Устройство для тревожной сигнализации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик и 744689( 088.8) Дата опубликования описания 02,07,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 10 Изобретение относится к устройствам для тревожной сигнализации на сейсмическом принципе с автоматической подстройкой чувствительности к изменяющимся условиям акустической среды и5 чувствительности преобразователя и может быть использовано при блокирова-.нии участков поверхности земли, заборов, труб, стен с применением преобразователей электродинамического принципа, пьезоэлектрических, электретных и трибоэлектрических.Известны устройства для тревожной сигнализации на сейсмическом принципе, содержащие сейсмический чувствительный элемент, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с блоком обработки сигнала 111.К недостаткам известных устройств след ует отнести. необходимость ручной регулировки чувствительности с целью получения оптимальных эксплуатационныххарактеристик. При этом оператор должен следить за изменяющимися погодными,условиями, за систематической проводимостью грунта, за изменением чувстви тельности 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 чувствитель" ности состоит в том, что в устройствах для тревожной сигнализации весьма затруднен выбор характера сигнала, который можно было бы использовать в качестве достаточной и достоверной информации о поведении акустической среды и нестабильности преобразователя.Наиболее близко по техническому решению к предлагаемому устройство длятревожной сигнализации, содержащее сейсмический чувствительный элемент,Устройство содержит сейсмический чувствительный элемент 1, селективный регулируемый усилитель 2, детектор 3, блок 4 обработки сигналов, исполнительныйэлемент 5, генератор 6 импульсов, имитатор 7 калиброванных акустических колебаний, ключ 8, блок 9 цопусковогоконтроля амплитуды сигнала, блок 10управления и блок 11 контроля. Устройство работает следующим обра зом.Сейсмический чувствительный элемент 1, помещенный в акустическую среду, воспринимает акустические (сейсмические) колебания и преобразует их в электрические сигналы. Эти сигналы послецовательно проходят через селективный регулируемый усилитель 2, детектор 3, блок 4 обработки сигналов на исполнительный элемент 5, Блок 4 обработки сигналов содержит элементы, обеспечиваюшие 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 акустических колебаний, расположенного вблизи дальнего конца чувствительного элемента 1.Под действием импульса срабатывает имитатор 7, который возбуждает импульсные механические колебания акустической среды. Сейсмический чувствительный элемент 1, воспринимая указанные колебания, преобразует их в электрические сигналы (импульсы), амплитудное значение которых пропорционально изменяющимся условиям акустической среды или изменению коэффициента преобразования чувствительного элемента, Усиленные . сигналы, пройдя детектор 3, поступают на блок 4 обработки сигналов и не вызывают его срабатывания, так как период 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 Глока 9 допускового контроля амплитуды сигнала. В блоке 9 допускового контроляамплитуды сигнала происходит сравнение амплитуды продетектпровянного г игняля с опорным напряжением, значение которого является исхоцнь 1 м ц соответствует Фйа 5 ЙВ 4 гафФМмъйВлы -,- -".ж 4 ЕЧ .:.МФеаееаавч-,. - - .-;-.,"-. ;" "-"3 744689 4.подключенный к входу селективнмого регулйруемого усилителя, выход которогоСоединей с "входом детектора, выход детектора подключен к блоку обработкисигналов, выходкоторого соединен с ис 5полнительным элементом 21,Недостатком этого устройства являетсяего малая. чувствительность к изменяю-щимся свойствам акустической среды инестабильности чувствительного элемен.та и высокая чувствительность к параметрам сигналов, динамический диапазон которых зависит от условий возбужпения,Поэтому при наличии мощных сейсмических помех, способных цинамично изменять свое расположение по отношениюкчувствительному элементу, й при одновременном наличии слабых сигналовотобъекта обнаружения (полезных сигналов)коэффициент усиления в устройстве сильно уменьшается независимо от условийсейсмойровоцности среды. В результатеэтого возможен пропуск нарушителя. Тотже эффект имеет место и в том случае,если через блокируемую зону в разныхместах одновременно, но с разной интенсивностью воэбужцения сейсмическихколебаний, перемещаются цва объекта,или один перемещается, а цругой имити"рует помехи, не перемещаясь через зону,Таким образом,известные устройствадля тревожной сигнализации имеют малую надежность,Цель изобретения - повышение надежности устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены генератор импульсов, имитатор калиброванных акустических колебаний, ключ, блок допускового контроля амплитуды сигнала, блок управления и блокконтроля, генератор импульсов соединен с разрешающим входомключа, первым входом блока контроля ис входом имитатора калиброванных акустических колебаний, акустически связанного с сейсмическим чувствительным элементом; выход детектора соединен с сигнальным входом ключа, выход которогоподключен к входу блока