Оптико-электронное устройствоохранной сигнализации

О П И С А Н И Е (н)830453ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликФЩф+(5)М. Кл. с присоединением заявки РЙ ГееударетееплЫ 1 комитет СССР по делам изееретенкк и открытийДата опубликования описания 15. 05. 81Всесоюзный научно противопожарно 1) Заявител сследовательский инобороны ИВД СССР 4) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИы, обеспечивающи фотоприемников и у дешифровку кода си хронную работу квжд канала в соответст излучателей,Высока устройства достигнут . рожания конструкци оправдаца для стац личеству,очей) ус хронизации и с ого прием 1 того вии с ра я надежно от ть так доа с ыть же по ко-,1,ж ,ионарныхтройств О оправблизким по техническ ибол Изобретение относится к устройствам охранной сигнализации для защиты периметров объектов на открытом воздухе и предназначено для создания как однолучевого, так и многолучевого барьеров путем объединения для совместной работы несколь ких устройств, Устройство создает инфракрасный ИК луч, при пересечении которого выдается сигнал тревоги.Известно оптико-электронное устройство, обеспечивающее работу сразу нескольких оптико-электронных лучей, создающих многолучевой ИК барьер, Принцип построения этого устройства основан на использовании двух стационарных колонок, в одной из которых размещены несколько излучателей и узлы, обеспечивающие кодирование их работы по заданной программе и передачу кода синхронизации в линию связи, в другой колонке размещены блоки Однако для однолучевого устрой ства нет возможности включения подобных узлов в каждое устройств так как это приведет к сильному е удорожанию, а выпуск дополнительных блоков для синхронной работы нескольких лучей усложняет конструкцию устройств, неудобен в эк сплуатации и экономически не дан в ущности и достигаемому результату предлагаемому является оптиколектронное устройство охранной сигна.лизации, содержащее последовательно соединенные генератор, формирователь импульсов, задающий усилитель тока и излучатель, оптически связан ный 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 1.Недостатки такого устройства - необходимость прокладки 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 одно 20 25 30 35 ты устройств. 40 5055 51015 полярных импульсов в двухполярныеподключен к первому входу блокауправления, ко второму входу которого через преобразователь двухполярных импульсов в однополяриые подключен выход двухстороннего ограничителя, вход двухстороннего ограничителя соединен с первым выходомблока управления, второй выход которого через первый Формировательимпульсов подключен ко входу одностороннего ограничителя, выходкоторого соединен со входом усилителя тока, третий выход блокауправления через второй формирователь импульсов подключен ко второму входу синхронного детектора, четвертый выход блока управления соединен с линией синхронизации, фотоприемникподключен к входу усилителя с автоматической регулировкой усиления,выход которого соединен со входомусилителя. В описании работы устройства дан пример его использования для создания одно-двух- и четырехлучевых ба-. рьеров с применением одной проводной линии синхронизации и встречным включением лучей.На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 - вариант схемной реализации программного узла устройства; на Фиг.З - схема размещения блокбв для образования одного луча; на фиг,.4 - схема включения устроиств для совместной работы двух" лучей; на Фиг.5 - схема включения устройств для совместной работы четырех лучей; на фиг.б - диаграммы рабо" Оптико-электронное устройство охранной сигнализации содержит рлок 1 питания и контроля, связанныйпо 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 задающий генератор 7, преобра-. зователь 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 детектор 14, усилитель 15, исполнительный узел 16.В блок 3 излучателя входят односторонний ограничитель 17, усилитель18 тока, излучатель 19,В бдок фотоприемника 5 входятусилитель 20 с автоматической регулировкой усиления, фотоприемник21.На фиг.2 представлен вариант1 Овыполнения блока 9 на двух четырехпозиционных переключателях 22 и 23и выключателе 24.Устройство работает следующимобразом,15Задающий генератор 7 вырабатываетмеандр (фиг.6 ) для задания временного интервала работы всего устройства. Этот меандр поступает напреобразователь 8 однополярных импульсов в двухполярные, откуда сдвинутые разнополярные импульсы (фиг.6)поступают на блок 9. Следует отметить, что однополярные импульсыимеют только две временные метки запериод следования - это переднийи задний фронт импульса, Двухполярные сдвинутые импульсы (фиг.6) имеютчетыре метки времени за период следования - передний и задний фронтыположительного импульса, и переднийи задний фронты отрицательного импульса. Это качество используетсяв устройстве для разделения каналоввнутри заданного периода.Двухполярные импульсы через пер 35вый выход программного узла 9 и через двухсторонний ограничитель 10поступают на преобразователь 11 двухполярных импульсов в однополярные,который вырабатывает импульсы, привя 40занные к каждому из четырех метоквремени. В зависимости от выбранногорежима работы данного устройстваи, следовательно, программы блока 9,на первый и второй формирователи.