Оптико-электронное устройствоОХРАННОй СигНАлизАции Советский патент 1981 года по МПК G08B13/18 

Изобретение относится к устройствам охранной сигнализации для защиты периметров объектов на открытом воздухе и предназначено для создания как однолучевого, так и многолучевого барьеров путем объ динения для совместной работы неск ких устройств. Устройство создает инфракрасный ИК луч, при пересечении которого выдается сигнал тре воги. Известно оптико-электронное уст ройство, обеспечивающее работу сра зу нескольких оптико-электронных лучей, создаю1цих многолучевой ИК барьер. Принцип построения этого устройства основан на использовании двух стационарных колонок, в одной из которых размещены несколь ко излучателей и узлы, обеспечивающие кодирование их работы по заданной программе и передачу кода синхронизации в линию связи, в другой колонке размещены блоки фотоприемникрв и узлы, обеспечивающие дешифровку кода синхронизации и синхронную работу каждого приемного канала в соответствии с работой излучателей.Высекая надежность такого устройства достигнута за счет удорожания конструкции и может быть оправдада дли стационарных (по количеству дучей) устройств Г Однако для однолучевого устройства нет возможности включения подобных узлов в каждое устройство, так как это приведет к сильному его удорожанию, а выпуск дополнительных блоков синхронной работы нескольких лучей усложняет конструкцию устройств, неудобен в эксплуатации и экономически не оправдан. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является оптикоэлектронное устройство охранной сигнализации, содержащее последовательно соединенные генератор, формирователь импульсов, задающий усилитель тока и излучатель, оптически, связанный с приемно-усилительным трактом, состоящим из последовательно соединенных фотоприемника, усилителя синхронного детектора, исполнительного узла, линию синхронизации, в котором исполнительный узел формирует сигнал тревоги в случае пропадания ИК импульсов в момент синхронизации усилителя.

Для совместной работы нескольких лучей каждое устройство монтируется как в одноЛучевом варианте, т.е. каждое устройство имеет отдельную линию синхронизации.

После включения излучения первого устройства, запускается формирователь импульсов второго устройства, который вырабатывает задержку на включение второго излучателя,после включения которого включается формирователь задержки третьего устройства и т.д. Тем самым образуется последовательный сдвиг по фазе в работе каждого излучателя, а так как блоки контроля каждого устройства синхронизируются по отдельным линиям синхронизации, то последовательно и синфазно с излучателями включаются блоки контроля каждого канала и происходит полное разделение работы устройства по оптическим каналам 2 .

Недостатки такого устройства необходимость прикладки линии синхронизации для каждого устройства отдельно при совместной их работе, ненадежность работы устройств при последовательном принципе запуска, что может привести к выключению из работы всех последующих устройств при сбое работы одного из промежуточных.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены односторонний ограничитель, усилитель с автоматической регулировкой усиления, преобразователь однополярных импульсов в двухполярные, блок управления, второй формирователь импульсов, двухсторонний ограничитель и преобразователь двухполярных импульсов в однополярные, причем генератор импульсов через преобразователь однополярных импульсов в двухполярные подключен к первому входу блока управления, ко второму входу которого через преобразователь двухполярных импульсов в однополярные подключен выход двухстороннего ограничителя, вход двухстороннего ограничителя соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого через первый формирователь импульсов подключен ко входу одностороннего ограничителя, выход которого соединен со входом усилителя тока, третий выход блока управления через второй формирователь импульсов подключен ко второму входу синхронного детектора, четвертый выход блока управления сое;динен с линией синхронизации, фотоприемник

0 подключен к входу усилителя -с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен со входом усилителя.

В описании работы устройства дан

5 пример его использования для создания одно-двух- ц четыреклучевых ба-; рьеров с применением одной проводной линии синхронизации и встречным включением лучей.

0 На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - вариант схемной реализации программного узла устройства; на (|иг.З - схема размещения блокбв для образования одного луча; на фиг..4 - схема включения устройств для совместной работы . лучей; на фиг.5 - схема включения устройств для совместной работы четырех лучей; на фиг.6 - диаграммы работы устройств.

Оптико-электронное устройство охранной сигнализации содержит рлок 1 питания и контроля, связанньпГпо линии 2 с блоком 3 излучателя и по линии 4 с блоком 5 фотоприемника. К блоку 1 питания и контроля 1 подходит линия 6 синхронизации для синхронизации работы нескольких устройств.

