисунками фиг. 1-4.

На рисунке фиг. 1 изображен общий вид фрагмента полноростового средства обнаружения.

На рисунке фиг. 2 изображена структурная схема подключения составных частей из состава полноростового средства обнаружения.

На рисунке фиг. 3 изображен общий вид полноростового средства обнаружения дополнительно защищенный заграждением из колючей проволоки.

На рисунке фиг. 4 изображена укрупненно опора конечная

На рисунках фиг. 1-4 обозначены:

1 - индукционный чувствительный элемент;

2 - планка силовая;

3 - пружина;

4 - датчик контроля перемещения;

5 - опора конечная;

6 - опора промежуточная;

7 - защитная проволока;

8 - коробка коммутационная;

9 - кабель соединительный;

10 - блок обработки сигнала (БОС);

11 - опоры заграждения;

12 - проволока колючая.

Изображенное на фиг. 1-4 комбинированное средство обнаружения нарушителя заградительного типа, основанное на объединении двух принципов действия -вибромагнитометрическом и контроле натяжения нитей кабельного чувствительного элемента, включает индукционный чувствительный элемент 1 образующий полноростовую секцию заграждения, силовые планки 2, пружины 3 натяжения сегментов индукционного элемента 1, датчики контроля перемещения 4, опоры конечные и промежуточные 5 и 6 соответственно, защитную проволоку 7, коробки коммутационные 8, кабель соединительный 9 и блок обработки сигналов 10. Индукционный чувствительный элемент 1 выполнен в виде N числа одинаковых сегментов скрученных в пару проводов, например, из провода П 274-М. Попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковый "8-образный" дифференциальный пространственно-распределенный контур, чувствительный к изменению конфигурации в постоянном магнитном поле Земли под действием нарушителя. Количество сегментов кабеля определяется высотой образуемого ими заграждения, которая в свою очередь зависит от конкретных требований к охраняемому объекту. Расстояние между соседними сегментами кабеля выбирается исходя из степени сложности преодоления заграждения на конкретной его высоте и оптимальным значением выходного сигнала генерируемого чувствительным элементом при воздействии нарушителем. Проведение исследований показало, что оптимальным является расстояние 0,1-0,25 м. Уменьшение расстоянии между сегментами кабеля меньше приведенного значения экономически не целесообразно, а при большем увеличивает вероятность преодоления нарушителем заграждения без его обнаружения. Длина одной секции заграждения варьируется от 50 до 250 метров. Промежуточная опора 6 служит для устранения провисаний чувствительного элемента 1 по всей его длине и выполняет функцию его поддержки. Индукционный чувствительный элемент при помощи пружин 3 крепится к планке силовой 2, которая вместе с датчиками контроля перемещения 4 образует устройство контроля перемещения нитей индукционного элемента 1. Длина силовой планки определяется высотой заграждения образованного из сегментов кабеля 8. Количество датчиков контроля перемещения так же зависит от высоты заграждения и варьируется от 2 до 6 штук. Максимальное количество датчиков определенно из-за экономических соображений, т.к. при увеличении числа самих датчиков, растет число каналов служащих для обработки с них сигнала, увеличивается количество проводных линий, в целом надежность системы резко падает. Датчики контроля перемещения закрепляются на опорах конечных 5. Для защиты от ложных срабатываний вызываемых птицами, при их воздействии на самый верхний сегмент индукционного элемента 1, заграждение дополнительно оснащается туго натянутой стальной проволокой 7. Коробки коммутационные 8 предназначены для коммутации сегментов индукционного чувствительного элемента 1, а так же для непосредственного подключения кабеля соединительного 9 к выходам датчиков контроля перемещения и индукционного элемента 1. Сигналы с индукционного чувствительного элемента и устройства контроля перемещения нитей поступают на блок обработки сигналов 10, расположенный в непосредственной близости от заграждения. Средство обнаружения может быть дополнительно оборудовано первичным рубежом физической защиты, состоящим из опор заграждения 11 и натянутой между ними колючей проволокой 12, такая комбинация позволяет увеличить степень защиты охраняемого объекта от проникновения на него нарушителя.

Реализация технического решения осуществляется следующим образом. На периметре охраняемого объекта осуществляют монтаж секций заграждения состоящих из конечных опор 5, между которыми при помощи пружин 3 и промежуточных опор 6 устанавливается индукционный чувствительный элемент 1, состоящий из нечетного количества сегментов и образующих в свою очередь одновитковый "8-образный" дифференциальный сигнальный датчик, образующий пространственно-распределенный контур, чувствительный к его перемещению нарушителем в постоянном магнитном поле земли и устройство контроля перемещения нитей, состоящего из силовой планки 2 и датчиков контроля перемещения 4. В непосредственной близости располагается БОС 10. При попытке преодоления заграждения, происходит смещение нитей чувствительного элемента 1 нарушителем, в результате на его выходе генерируется сигнал определенной амплитуды, который поступает на БОС 10. Так-же происходит наклон силовой планки 2 под определенным углом, в зависимости от места проникновения и силы воздействия, что приводит к изменению величины силы приложенной к датчикам контроля перемещения 4 и изменению их выходной величины измеряемой БОС 10. Сигналы, поступившие с индукционного элемента 1 и устройства контроля перемещения 4 на БОС 10 усиливаются, фильтруются и проходят дальнейшую алгоритмическую обработку, после чего выдается сигнал тревоги.

Изобретение относится к конструкции систем тревожной сигнализации. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружения попыток преодоления охраняемого периметра, повышении надежности работы, а также предотвращении ложных срабатываний. Такой результат достигается за счет того, что средство заградительного типа для обнаружения нарушителей включает конечные и промежуточные опоры, на которых в несколько ярусов размещен подпружиненный проводной чувствительный элемент; как минимум на одной из конечных опор размещен соединенный посредством пружин с проводным чувствительным элементом передающий сигнал натяжения элемент, подсоединенный как минимум к одному датчику контроля натяжения, согласно изобретению чувствительный элемент выполнен из нечетного числа ярусов одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводов, включающих жилы из стальной и токопроводящей проволоки, образующих снабженный блоком обработки сигнала индукционный чувствительный элемент, сегменты кабеля при этом образуют два одновитковых восьмиобразных дифференциальных датчика с образованием пространственно-распределительных контуров, чувствительных к их перемещению нарушителем в постоянном магнитном поле Земли, передающий сигнал перемещения элемент выполнен в виде силовой планки, снабженной группой тензометрических датчиков для измерения прикладываемого усилия к силовым планкам относительно конечных опор. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Средство заградительного типа для обнаружения нарушителей, включающее конечные и промежуточные опоры, на которых в несколько ярусов размещен подпружиненный проводной чувствительный элемент; как минимум на одной из конечных опор размещен соединенный посредством пружин с проводным чувствительным элементом передающий сигнал натяжения элемент, подсоединенный как минимум к одному датчику контроля натяжения, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен из нечетного числа ярусов одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводов, включающих жилы из стальной и токопроводящей проволоки, образующих снабженный блоком обработки сигнала индукционный чувствительный элемент, сегменты кабеля при этом образуют два одновитковых восьмиобразных дифференциальных датчика с образованием пространственно-распределительных контуров, чувствительных к их перемещению нарушителем в постоянном магнитном поле Земли, передающий сигнал перемещения элемент выполнен в виде силовой планки, снабженной группой тензометрических датчиков для измерения прикладываемого усилия к силовым планкам относительно конечных опор.

2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оборудовано защитной проволокой, которая туго натянута над верхним проводом чувствительного элемента.

3. Средство по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что снабжено расположенным снаружи его заграждением из колючей проволоки.