Устройство для тревожной сигнализации Советский патент 1993 года по МПК G08B13/26 

Изобретение относится к автоматике, в частности к тревожной сигнализации, и может быть использовано Для защиты предметов.

Известно устройство контроля объекта, в котором обшивка самолета или- автомобиля является чувствительным элементом.

Чувствительный элемент и земля образуют конденсатор, который включен в качестве задающего частоту генератора. К выходу генератора последовательно подключены блок обработки и блок индикации. Прикосновение нарушителя к обшивке самолета вызывает изменение частоты генератора, что приводит устройство к выдаче сигнала тревоги.

Недостатками этого устройства являются невозможность контроля нескольких охраняемых объектов, а также его низкая чувствительность и помехоустойчивость,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для защиты объектов, содержащее ЧЭ по количеству контролируемых объектов, подключенные через коммутатор к входу генератора, преобразователь кода, блок тревожной сигнализации и блок индикации. В этом устройстве коммутатор на определенный промежуток времени подключает поочередно чувствительные элементы к контуру генератора. Если в зоне действия какого-либо ЧЭ появится нарушиХ|

Ю (Л

Јь Ю О

тель, то частота генератора изменяется, а сигнал поступает на блок тревожной сигнализации, который преобразует изменение частоты в изменение амплитуды, осуществляет аналоговую фильтрацию и фиксирует сигнал пороговым устройством.

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, которая выражается в срабатывании устройства при приближении постороннего объекта к ЧЭ. 4fo является нежелательным, например, при охране витрин магазинов, где приближение к ним покупателей неизбежно. Этот недостаток обусловлен наличием краевого эффекта емкости ЧЭ, Кроме этого, при значительном удалении ЧЭ от генератора на емкость ЧЭ оказывает влияние емкость соединительных проводов, что приводит к снижению чувствительности устройства, а режим непрерывной генерации.снижает скрытность работы устройства.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и чувствительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для тревожной сигнализации, содержащее основные емкостные чувствительные элементы - по количеству контролируемых объектов, выходы которых соединены с информационными входами первого коммутатора, формирователь кода объекта, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, частотный детектор, выход которого подключен к фильтру нижних частот, выход которого подключен к входу бпока индикации, введены операционный усилитель, задающий элемент, делитель напряжения, второй коммутатор и дополнительные емкостные чувствительные элементы, каждый из которых размещен по контуру соответствующего основного емкостного чувствительного элемента в зоне действия его краевого эффекта, выходы дополнительных емкостных чувствительных элементов подключены к информационным входам второго коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя кода объекта, выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя, выход которого подключен к входу частотного детектора и через задающий элемент к своему инвертирующему входу, первый вывод делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод - к выходу операционного усилителя, а третий вывод- к шине нулевого потенциала

На фиг. 1 приведена блок схема предлагаемого устройства: на фиг. 2 - пример реализации ЧЭ.

Устройство для тревожной сигнализации содержащее N основных чувствительных элементов (ЧЭ) С1 и N дополнительных чувствительных элементов С2, первый коммутатор 3 (в качестве которого может быть использован мультиплексор серии 564), вто0 рой коммутатор 4, операционный усилитель 5, делитель напряжения 6 выполненный на резисторах R7, R8, задающий элемент R9, формирователь кода объекта 10, частотный детектор 11, фильтр нижних частот 12, поро5 говый блок 13, блок индикации 14, генератор прямоугольных импульсов 15, счетчик 16, при этом основные чувствительные элементы С1 соединены с входами коммутатора 3, вход управления которого соединен с

0 формирователем кода объекта 10 и входом управления коммутатора 4, к входам которого подключены дополнительные чувствительные элементы С2. Выходы коммутатора 3 подключены к инвертирующему входу уси5 лителя 5, а выходы коммутатора 4 подключены к неинвертирующему входу усилителя 5, при этом инвертирующий вход усилителя 5 соединен через задающий элемент R9 с его выходом, неинвертирующий вход соеди0 нен с первым выводом делителя напряжения 6, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, а третий - к шине нулевого потенциала. Выход усилителя 5 соединен с последовательно со5 единенными частотным детектором 11, фильтром нижних частот 12, пороговым блоком 13. блоком индикации 14. Формирователь кода объекта 10 С9держит последовательно соединенные генератор

0 импульсов 15 и счетчик 16, выходы которого являются выходами формирователя кода объекта 10.

Устройство работает следующим образом.

5 Коммутаторы 3, 4 в зависимости от кода на выходе преобразователя 9 производят синхронное подключение чувствительных элементов С1 и С2 к соответствующим входам усилителя 5 на время, определяемое

0 частотой генератора 15. Усилитель 5 с элементами R7, R8, R9, С1 образует генератор импульсов, при этом элементы усилителя 5, R7, R8 образуют триггер Шмитта с порогом срабатывания, заданным делителем R7. R8

5 и С2, значение которого определяется выражением:

и R7 ср R7+R8(1 +pR7 -С2) Ш В выражении (1) принято, что между R7 и С2 существует параллельное соединение.

Для работы устройства тревожной сигнализации необходимо наличие на выходе усилителя 5 треугольных импульсов, что осуществляется выбором значения периода следования импульсов из условия:

-чых.тах

и

tg

где Увых-тах - значение напряжения насыщения усилителя;

tg p- значение скорости нарастания выходного напряжения усилителя.

