Устройство для тревожной сигнализации Советский патент 1980 года по МПК G08B13/16 

Изобретение относится к устройствам для тревожной сигнализации на сейсмическом принципе с автоматической подстройкой чувствительности к изменяющимся условиям акустической среды и чувствительности преобразователя и может быть использовано при блокировании участков поверкности земли, заборов, труб, стен с применением преобразователей электродинамического принципа, пьезоэлектрических, электретных и трибоэлектрических. Известны устройства для тревожной сигнализации на сейсмическом принципе, содержащие сейсмический чувствительны элемент, подключенный к входу усилител выход которого соединен с блоком обработки сигнала ll. К недостат ам известных устройств следует отнести необходимость ручной регулировки чувствительности с целью получения оптимальнь1х эксплуатационны характеристик. При этом оператор долже следить за изменяющимися погодныма-,. условиями, за систематической проводимостью грунта, за изменением чувствительности преобразователя. Такая регулировка в полевых условиях утомительна, требует много времени, высокой квалификации оператора. Следует отметить, что определение условий акустической среды носит субъективный характер. Поэтому регулировка чувствительности указанным методом несовершенна. Сложность учета влияния условий акустической среды, нестабильности преобразователя и определения требуемой чувствительности состоит в том, что в устройствах для тревожной сигнализации весьма затруднен выбор характера сигнала, который можно было бы использовать в качестве достаточной и достоверной ин(}юрмации о поведении акустической среды и нестабильности преобразователя. Наиболее близко по техническому решению к предлагаемому устройство для тревожной сигнализации, содержащее ейсмический чувствительный элемент.

подключенный к входу селективного регулируемого усилителя, выход которого ешйййейе 5 :6г(Ьм детектора, выхода детектора подключен к блоку обработки , выход которого соединен с исполнительным элементом 2.

Недостатком этого устройства является его малая. Чувствительность к изменяющимся свойс твам акустической среды и нестабильности чувствительного элемента и SbicoKafl чувствительность к параметрам сигналов, динамический диапа- . Зон которых зависит от условий возбуждения.

Поэтому при наличии мощных сейсмических помех, способных динамично изменять свое расположение по отношению к чувствительному элементу, и при одновременном наличии слабых сигналов от объекта обнаружения (полезных сигналов) коэффициент усиления в устройстве сильно уменьшается независимо от условий сё см6провЬдности среды. В результате этого возможен пропуск нарушителя. Тот же эффект имеет место и в том случае, если через блокируемую зону в разных местах одновременно, но с разной интенсивностью возбуждения сейсмических колебаний, перемещаются два объекта, или один перемещается, а другой имитиргует помехи, не перемещаясь через зону. Таким образом,известные устройства Шя тревожной сигнализации имеют малую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство ввёдень генератор импульсов, имитатор калиброванных акустических колебаний, ключ, блок допусковог б йбйтроля амплитуды сигнала, блой управления и блбй кШт1эЬля, гёнера ор импульсов соединен с разрешающим входом ключа, первым входом блок:а контроля и с входом имитатора калиброванных акустических колебаний, акустически связанно- го с сейсмическим чувствительным элементом выход детектора соединен с сигнальным входом ключа, выход которого подключен к входу блбКа допуйшвоРо контроля амплитуды сигнала, первый которого через блок управления сое- динен с уттравляющим входом селективно ро регулируемого усилителя, а 15т6рой выход - со сбросовым входом блока контроля, выход которого соединен с «сполнительным элементом.

На 4fffPi 5KWnprt&Wa fttryKWpW9 Схема устройств. - - - -Устройство содержит сейсмический чуствительный элемент 1, селективный реглируемый усилитель 2, детектор 3, блок

4обработки сигналов, исполнительный элемент 5, генератор б импульсов, имитатор 7 калиброванных акустических колебаний, ключ 8, блок 9 допускового контроля амплитуды сигнала, блок 10 управления и блок 11 койтроля.

Устройство работает следующим образом.

Сейсмический чувствительный элемент 1, помещённый в акустическую среду, воспринимает акустические (сейсмические) колебания и преобразует их в электрические сигналы. Эти сигналы последовательно п Ьоходят через селективный регулируемый усилитель 2, детектор 3, блок 4 обработки сигналов на исполнительный элемент 5, Блок 4 обработки сигналов содержит элементы, обеспечивающие достаточно надежное выделение полезных сигналов на фоне помех различного происхождения.

Генератор 6 импульсов периодически, через достаточно большое время, например десятки секунд, выдает одиночные импульсы, которые поступают на вход имитатора 7 калиброванных aкycти tecкиx колебаний, расположенного вблизи дальнего конца чувствительного элемента 1.

Под действием импульса срабатьюает имитатор 7, который возбуждает импульсные механические колебания акустической среды. Сейсмический чувствительный элемент 1, воспринимая указанные колебания, преобразует их в электрические сигналы (импульсы), амтглитуйное зйа чение которых пропорционально изменяющимся условиям акустической среды или изменению коэффициента преобразования чувствительного элемента. Усиленные . сигналы, пройдя детектор 3, поступают на блок 4 обрабсхгки сигналов и не вызывают его срабатывания, так как перио следования импульсов находится вне диапазона полезных сигналов.