В блок 1 питания и контроля входят заданнций генератор 7, преобразователь 8 однополярных импульсов в двухполярные, блок 9 управления, двухсторонний ограничитель 10, преобразователь 11 двухполярных импульсов в однополярные, первый фомирователь 12 импульсов, второй формирователь 13 импульсов, синхронный де5тектор 14, усилитель 15, исполнител ный узел 16. В блок 3 излучателя входят односторонний ограничитель 17, усилител 18 тока, излучатель 19. В бдок фотоприемника 5 входят усилитель 20 с автоматической регулировкой усиления, фотоприемник 21. На фиг.2 представлен вариант выполнения блока 9 на двух четырехпозиционных переключателях 22 и 23 и выключателе 24. Устройство работает следующим, образом. Задающий генератор 7 вырабатывае меандр (фиг.6) дпя задания временного интервала работы всего устройства. Этот меандр поступает на преобразователь 8 однополярных импульсов в двухполярные, откуда сдви нутые разнополярные импульсы (фиг.б поступают на блок 9. Следует отметить, что однополярные импульсы имеют только две временные метки за период следования - это передний и задний фронт импульса. Двухполяр- ные сдвинутые импульсы (фиг.6) име четыре метки времени за период след вания - передний и задний фронты положительного импульса, и передний и задний фронты отрицательного импульса. Это качество используется в устройстве для разделения каналов внутри заданного периода. Двухполярные импульсй через первый выход программного узла 9 и через двухсторонний ограничитель 10 поступают на преобразователь 11 дву полярных импульсов в однополярные. который вырабатывает импульсы, при занные к каждому из четырех меток времени, В зависимости от выбранног режима работы данного устройства и, следовательно, программы блока 9 на первый и второй формирователи .им-: Пульсов 12 и 13 подаются иьшульсы, занимающие различное фазовое положен в периоде работы устройства. Рассмотрим работу блока 9 (фиг. 2) Выключатель 24 определяет режим работы устройства: ведущий или ведомый. В ведущем режиме выключатель 2 замкнут, поэтому двухполярные импульсы поступают как в линию синхро так и на двухсторонний огра низахдаи, ничитель 10. В ведомом режиме выключатель 24 разомкнут и двухполярные импульсы поступают из линии синхро3низации только на двухсторонний ограничитель 10, который в этом случае защищает последующую схему от помех и наводок в линии синхронизации.Таким образом, независимо от режима работы на вход преобразователя 11 двухполярных импульсов в однополярные поступают двухполярные импульсы (фиг.6), которые преобразуются в однополярные и привязываются к временным меткам периода работйДфиг.бв 1,0- &) Разделенные таким образом четыре последовательности импульсов получаются на четырех выходах преобразователя 11 и поступают параллельно на переключатели 22 и 23. Таким образом, в зависимости от положения движков 26 и 31 соот- : ветственно переключателей 22 (контакты 27-30) и 23 (контакты 32-35) на вход формирователей 12 и 13 импульсов поступают запускающие импульсы в различные моменты периода. При этом фазы работы формирователем либо совпадают, либо отличаются в зависимости от положений движков переключателей 22 и 23. При работе устройства в однолучевом режиме его размещают как показано на фиг.З. При этом необходима синхронная работа приемного и передающего каналов. Поэтому в блоке 9 выключатель 24 включен (ведущий режим работы), а движки 26 и 31 переключателей 22 и 23 находятся водинаковом положении, например, в первом (фиг.2) . В этом случае у переключателя 22 движок 26 установлен на контакт 27, а у переключа-; теля 23 движок 31 - на контакт 32, а так как контакты 27 и 28 подключены к одному выходу преобразователя 11, то формирователи 12 и 13 запускаются одновременно.. С формирователя 12 импульс по ли-, ИИ 2 поступает в блок 3 излучателя а односторонний ограничитель 17, оторый отрезает помехи и наводки линии 2. С ограничителя 17 импульсы оступают на усилитель 18 тока и затем а излучатель 19, который генерирует К энергию.. ИК луч 25 проходит охраяемое пространство и достигает фооприемник 21 блока 5 фотоприемника, реобразуется в электрический си1 ал, усиливается усилителем 20 с втоматической регулировкой усиления по линии 4 поступает на усилитель 5 блока 1 питания и контроля. С усилителя 15 сигнал поступает на синхронный детектор 14, на второй вход которого одновременно поступает импульс синхронизации от второго формирователя 13 импульсов. Если эти импульсы совпадают по фазе и длитель ности, то происходит детектирование сигнала и исполнительное устройство 16 не вьщает сигнал тревоги. Если луч перекрывается нарушителем, то исполнительный узел 16 выдает сигнал тревоги. Рассмотрим р-аботу двух устройств для образования двухлучевого барьера (фиг.4) . При этом устройства размещ ются на противоположных сторонах охраняемого участка, а блоки 1 (1)и 1 i2) питания и контроля соединяются линией 6 синхронизации, которая не используется для однолучевого варианта включения. Для работы устройств в таком режи ме необходимо,чтобы фазы работы бло ков излучателей и фотоприемников, расположенных на одной стороне охраняемого участка не совпадали между собой. Это необходимо для того, чтобы обратное рассеяние ИК энергии, по падая на блок фотоприемника, не блокировало вьщачу сигнала тревоги при пересечении луча нарушителем. Эта ситуация возникает во время сил ного тумана или снегопада, когда чувствительность приемно-усилительн го тракта становится максимальной и рассеянной от снега или тумана ИК поток по интенсивности превосходит порог срабатывания устройства. Одна если рядом расположенные блок излучателя и блок фотоприемника работают в разных фазах, то обратное рассеяние не воздействует на приемн усилительный тракт благодаря применению синхронизации. Работа всех узлов обоих устройст в двухлучевом режиме аналогична работе в однолучевом режиме, но ф.азировка каналов отлична и производится следующим образом. Первое устройство работает в ведущем режиме, поэтому выключатель 24 блока I ( 1)ш1тания и контроля на ходится во в.ключенном положении. 8 Излучающий тракт синхронизлруется по переднему фронту положительного импульса, а фотоприамник - по переднему фронту отрицательного импульса .6) . Это означает, что у переключателя 22 движок 26 находится в положении 27, синхронизируя работу излучающего тракта (фиг.бж), а у переключателя 23 ;вижок 31 находится в положении 34, синхронизируя работу приемно-усилительного транкта (фиг.бз). Второе устройство работает в ведомом режиме, что соответствует разомкнутому положению выключателя ° питания и контроля. Синхронизирующие импульсы ( фиг.бб) поступают по линии синхронизации 6 от первого устройства. Чтобы блок 5 X 2 ) фотоприемника синхронно работал с блоком 3 (1) излучателя для образования луча 25 (IJ, необходима -его синхронизация также по переднему фронту положительного импульса. Это соответствует положению 32 движка 31 переключателя 23 блока 1 (2) питания и контроля второго устройства. Для образования второго луча 25 (2) необходимо, чтобы блок 3 (2) излучателя синхронно работал с блоком 5 (, 1 ) фотоприемника, т.е. синхронизировался от переднего фронта отрицательного импульса. Это достигается при положении 29 движка 26 переключателя 22 блока 1 (2) питания и контроля второго устройства Таким образом достигается pa6oi a двух независимых лучей за счет,разнесения фазы их работы. Четырехлучевой барьер образовывается четырьмя одинаковыми устройствами (фиг. 5) аналогично построению двухлу|чевого барьера. Разница заключается в разных положениях .Программных переключателей програтного узла каждого устройства. Блок 1 (, 1 ) питания и контроля первого устройства работает в ведущем режиме, остальные три устройства работают в ведомом режиме. В таблице приведены положения переключателей программного узла для синхронной работы четырех лучей, обеспечивающие их полное фазовое разделение, -а следовательно и полную их независимую работу.

