УСТРОЙСТВО для ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Советский патент 1971 года по МПК G03B13/18 

Изобретение относится к устройствам электронной автоматики. Устройство может быть применено для целей охранной и пожарной сигнализации.

Известны ультразвуковые приборы охранной-ножарной сигнализации, содержащие генератор ультразвуковой частоты, излучающий и приемный преобразователи, усилитель несущей частоты, детектор, усилитель низкой частоты, фильтры верхних и нижних частот, выпрямители, накопитель суммарного сигнала, преобразователь сигнала из постоянного в переменный, дополнительный усилитель и исполнительный блок.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем установлен подключенный к частотным фильтрам через триггер с RC-цепью на выходе и эмиттерпый повторитель, блок контроля работы генератора, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторах, общая точка которых через резистор, стабилитрон и выпрямитель подключена к генератору.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; па фиг. 2 - графики, поясняющие припцип помехозащищенности прибора.

колебания преобразуются в акустические колебания воздуха той же частоты, излучаемые в охраняемое помещение. В том помещении расположены приемные преобразователи , преобразующие колебания воздуха в электрический с 1гнал, который подается на вход усплителя 4, с пего на детектор 5 и далее на усилитель низкой частоты 6. В результате интерференции прямых и отраженных акустических волн в охраняемом помещении создается сложное ультразвуковое ноле.

Когда в охраняемом помещенпп оказывается движущийся человек или очаг пламени в 15 сигнале, приходящем на вход усилителя 4, появляются дополнительно колебания боковых частот, отличающиеся от несущей частоты.

Спектр этих частот имеет примерио равную амплитуду в диапазоне 2 т 80 гц для скорости

0 движения 0,3 1 м/сек. Спектр частот, вызываемый нормальными конвекционными движениями воздуха от батарей системы центрального отоплеппя, сквозняков и естественной вентиляции, хотя и лежит в этом же диапазоне, но имеет различие в амплитуде частотных составляющих. Амплитуда спектра в диапазоне 3-8 гц значительно больше, чем в диапазоне 25-45 гц. Сокрость потока воздуха может достичь таких величин, которые прпвоДля предотвращения срабатывания от конвекционных потоков воздуха в устройстве использован метод частотного разделения выделенного детектором низкочастотного сигнала по двум каналам: каналу высокой частоты и каналу низкой частоты или каналу компенсации, в которых применены активные полосовые фильтры 7 и 8 соответственно. На выходе каждого из каналов стоит детектор 9 (10) и фильтр /; (12).

Продетектированное напряжение высокой частоты снимается в отрицательной полярности, а канала компенсации - в положительной полярности, и оба напряжения подаются на вход эмиттерного повторителя 13, где происходит их алгебраическое суммирование.

При разработке предлагаемого устройства было установлено, что уровень сигнала от конвекционных потоков индивидуален для каждого помещения. Онтимальным является такое отношение коэффициентов усиления, когда суммарный сигнал от конвекционных потоков при сравнении становится близок к нулю.

Такая настройка осуществляется введением в устройство но каналу комненсации усилителя 14, с нагрузки которого 15 снимается сигнал на фильтр низкой частоты 8.

Уровень необходимого сигнала компенсации контролируется но встроенному стрелочному прибору 16, включенного на выходе эмиттерного повторителя 13 с целью исключения реакции входного сопротивления прибора на входной сигнал.

При движении человека в помещении или возникновении пламени отрицательиый сигнал но каналу высокой частоты нри суммировании преобладает над сигналом но каналу компенсации. Этот сигнал приводит к срабатыванию порогового устройства 17, вынолненного по схеме триггера Шмидта, играющего роль анализатора уровня входного сигнала. С выхода триггера сигнал поступает на интегрирующую RC цепь (резистор 18 и конденсатор /9), с помощью которой осуществляется селекция сигналов по длительности. Постоянная времени интегрирования т выбрана равной 1,5-2 сек. Любой сигнал короче этого времени не приходит на ключевую схему оконечного релейного каскада. Этому препятствует опорный диод 20, который открывается только тогда, когда напряжение на конденсаторе 19, заряжающемся калиброванным но амплитуде напряжением с триггера, достигает порога открывания диода 20. Следовательно, сигналы от нарущителя или очага пожара, длительность которых превышает длительность помехи, беспрепятственно проходят на ключевую схему оконечного релейного каскада.

При действии серии случайных импульсных помех нанрял ение на конденсаторе 19 не накапливается благодаря нрименению разрядного диода 21, через который этот конденсатор быстро разряжается по окончании дейстВИЯ сигнала с порогового устройства 17.

На фиг. 2 даны графики, поясняющие работу схемы помехозащищенности устройства: а - длительность и уровень помех и сигнал от движущегося человека на выходе норогового устройства (триггера) 17, б-сигнал на выходе устройства 17, в-сигналы на конденсаторе 19, г - сигнал на входе ключевой схемы 22.

Непрерывный контроль работоспособности

генератора возможен благодаря подаче напряжепия генератора в ключевую схему оконечного каскада. Напряжение с выхода генератора / подается через трансформатор 25 одновременно на излучающий электроакустический преобразователь 2 и на выпрямительную цень 24. Выпрямленное напряжение с выхода цепи 24 подается на стабилитрон 25, который необходим ввиду того, что генератор регулируется по выходному напряжению. Со стабилитрона отрицательное напряжение подается через резистор 26 на базу транзистора 27 и одновременно на коллектор транзистора 28. При этом в отсутствие сигнала с триггера транзистор 28 закрыт нулевым смещением по

базе, а транзистор 27 открыт, и через реле 2 протекает ток. При выходе из строя генератора I (исчезло выходное напряжение или произошло короткое замыкание в подводящем кабеле к преобразователю 2) транзистор 27 запирается нулевым смещением по базе, реле 29 обесточивается, и контакты 30 размыкаются, сигнализируя о наличии сигнала тревоги.

Если генератор иснравлен, а сигнал с иорогового устройства /7 имеет достаточную

длительность (см. фиг. 2), транзистор 2S открывается. Потенциал базы транзистора 27 становится близок к нулю, и он запирается. Реле 29 обесточивается, и через контакты 30 выдается сигнал тревоги.

П р е д м е т и 3 о б р е т е н и я

Устройство для тревожной сигнализации ультразвукового типа, содержащее генератор, излучающий и приемный преобразователи,

усилители, детектор, частотные фильтры, выпрямители и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в нем установлен, подключенный к частотным фильтрам через триггер с RC-цепью на выходе и эмиттерный повторитель, блок контроля работы генератора, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторах, общая точка которых через резистор, стабилитрон и выпрямитель

подключена к генератору. 2 3

Сигнала треНоги

Помеха Л

Сигнал