Устройство для сигнализации

)5 ИЗОБРЕТЕНИЯДЕТЕЛЬСТВУ ПИСА ВТОРСКОМ ов Ивтоено ясь- СО то Я м С) я3 лизким по т внию являе лизации 2 нической сущ я система тре содержащая СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 1117672, кл. 0 08 В 13/26, 1983.2, Патент Франции М 2415844,кл. 8 08 В 13/10, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИ(57) Изобретение относится к технике аматической сигнализации и предназначдля использования в системах охраны оектов по их периметру, Цель иэобретениповышение функциональной надежности у Изобретение относится к технике автоматической сигнализации, а именно к устройствам для контроля сейсмической обстановки на местности, и может быть использовано для сигнализации о несанкционированном проникновении объектов в режимную зону аэропортов и предприятий, а также в санитарную зону водозаборников водоперекачивающих станций.Известенемкостной датчик, выполненный в виде кабеля, содержащего центральную подвижную жилу, отделенную пористым диэлектриком в виде резины от металлического экрана, покрытого сверхузащитной оболочкой 11. При деформации грунта, вызываемого перемещения объекта, возникает смещение центральной жилы оттройства, При отсутствии объекта в зоне реагирования выходное напряжение источника тока устанавливается таким, чтобы сигнал на суммирующем входе блока разности был больше, чем на вычитающем входе, При этом формируется сигнал исправности. При воздействии статической нагрузки сигнал на выходе блока разности меняет полярность, что приводит к уменьшению напряжения источникатока и балансировке устройства, При наличии объекта происходит периодическое изменение уровня сигнала на входе блока разности, что обеспечивает срабатывание блока распознавания сигнала и включение генератора тревоги, 1: з. и, ф-лы, 2 ил. носительной металлического экрана,этом изменяется емкость между центраной жилой и металлическим экраном,может быть зафиксировано электронн блоком,Недостатко невысокая пом ским нагрузкам ние деревьев н т.д.), в результа жатие чувствите ние его электрич к ложному сра ной аппаратурыНаиболее б ности к предлож вожной сигна м данного датчика являетс ехоустойчивость к статиче (промерзание грунта, паде а чувствительный элемент и те которых происходит подльного элемента и изменеескойемкости, приводящее батыванию сигнализационемкостной чувствительный элемент, выводы которого подсоединены к частотно-задающей цепи генератора переменного напряжения, выход которого подключен через последовательно соединенные частотный детектор и усилитель ко входу генератора тревоги. При деформации чувствительного элемента изменяется его электрическая емкость, при этом появляется сигнал на выходе частотного детектора, коФ-уторый после усиления включает генератор тревоги.", .Недостатком данной системы является невысокая наработка на ложное срабатывание, обусловленная изменением емкости чувствительного элемента при длительном изменении условий эксплуатации (поджатие при промерзании грунта; выпадении снега и падении деревьев, изменение емкости при промокании грунта).Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройст. ва за счет увеличения наработки на ложное срабатывание.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сигнализации, содержащее емкостной чувствительный элемент, подключенный к управляющему входу управляющего генератора переменного напряжения, выход которого подключен ко входу частотного детектора, и генератор сигнала тревоги, введены избирательный усилитель, одновибратор, два ключа, регулируемый источник тока, инвертор, три выпрямителя, индикатор, элемент НЕ, элемент задержки, триггер, регистр сдвига, элемент И, блок распознавания и блок разности, выход частотного детектора через избирательный усилитель подключен к суммирующему входу блока разности, выход регулируемого источника тока подключен к вычитающему входу блока разности, выход которого через первый выпрямитель подключен ко входу индикатора и через другой выпрямитель - к информационным входам первого ключа и элемента НЕ, выход первого ключа через инвертор соединен с единичным входом триггера, нулевой выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига, единичный выход триггера подключен к одному входу элемента И, к первому входу блока распознавания, к информационному входу элемента задержки, выход элемента НЕ подключен к другому входу элемента и обнуляющему входу регистра сдвига, выход которого соединен со входом одновибратора, управляющим входом второго ключа и третьим входом блока распознавания, выход одновибратора подключен к информационному входу вто вания, выход которого соединен со входом10 генератора сигнала тревоги, при этом блок . распознавания содержит генератор им 15 20 25 элемента разности, выход которого подключен ко входу порогового элемента, выход 30 