Предлагаемый принцип построения многолучевого барьера обеспечивает полную взаимозаменяемость всех блоков и высокую надежность функциониро вания барьера. В частности, если выходят из строя задающие узлы ведомого устройства, то в качестве ведомого выбирают любое другое устройство. При этом перестройка работы заключается лишь во включении выключателя 24 (фиг.2) на ведомом устройстве и отключении этого выключателя на остальных устройствах.

Таким образом,предлагаемое оптико-электронное устройство, обеспечивает высокую надежность работы как в однолучевом, так и в многолучевом режиме работы без применения дополнительных кодирующих блоков синхронизации. Это достигается за счет применения программного узла и двухполярной синхронизации с соответствующими преобразователями

Испытания макетов устройств показывают высокую надежность их работы как в однолучевом, гак и в многолучевом режиме при совместной работе нескольких устройств. При этом обеспечивалась полная независимость функционирования Кс1ждого луча при большой дальности действия (р,о 300 м) и большом запасе по оптическому сигналу. Ожидаемый экономический эффект составляет не менее 1000000 руб. в год.

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство охранной сигнализаци :, содержащее задающий генератор, первый-формирователь импульсов, усилитель тока, подключенный к излучателю, оптически связанному с фотоприемньком, последовательно соединенные усилитель, синхронный детектор и исполнительныи узел, линию синхронизации, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности устройства в него введены односторонний ограничитель, усилитель с автомати0ческой регулировкой усиления, преобразователь однополярных импульсов в двухполярные, блок управления, второй формирователь импульсов, двухсторонний ограничитель и преоб5разователь двухполярных импульсов в однополярные, задающие генератор через преобразователь однополярных импульсов в двухполярные подключен к первому входу блока управления,

0 выход двухстороннего ограничителя подключен через преобразователь двухполярных импульсов в однополярные ко второму входу блока управления, вход двухстороннего ограничителя

5 соединен с первым выходом блока упраления, второй выход которого через первый формирователь импульсов подключен ко входу одностороннего ограничителя, выход которого

0 соединен со входом усилителя тока, третий выход блока управления через второй формирователь импульсов подключен ко второму входу синхронного детектора, четвертый выход блока управления соединен с линией синхро5низации, фотоприемник подключен к входу усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен со входом усилителя.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2554967/18-24,

кл. G 08 В 13/18, 09.12.77.

5

2.Датчик обнаружения Мак. Учебное пособие ГУВВ МВД СССР, М. 1977 (прототип). 830453 г п п

Р

. /|у| /l/1/ил-

-Л

/ UfftfJf OHV3OlfUU I . . I П/5 I

Z7

IL

Т...

-у-2

L„., . п. , .1,

фаг.З

87

Гг

6 /flfHUA

Cu x-pOf/i/ycrifut/

}Q

г