Сигнальное устройство

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ к авторскому свидетельству 22) 26.10.90 0 3 00 омитет Российской Федераци о патентам и товарным знакам(71) Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники(57) Изобретение относится к сигнализации,в частности к устройствам, сигнализирующим о вторжении постороннего лица илиживотного на охраняемую территорию снарушением электрического контакта втоконесущей электрической цепи, размещенной вдоль периметра. Целью изобретения 19) Я 3 (11) 18267 51) б 6 08 В 13/12 является повьппенне информативности устройства. Устройство содержит чувствительный элемент 1 в виде одножильного провода, генератор 2 импулъсов, детектор 3 длительности импульса, измеритель 4 дальности, фильтр 5 верхних частот, пороговый элемент 00 6, исполнительный блок 7 и заземлитель 8, Использованный в устройстве импульсный стособ измерения длительности распространения волновых фронтов электромагнитной энергии вдоль волноводной линии, образованной одножилъным проводом и поверхностью земли, позволяет получить информацию о длине одножильного провода до места его обрыва при отсутствии необходимости замы кать одножильный провод в кольцево электрический контур. 1 з,п. ф-лы, 2 ил.826788 3 1Изобретение относится к охранной сигнализации и может быть использовано для обнаружения посторонних лиц, вторгающихся на охраняемую территорию с нарушением электрического контакта в токонесущей электрической цепи, размещаемой вдоль периметра территории,Целью изобретения является повышение информативности устройства, а именно измерение длины чувствительного элемента до места обрыва.На фиг.1 представлена структурная схема сигнального усгройства; на фиг,2 - временные диаграммы.Устройство содержит чувствительный элемент в виде одножильного провода 1, генератор 2 импульсов, детектор 3 длительности импульсов, измеритель 4 дальности, фильтр 5 верхних частот, пороговый элемент 6, исполнительный блок 7 и заземлитель 8. Детектор 3 длительности импульсов содержит два задающих резисгора 9 и 10, ключевой транзистор 11, формирователь 12 импульсов, фильтр 13 нижних частот.Выход генератора 2 импульсов подключен к первому входу детектора 3 импульсов, второй вход которого соединен с одним концом одножильного провода 1, а выход подключен к входу измерителя 4 дальности и к входу фильтра 5 верхних частот, Выход последнего подключен к входу порогового элемента 6, выход которого подключен к входу исполнительного блока 7. Заземлитель 8 подключен к третьему входу детектора 3 длительности импульсов и заглублен в грунт. Эмиттер ключевого транзистора 11 и первый вход задающего резистора 9 являются первым входом детектора 3, база ключевого транзистора 11 и второй вывод первого задающего резистора 9 являются вторым входом детектора 3, коллектор ключевого транзистора 11 подключен к первому выводу второго задающего резистора 10 и к входу формирователя 12 импульсов, выход которого подключен к входу фильтра 13 нижних частот, выход которого является выходом детектора, при этом второй вывод второго задающего резистора 10 подключен к шине нулевого потенциала и является третьим входом детектора.Сигнальное устройство работает следующим образом. Генератор 2 импульсов формирует первую периодическую последовательность импульсов напряжения, каждый из которых имеет прямоугольную форму с передним фронтом нарастания не более 10-15 нс. Форма импульса 14 изображена на фиг.2, Каждый из импульсов напряжения 14 через эмиттерный и базовый переходы ключевого транзистора 11 поступает в од нож ильный провод 1, являющийся чувствительным элементом устройства. При протекании импульсного тока через базовый переход транзистор 11 открывается. На втором задающем резисторе 10, подключенном к коллектору транзистора 11, формируется вторая последовательность импульсов напряжения. Форма отдельного импульса напряжения второй последовательности на резисторе 10 представлена диаграммой 15 на фиг.2. Длительность импульса 15 пропорциональна длителъности протекающего через базовый переход транзистора 11 тока, Провод 1 и поверхность земли через погруженный в грунт заземлитель 8 образуют волноводную линию, разомкнутую на далънем конце. Заземлитель может быть выполнен в виде медного штыря длиной 02-0,5 м. В начальный момент каждого из импульсов 14 вдоль волн ов одной линии с конечной скоростью начинает распространяться волна тока 1. Волна достигает разомкнутого конца волноводной линии, отражается ог него в противофазе с падающей волной и возвращается обратно к базе транзистора 11. В момент прихода отраженной волны 1, импульс тока через