Рассмотрим реакцию генератора треугольных импульсов на выходе усилителя 5 при приращении одной из емкостей С1, С2.

Увеличение емкости С1 приводит к уве- личению постоянной времени С1 R9, что приводит к увеличению периода следования импульсов Тик увеличению их выходного уровня.

Увеличение же емкости С2 приводит к уменьшению порога срабатывания триггера Шмитта согласно выражению (1), что уменьшает период следования импульсов Т и приводит к уменьшению их уровня. Отсюда можно заключить, что увеличение емкостей С1, С2 оказывает противоположное влияние на уровень выходного сигнала усилителя 5, что соответствует дифференциальному включению основного и дополнительных ЧЭ. Емкость С1 основного ЧЭ (см.фиг. 2) образована электродом из токопроводного материала, с поверхностью большей размера охраняемого объекта, и поверхностью земли. На фиг. 2 охраняемый объект размещается вблизи основного ЧЭ. Для исклю- чения краевого эффекта основного ЧЭ на необходимом расстоянии от него размещается дополнительный ЧЭ меньшей площадью с емкостью С2. Приближение постороннего объекта к дополнительному ЧЭ вызывает увеличение емкости С2, что приводит к уменьшению выходного уровня усилителя 5 по сравнению с исходным. Проникновение же нарушителя в зону основного чувствительного элемента вызывает увеличение С1, а так как основной ЧЭ выполнен большей площадью по сравнению с дополнительным, изменение емкости А С1 Д С2, что приведет к увеличению

уровня на выходе усилителя 5 по сравнению с исходным.

Сигнал с выхода усилителя 5 (см.фиг, 1) поступает на последовательно соединен ные частотный детектор 11, фильтр нижних частот 12 с частотой среза, определяемой действием нарушителя на ЧЭ, пороговый блок 13, блок индикации 14, сигнализирующий о действии нарушителя на охраняемый обьект.

Практически было установлено, что, выполняя условие (2) и меняя постоянную времени R9 С1 с помощью задающего элемента R9, можно добиться такого состояния усилителя 5, при котором генерация импульсов на его выходе будет наблюдаться только при действии нарушителя на чувствительные элементы С1, С2.

Отсутствие генерации на выходе усилителя 5 объясняется высоким порогом срабатывания триггера Шмитта, заданным в соответствии с выражением (1), и значением постоянной времени С1 R9, при котором напряжение на выходе усилителя 5 не достигает значения порога.

Преимуществом заявляемого устройства по сравнению с прототипом является более высокая помехоустойчивость, обусловленная ограничением краевого эффекта основного ЧЭ, что позволяет формировать локальную зону обнаружения вокруг охраняемого объекта, создание которой необходимо при охране витрин магазинов, где подход человека к охраняемой витрине неизбежен.

Устройство имеет более высокую чувствительность за счет устранения влияния паразитной емкости соединительных проводов.

Создание управляющего сигнала за счет введения дополнительного ЧЭ позволяет получить режим генерации только при наличии нарушителя, что обеспечивает скрытность работы устройства. Кроме этого заявляемое устройство может формировать сигнал пожарной сигнализации при замене в устройстве резистора R7 терморезистором с отрицательным ТКС.

Изобретение относится к автоматике, в частности к тревожной сигнализации. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, чувствительности и скрытности работы устройства. Устройство содержит основные и дополнительные чувствительные элементы. ЧЭ, два коммутатора, операционный усилитель, охваченный положительной и отрицательной обратными связями, формирователь кода объекта, последовательно соединенные частотный детектор, фильтр нижних частот, пороговое устройство, блок индикации. Чувствительные элементы через соответствующие коммутаторы соединены с входами операционного усилителя, выход которого соединен с входом амплитудного детектора. Управляющие входы коммутаторов соединены с выходом формирователя кода объекта. Введение дополнительных ЧЭ меньшей площадью, чем основные, позволяет повысить помехоустойчивость и чувствительность устройства за счет устранения краевого эффекта основных ЧЭ и влияния соединительных проводов. Выбор определенного значения управляющего сигнала обеспечивает режим генерации только при нахождении нарушителя в зоне обнаружения. 2 ил. ел

Формула изобретения Устройство для тревожной сигнализации, содержащее основные емкостные чувствительные элементы по количеству контролируемых объектов, выходы которых соединены с информационными входами

первого коммутатора, формирователь кода объекта, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, частотный детектор, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу порогевого блока, выход которого подключен к входу блока, индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойг чивости и чувствительности устройства, в него введены операционный усилитель, задающий элемент, делитель напряжения, второй коммутатор и дополнительные емкостные чувствительные элементы, каждый из которых размещен по контуру соответствующего основного емкостного чувствительного элемента в зоне действия его краевого эффекта, выходы дополнительных емкостных чувствительных элементов подключены к информационным входам второго комму-L«I

k

ЛИ

татора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя кода объекта, выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя, выход которого подключен к входу частотного детектора и через задающий элемент к своему инвертирующему входу, первый вывод делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод - к выходу операционного усилителя, а третий вывод - к шине нулевого потенциала.

Фиг.1

fiofapxнос/ль земли

Фиг.2.