допусковогоконтроля амплитуды сигналя, первый выАод которого через блок управления соедийен с управляющим входом гелективноро регулируемого усилитейя,"я второй выход - со сбросовым входом блока контроля, выхоц которого соединен с исполнительным элементом,Яа чертМкепривепеггяструктурная схема устройства,89 6пают одновременно (или с запаздываниемна допустимую величину) импульсы с генератора 6 импульсов и блока 9 допуско-вого контроля амплитуды сигнала соответственно. При этом на выходе блока 11контроля 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 калиброванныхакустических колебаний, ключа 8 ипиблока 9 допускового контроля амплитудысигнала, на первый вход блока 1 1 контроля поступают только сигналы с генератора импульсов 6, При этом, из за отсутствия сигналов со второго выходаблока 9 допускового контроля амплитудысигнала, не происходит установление висходное состояние (сброс) блока 1 1контроля и на выходе его формируетсясигнал неисправности, вызывающий срабатывание исполнительного элемента,Изобретение обеспечивает надежнуюработу устройства в автоматическом режиме, при этом осуществляется автома-.тическая регулировка чувствительностив функциональной зависимости от изменяющихся акустических свойств среды икоэффициента преобразования чувствительного элемента.Это приводит к постоянству ширинычувствительной зоны (зоны обнаружения),что улучшает эксплуатационные качестваустройства. Полезные сигналы от нарушителя и помехи практически не оказываютвлияние на регулировку чувствительности устройства, Наличие функциональногоавтоматического контроля чувствительного элемента при постоянном ипи иномвыходе его из строя обеспечивает повышение нацежности работы устройства вцелом,О Устройство для тревожной сигнализа ции, содержащее сейсмический чувстви-тельный элемент, подключенный к входу селективного регулируемого усилителя, выход которого соединен с входом детектора, выход детектора подключен к бпоку обработки сигналов, выход которого соединен с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уст 5 7446 номинальным условиям акустической среды (ее сейсмопроводности) и номинальному (исходному) значению чувствительности преобразователя.5 Если пришедший сигнал отличается отопорного на допустимую вепичину, то навыходе блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала сигнал отсутствует. Если же акустические свойства среды ипи1 Очувствительного преобразователя под действием внешних усповий (впажность, температура и т, д,), изменяются, напримерувеличивается затухание сейсмическихколебаний и уменьшается чувствитепь 5ность преобразователя 1, то в этомслучае амплитуда сигналов с детектора3 уменьшается, что вызывает появление сигнала определенной полярности навыходе блока 9 допускового контропяамплитуды сигнала, который поступаетна блок 1 О управления, где происходитусреднение поступающих сигналов, Усредненное значение отклонений амплитудыогибающих сигналов с детектора 3 отопорного напряжения блока 9 допускового контроля амплитуды сигнала воздействует на управляющий вход селективного регулируемого усилителя 2 и вызывает увеличение его коэффициента усипения. Это увеличение происхоцит до техпор, пока в блоке 9 допускового контроля амплитуды сигнала разница опорногонапряжения и амплитуды сигналов с детектора 3 не устанавливается в пределах .35допуска.Если же акустические свойства средыили чувствительность преобразователя,например, изменяются таким образом,что уменьшается затухание сейсмическихкопебаний и увеличивается чувствительность преобразователя, то на выходеблока 9 допускового контроля амплитудысигнала появляются сигналы противоположной полярности, что вызывает соответственно уменьшение ксвффициентаусиления сепективного регулируемогоусилителя 2, и чувствительность устройства становится прежней (исходной).Таким образом, осуществляется адаптация устройства под изменяющиеся условия 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 11 коптропя постуформула изобретения( 7446 ройства, в него введены генератор импульсов, имитатор калиброванных акустических колебаний, ключ, блок допуско вого контроля амплитуды сигнала, блок управления и блок контроля, генератор импульсов соединен с разрешающим входом ключа, первым входом блока контроля и с входом имитатора калиброванных акустических колебаний, акустически связанного с сейсмическим чувствитель ным элементом, выход детектора соеди- нен с сигнальным входом ключа, выход которого подключен к входу блока допусЯО 8кового контроля амплитуды сигнала, первый выход которого через блок управления с управляющим входом селективногорегулируемого усилителя, а второй выход - со сбросовым входом блока контроля, выход которого соединен. с исполнительным элементом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3696369,кл, 340-258, 1974,2, Патент СШЛ М 3958213,кл, 340-261, 1976 (прототип).Составитель 0 БогомоловаРедактор В, Романенко Техред Э, фечо Корректор С, ШомакЗаказ 3822/17 Тираж 682 Подписное11 НИИПИ 1 осударственного комитетат СССРпо делам изобретений и открытий113035, Л 1 осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филйал Г 1 ПП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4