35 40 45 50 55 рого ключа, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого источника тока и через третий выпрямитель - к управляющему входу первого ключа и нулевому входу триггера, соединенному с выходом элемента задержки, выход элемента И подключен к сигнальному входу элемента задержки и второму входу блока распознапульсов, выход которого через первый и второй ключи подключен соответственно ко входам накопителей, управляющий вход первого ключа является первым входом блока распознавания, управляющий вход второго ключа объединен с входом блока дифференцирования и является вторым входом блока распознавания, выход одного накапителя подключен через третий ключ. к суммирующему входу одного элемента разности, выход которого через последовательно включенные усилитель и элемент модуля подключен к вычитающему входу другого. другого накопителя через четвертый ключ подключен к делителю напряжения, выход которого подключен к вычитающему входу одного элемента разности и суммирующему входу другого элемента разности, выход порогового элемента является выходом блока распознавания и подключен к одному. входу элемента ИЛИ, другой вход которого является третьим входом блока распознавания, выход элемента ИЛИ подключен к обнуляющим входам накопителей, выход блока дифференцирования соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключа.На.фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматической сигнализации; на фиг, 2 - вариант функциональной схемы блока распознавания.Устройство для автоматической сигнализации содержит (фиг. 1) емкостной чувствительный элемент 1 в виде кабеля с подвижной жилой и металлическим экраном, разделенными диэлектриком, управляемый генератор переменного напряжения 2, частотный детектор 3 (или узкополосный частотный фильтр, избирательный усилитель 4 с высокочастотным фильтром на выходе, блок разности 5, одновибратор 6, ключ 7, регулируемый источник тока 8, выпрямители 9, 10 и 11, индикатор 12, элемент НЕ 13, ключ 14, триггер 15, элемент задержки 16, регистр сдвига 17, элемент И 18, блок распознавания 19, генератор тревоги 20,0 инвертор 21, конденсатор 22 и ключ 23 ссинхронно переключаемым замыкаемым и размыкаемым контактами. Конденсатор 22 и ключ 23 образуют цепь контроля работоспособности устройства. Управляемый генератор переменного напряжения 2 подключен одним частотно-задающим входом к одному выводу чувствительного элемента 1 и другим частотно-задающим входом - через размыкающий контакт ключа 23 к другому выводу чувствительного элемента 1 и через последовательно соединенные замцкаемый контакт ключа 23 и конденсатор 22 к первому выводу чувствительного элемента 1. Частотный детектор 3 подсоединен входом к выходу управляемого генератора переменного напряжения 2 и выходом - через усилитель 4 к суммирующему входу блока разности 5, подключенного вычитающим входом к выходу регулируемо. го источника тока 8 и выходом - через прямовключенный выпрямитель 10 к индикатору 12 и через обратновключеннйй выпрямитель 9 ко входу элемента НЕ 13 и к информационному входу ключа 14, Выход ключа 14 соединен через инвертор 21 с еди- ничным входом триггера 15, подсоединенного нулевым выходом к информационному входу регистра сдвига 17 и единичным выходом - к одному входу элемента И 18, к информационному входу элемента задержки 16 и к первому входу блока распознавания 19, Выход регистра сдвига 17 соединен со входом одновибратора 6 и с управляющим входом ключа 7, подсоединейного ин. формационным входом к выходу одновибратора 6 и выходом - к управляющему входу регулируемого источника тока 8 и через прямовключенный выпрямитель 11 к обнуляющему входу триггера 15, к управляющему входу ключа 14 и к выходу элемента задержки 16, информационный вход которого подключен к выходу элемента И 18 и ко второму входу блока распознавания 19, подсоединенного выходом ко входу генератора тревоги 20, Выход регистра сдвига 17 подключен к третьему входу блока распознавания 19Блок распознавания 19 содержит(фиг.2) генератор импульсов 24, ключи 25-28, накопители 29 и 30, дифференциатор 31 заднего фронта импульсов, элемент ИЛИ 32, делитель напряжения 33, элементы разно, сти 34 и 35, усилитель 36, элемент модуля 37 и пороговый элемент 38. Выход генератоРа , импульсов 24 подсоединен через ключ 25 иключ 26 ко входам соответственно накопителей 29 и 30, Выход накопителя 29 подсоединен через ключ 27 к суммирующему входу элемента разности 34, а выход накопителя 30 подсоединен через последовательно со 20 25 мирующий вход блока разйости 5. Выходное напряжение регулируемого источника тока 8 выбирается таким, чтобысигнал на суммирующем входе блока разности 5 боль ше, чем на его вычитзющемвходе, Сигнал свыхода блока разноСти 5 проходит через прямовключенный выпрямитель 10 на индикатор 12, сигнализирующий об