участок эмитгер-база транзистора 11 прекращается, транзистор 11 закрывает:я, Одновременно прекращается ток через его коллектор, формируется задний фронт импульса напряжения 15 на резисторе 10. Длительность Т импульса напряжения 15 пропорциональна удвоенной длине провода 1. Формирователь 12 обостряет фронты и превращает импульс 15 в прямоугольный с калиброванной амплитудой. Третья последовательность калиброванных по амплитуде прямоугольных импульсов, длительность Т которых пропорциональна длине провода 1, с выхода формирователя 12 поступает на вход фильтра 13 нижних частот. Фильтр 13 выделяет среднюю составляюпю напряжения из посгупающей на него третьей последовательности импульсов, При изменении длины провода 1 изменяется длительность прямоугольных импульсов на выходе формирователя 12 и изменяется величина средней составляющей напряжения на выходе фильтра 13 нижних частот, являющемся выходом детектора 3 длительности импульсов.Пусть при заданной длине провода 1 импульсная последовательность на выходе формирователя 12 имеет форму 16 иа фиг.2, а длительность каждого импульса Т,. Уровень средней составляющей напряжения на выходе фильтра 13 пропорционален Т, и изображен позицией 17 на фиг.2, В момент1826788 б ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1, обрыва провода уменьшается его длина и соответственно уменьшается до величины Т,Т, длительность импульсов на выходе формирователя 12 согласно позиции 18 на фиг.2. Соответственно уменьшается уровень средней составляющей напряжения 19, которая поступает на вход измерителя 4 дальности, В качестве измерителя дальности может быть использован, например, вольтметр со шкалой, про градуированной в единицах длины провода 1, Быстрый скачок величины средней составляющей напряжения в момент 1, обрыва провода 1 выделяется фильтром 5 верхних частот в форме импульса напряжения 20 на фиг.2 и затем сравнивается по амплитуде с величиной уровня порогового напряжения 21 на фиг.2, задаваемого в пороговом элементе б. При превышении порогового уровня 21 пороговый элемент вырабатывает на выходе единичный сигнал 22 на фиг.2, в свою очередь, вызывающий срабатывание исполнительного блока 7, Таким образом, сигнальное устройство выдает сигнальную информацию о факте 1. Сигнальное устройство, содержащее чувствительный элемент в виде одножильного провода и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, в него введены генератор импульсов, детектор длительности импульсов, измеритель дальности, фильтр верхних частот, пороговый элемент и заземлитель, при этом выход генератора импульсов подключен к первому входу детектора длительности импульсов, второй вход которого соединен с одним концом одножильного провода, выход детектора длительности импульсов подключен к входу измерителя дальности и к входу фильтра верхних частот, выход которого подключен к входу порогового элемента, выход которого подключен к входу исполнительного блока, заземлитель подключен к третьему входу детектора длительности импульсов. обрыва провода нарушителем по срабатывании исполнительного блока 7 и одновременно выдает информацию о длине чувствительного элемента до и после его обрыва нарушителем по отсчетам измерителя 4 дальности. Чувствительность устройства к длине оборванного нарушителем конца провода 1 задается пороговым уровнем 21,Использованный в настоящем устройстве импульсный способ измерения длительности распространения волновых фронтов электромагнитной энергии вдоль волноводной линии, образованной сигнальным проводом и поверхностью земли, позволяет получить информацию о длине сигнального провода до места его обрыва при отсутствии необходимости замыкать сигнальный провод в кольцевой электрический контур.Сигнальное устройство может применяться для охраны автомобильных, лагерных и строительных площадок, заповедников, складов, садовых участков, зданий и их элементов (оконные проемы, двери и т.п.),2. Устройство по п.1, отличающееся т:м, что детектор длительности импульсов содержит два задающих резисгора, ключевой транзистор, фильтр нижних частот, формирователь импульсов, причем эмиттер ключевого транзистора и первый вывод первого задающего резистора являются первым входом детектора, база ключевого транзистора и второй вывод первого задающего резистора являются вторым входом детектора, коллектор ключевого транзистора подключен к первому выводу второго задающего резистора и к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом детектора, второй вывод второго задающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и является третьим входом детектора.: Производственное поедпоиятид йт -