Одновременно каждый импульс с генератора 6 импульсов, поступая на разрешающий вход ключа 8, открывает его и обеспечивает тем самым пропуск сигнала с выхода детектора 3 на вход блока

5допускового контроля амплитуды сигнала. В блоке 9 дбПуС-кобогб контроля амплитуды сигнала происходит сравнение амплитуды продетектнрованиого сигнала

с опорным напряжйнисгм, значение которого является исходным и соответсгтвуот поминальным условиям акустической сре ды (се сейсмопровояносги) и номинальному (исходному) значению чувствитель ности преобразователя. Если пришедший сигнал отличается о опорного на допустимую величину, то на выходе блока 9 допускового контроля ам плитуды сигнала сигнал отсутствует. Ес ли же акустические свойства среды или чувствительного преобразователя под де ствием внешник условий (влажность, тем пература и т. д.), изменяются например увеличивается затухание сейсмических колебаний и уменьшается чувствительность преобразователя 1, то в этом случае амплитуда сигналов с детектора 3 уменьшается, что вызывает появление сигнала определенной полярности на выходе блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала, который поступает на блок 10 управления, где происходит усреднение поступающих сигналов. Усред ненное значение отклонений амплитуды огибающих сигналов с детектора 3 от опорного напряжения блока 9 допускрво- го контроля амплитуды сигнала воздействует на управляющий вход селективного регулируемого усилителя 2 и вызывает Увеличение его коэффициента усиления. Это увеличение происходит до тех пор, пока в блоке 9 допускового контроля амплитуды сигнала разница опорного напряжения и амплитуды сигналов с детек тора 3 не устанавливается в пределах допуска. Если же акустические свойства среды или чувствительность преобразователя, например, изменяются таким образом, что уменьшается затухание сейсмических колебаний и увеличивается чувствительность преобразователя, то на выходе блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала появляются сигналы противоположной полярности, что вызывает соответственно уменьшен ие кгаффициентра усиления селективного регулируемого усилителя 2, и чувствительность устройства становится прежней (исходной). Таким образом, осуществляется адаптация устройства под изменяющиеся усло вия акустической среды и Чувствительность преобразователя (коэффициент преобразования чувствительного элемента). При исправной работе устройства, в Том числе чувствительного элемента 1, или уменьшении его коэффициента преобразования в пределах допустимого значения на входы блока 1J контроля поступают одновременно (или с запаздыванием на допустимую величину) импульсы с генератора б импульсов и блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала соответственно. При этом на выходе блока 11 контроля сигнал неисправности отсутствует. В случае выхода из режима нормальной работы любого из элементов схемы, например, чувствительного элемента 1, селективного регулируемого усилителя 2, детектора 3, имитатора 7 калиброванных .акустических колебаний, ключа 8 или блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала, на первый вход блока 11 контроля поступают только сигналы с генератора импульсов 6. При этом, отсутствия сигналов со второго выхода блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала, не происходит установление в исходное ссютояние (сброс) блока 11 контроля и на выходе его формируется сигнал неисправности, вызывающий срабатывание исполнительного элемента. Изобретение обеспечивает надежную работу устройства в автоматическом режиме, при этом осуществляется автома-. тическая регулировка чувствительности в функциональной зависимости от изме- няющихся акустических свойств среды и коэффициента преобразования чувствительного элемента. Это приводит к постоянству ширины чувствительной зоны (зоны обнаружения), что улучшает эксплуатационные качества стройства. Полезные сигналы от нарушителя и помехи практически не оказывают лияние на регулировку чувствительности устройства. Наличие функционального втоматического контроля чувствительного элемента при постоянном или ином ыходе его из строя обеспечивает повыение надежности работы устройства в елом. Формула изобретения Устройство для тревожной сигнализаии, содержащее сейсмический чувствиельный элемент, подключенный к входу елективного регулируемого усилителя, ыход которого соединен с входом деектора, выход детектора подключен к локу обработки сигналов, выход котоого соединен с исполнительным элеменом, отличающееся тем, то, с целью повышения надежности уст- 7 ройства, в него введены г-енератор импульсов, имитатор калнброваннык акустических колебаний, ключ, блок допускового контроля амплитуды сигнала, блок управления и блок контроля, генератор импульсов соединен с разрешающим входом ключа, первым входом блока контро- ля и с входом иМитатора калиброванных акустических колебаний, акустически связанного с сейсмическим чувствительным элементом, выход детектора соединен с сигнальным входом ключа, выход которого подключен к входу блока допусOкового контроля амплитуды cHiMiana, первый выход которого через блок управления с управляющим входом селективного регулируемого усилителя, а второй выход - со сбросовым входом блока контроля, выход которого соединен с исполнительным элементом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США М 3696369, кл. 340-258, 1974. 2.Патент США N 3958213, кл. 340-261, 1976 (прототип).