исправности чувствительного элемента 1,35 При воздействии на чувствительныйэлемент 1 статической нагрузки (сугробы и промерзание грунта зимой, падение дерева и т,д,) сигнал на выходе частотного детектора 3 и усилителя 4 уменьшается и снижается 40 45 50 5 10 15 единенные ключ 28 и делитель напряжения 33 к суммирующему входу элемента разности 35 и к вычитающему входу элемента разности 34, выход которого подключен через последовательно соединенные усилитель 36 и элемент модуля 37 к вычитающему входу элемента разности 35, подключенного выходом ко входу порогового элемента 38, выход которого является выходом блока. Управляющий вход ключа 26 соединен через дифференциатор заднего фронта импульсов 31 к управляющим входам ключей 27 и 28. Управляющие входы ключей 25 и 26 являются соответственйо первым и вторым входами блока, а один входэлемента ИЛИ 32 - третьим входом блока. Устройство для автоматической сигнализации работает следующим образом, При отсутствии объекта в зоне реагирования чувствительного элемента 1 ключ 7 закрыт,ключ 14 открыт, а у ключа 23 один контакт замкнут и другой разомкнут. При этом сигнал с выхода генератора переменного напряжения 2, пройдя через частотный детектор 3 и усилитель 4, поступает на сумуровень сигнала на суммирующем входе суммирующего входа блока разности 5, при этом сигнал на выходе блока разности 5 становится отрицательным. Сигнал с выхода блока разности 5 проходит через обратновключенный выпрямитель 9, инвертор 21 и через открытый ключ 14 на единичный вход триггера 15, сигнал с выхода которого поступает на вход элемента задержки 16, на один вход элемента И 18 и на первый вход блока распознавания 19 Через момент времени, задаваемый элементом задержки 16, поступает сигнал на управляющий вход ключа 14 и на обнуляющий вход ключа 14 и на обнуляющий вход триггера 15, при этом ключ 14 запирается и триггер 15 обнуляется, Сигнал с нулевого выхода триггера 15 проходит на вход регистра сдвига 17. При окончачии сигнала на выходе элемента задержки 16 открывается ключ 14 и отрицательный сигнал с выходаблока разности 5 основа проходит на единичный вход триггера 15, сигнал с единичного выхода которого снова запускает элемент задержки 16, Сигналом с выхода элемента задержки 16 запирается ключ 14. При этом на выходе регистра сдвига 17 появляется сигнал, которым обнуляется накоисточника тока 8. При этом одновременночерез прямовключенный выпрямитель 11закрывается ключ 14,.При снижении сигнала на вычитающем 15 входе блока разности 5 появляется положительный сигнал на выходе блока разности 5,который, пройдя через выпрямитель 10, включит индикатор 12, Одновременно появляется сигнал на выходе элемента НЕ 13,выходной сигнал которого обнуляет регистр 20сдвига 17. Таким образом, произведена подстройка устройства к новым условиям эксплуатаций при статическом поджатом состоянии чувствительного элемента 1.При попадании объекта в зоне реагирования чувствительного элемента 1 осуществляется периодическое его поджатие(уменьшение емкости ЧЭ 1) и отпускание (увеличение емкости ЧЭ 1); что приводит к поочередному появлению на выходе блока 30разности 5 отрицательного и положительного сигналов. При отрицательном сигнале на выходе блока разности 5 его выходной сигнал проходит через открытый ключ 14 и инвертор 21 на единичный вход триггера 15, выходной сигнал с единичного выхода которого поступит на один вход элемента И 18, .на первый вход блока распознавания 19. При положительном сигнале на выходе блока разности 5 появляется сигнал на выходе 40 элемента НЕ 13 и на другом входе элемента И 18, сйгнал с выхода которого поступает навторой вход блока распознавания 19.В блоке распознавания 19 осуществля 45 ется совместная обработка длительности паузы между импульсами воздействия объекта на чувствительный элемент 1 (вйзывающего возврат в исходное состояние его емкости) и длительности импульса (вызывающего уменьшение емкости) воздействия 50 объекта на чувствительный элемент 1. При выполнении заданного соотношения паузы между импульсами к длительности импульса появляется сигнал на выходе порогового элемента 36, которым запускается генератор тревоги 20 (фиг. 1) и обнуляются через 55 элемент ИЛИ 32 накопители 29 и 30. При выполнении заданного отношения паузы между импульсамй к длительности импульса, которое выбрано, исходя из биодинамипители 29 и 30 (фиг. 2) и запускаетсяодновибратор 6 осуществляется уменьшение напряжения на выходе регулируемого 10 ки движения человека и животных, равным3, сигналы на суммирующем и вычитающемвходах элемента разности 34 равны, приэтом сигнал на его выходе будет равен нулю,Тогда у сигнала, поступающего на суммирующий вход"зМемента разности 35, будет вычитаться (фиг, 2) практически равный нулюсигнал с выхода элемента разности 34, прошедший через усилитель 36 и элемент модуля 37. При этом сигнал на выходе элементаразности 35 будет превышать пороговыйуровень, установленный в пороговом элементе 38.При невыполнении заданного соотношения длительности паузы между сигналами к длительности импульса воздействияобъектом на чувствительный элемент 1 сигнал на выходе элемента разности 34 не будет равен нулю, он вычитается из сигнала,поступающего с выхода элемента разности35, при этом его выходной сигнал будет ниже порогового уровня, и сигнала на выходепорогового элемента 35 не будет, генератортревоги 20 (фиг. 1) не запустится,Усилитель 4 выполнен с высокочастотным фильтром на выходе для ограниченияпрохода на выход сигналов, связанных сочень медленными изменениями под действием метеофакторов (например, промокание грунта) емкости чувствительногоэлемента 1 и его старения в процессе эксплуатации.Чувствительйый элемент 1 может бытьвыполнен в виде коаксиального кабеля спористым диэлектриком (пористой резиной), например,типа РКШ, или в виде двух.металлических лент, разделенных пористым диэлектриком, Генератор тревоги 20может иметь на входе таймер, формирующий временной"интервал работы генератора тревоги 20, или триггер спереклЮчателем, при выключении которогопроизводится выключение генератора тревоги 20. Цепь, состоящая из конденсатора22 и ключа 23, предназначена для периодической проверки работоспособности устройства в целом.Техническое преимущество предложенного технического решения состоит в увеличении наработки на ложное срабатываниепри воздействии статических нагрузок, чтопозволяет расширить область примененияустройства,Формула изобретения1. Устройство для, сигнализации, содержащее емкостной чувствительный элемент,подключенный к управляющему входу управляемого генератора переменного напряжения, выход которого подключен к входучастотного детектора, генератор сигналатревоги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены избирательный усилитель, одновибратор, два ключа, регулируемый источник тока, инвер тор, три выпрямителя, индикатор, элемент НЕ, элемент задержки, триггер, регистр сдвига, элемент И, блок распознавания и блок разности, выход частотного детектора через избирательный усилитель подключен 10 к суммирующему входу блока разности, выход регулируемого источника тока подключен к вцчитающему входу блока разности, выходкоторого через первый выпрямитель подключен к входу индикатора и через дру-, 15 гой выпрямитель к информационным входам первого ключа и элемента НЕ, выход первого ключа через инвертор соединен с единичным входом триггера, нулевой выход которого подключен к информационному 20 входу регистра сдвига, единичный вцход триггера подключен к одному входу элемента И, к первому входу блока распознавания и информационному входу элемента задержки, выход элемента НЕ подключен к друго му входу элемента И и обнуляющему входу регистра сдвига, выход которого соединен с: входом одновибратора, управляющим вхо- дом второго ключа и третьим входом одно-вибратора, управляющим входом второго 30 ключа и третьим входом блока распознавания, выход одновибратора подключен к информационному входу второго ключа, выход которого подключен к управляющему входу регулируемогО источника тока и через тре тий вцпрямитель к управляющему входу первого ключа и нулевому входу триггера,соединенному с выходом элемента задержки, выход элемента И подключен к сигнальному входу элемента задержки и второму входу блока распознавания, выход которого соединен с входом генератора сигнала тревоги.2.устройство поп,1, отл ича ю щеес я тем, что блок распознавания содержит генератор импульсов, выход которого через первый и второй ключи подключен к входам, накойителей, управляющий вход первого ключа является первым входом блока распознавания, управляющий вход второго ключа объединен с входом блока дифференцирования и является вторым входом блока распознавания, выход одного накопителя подключен через третий ключ к суммирующему входу одного элемента разности, вы-ход которого через последовательно включенные усилитель и выпрямитель (элемент модуля) подключен к вычитающему входу другого элемента разности, выход которого подключен к входу порогового элемента, выход другого накопителя через четвертый ключ подключен к делителю напряжения, выход которого подключен к вычитающему входу одного элемента разности и суммирующему входу. второго элемента разности, выход порогового элемента является выходом блока распознавания и подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого является третьим входом блока распознавания, выход элемента ИЛИ подключен к обнуляющим входам накопителей, выход блока дифференцирования соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключа.1785019 эктор ректор Н.Буч каэ 4367 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагар Составител Техред М,М Николантал