им-. 45пульсов 12 и 13 подаются импульсы,занимающие различное фазовое положениев периоде работы устройства.Рассмотрим работу блока 9 фиг.2).Выключатель 24 определяет режим работы устройства: ведущий или ведомый.В ведущем режиме выключатель 24замкнут, поэтому двухполярные импульсы поступают как в линию синхронизации, так и на двухсторонний ограничитель 1 О. В ведомом режиме выключатель 24 разомкнут и двухполярныеимпульсы поступают из линии синхро 20 830453 6низации только на двухсторонний ограничитель 10, который в этом случаезащищает последующую схему от помехи наводок в линии синхронизации.Таким образом, независимо от режимаработы на вход преобразователя 11двухполярных импульсов в однополярные поступают двухполярные импульсы(фиг.6), которые преобразуются воднополярные и привязываются к временным меткам периода работь 1 Дфиг,бвд . е), Разделенные таким образом четыре последовательности импульсов получаются на четырех выходах преобразователя 11 и поступаютпараллельно на переключатели 22 и23, Таким образом, в зависимостиот положения движков 26 и 31 соответственно переключателей 22 (контакты 27-30) и 23 (контакты 32-35) навход формирователей 12 и 13 импульсов поступают запускающие импульсы в различные моменты периода,При этом фазы работы формирователей 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.3. При этом необходимасинхронная работа приемного и передающего каналов. Поэтому в блоке9 выключатель 24 включен (ведущийрежим работы), а движки 26 и 31переключателей 22 и 23 находятся водинаковом положении, например,в первом (иг,2 1 . В этом случаеу переключателя 22 движок 26 уста,новлен на контакт 27, а у переключа-:теля 23 движок 31 - на контакт 32,а так как контакты 27 и 28 подключенык одному выходу преобразователя 11,то формирователи 12 и 13 запускаются одновременно.С формирователя 12 импульс по линии 2 поступает в блок 3 излучателяна односторонний ограничитель 17,который отрезает помехи и наводкив линии 2. С ограничителя 7 импульсыпоступают на усилитель 18 тока и затемна излучатель 19, который генерируетИК энергию. ИК луч 25 проходит охраняемое пространство и достигает фотоприемник 21 блока 5 фотоприемника,преобразуется в электрический сигнал, усиливается усилителем 20 савтоматической регулировкой усиленияи по личин 4 поступает на усилитель15 блока 1 питания и контроля, С830453 8 усилителя 15 сигнал поступает на синхронный детектор 4, на второй вход которого одновременно поступает импульс синхронизации от второго формирователя 13 импульсов. Если эти импульсы совпадают по фазе и длительности, то происходит детектирование сигнала и исполнительное устройство 16 не выдает сигнал тревоги. Если луч перекрывается нарушителем, то исполнительный узел 16 выдает сигнал тревоги.Рассмотрим работу двух устройств для образования двухлучевого барьера (фиг.4 ) , При этом устройства размещаются на противоположных сторонах охраняемого участка, а блоки 1 (1)и 1 (2) 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 блоков 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 выдачу сигнала тревоги при пересечении луча нарушителем, Эта ситуация возникает во время сильного тумана или снегопада, когда чувствительность приемно-усилительного тракта становится максимальной и рассеянной от снега или тумана ИК поток по интенсивности превосходит порог срабатывания устройства, Однако если рядом расположенные блок излучателя и блок фотоприемника работают в разных фазах, то обратное рассеяние не воздействует на приемно- усилительный тракт благодаря применению синхронизации. Работа всех узлов обоих устройствв двухлучевом режиме аналогична работе в однолучевом режиме, но фазировка каналов отлична и производится следующим образом,Первое устройство работает в ведущем режиме, поэтому выключатель24 блока 4 ( 1)питания и контроля находится во включенном положении,Излучающий тракт синхрониэлруется по переднему фронту положительногоимпульса, а фотоприемник - по переднему фронту отрицательного импульса(фиш,б ) . Это означает, что у переключателя 22 движок 26 находитсяв положении 27, синхронизируя работуизлучающего тракта ( фиг.бж ), а упереключателя 23 движок 31 находится 10 в положении 34, синхронизируя работу приемно-усилительного транкта(фиг.бз), Второе устройство работаетв ведомом режиме, что соответствуетразомкнутому положению выключателя 1524 блока 1 (2 ) питания и контроля,Синхронизирующие импульсы ( фиг.бб)поступают по линии синхронизации 6от первого устройства. Чтобы блок.5 (2 ) фотоприемника синхронно работал с блоком 3 (1) излучателя 20для образования луча 25 , необходима.его синхронизация также попереднему фронту положительного импульса. Это соответствует положению32 движка 31 переключателя 23 блока251 (2) питания и контроля второгоустройства. Для образования второголуча 25 (2) необходимо, чтобы блок3 (2) излучателя синхронно работалс блоком 5 1 ) фотоприемника, т.е.30 синхронизировался от переднего фронта отрицательного импульса. Этодостигается при положении 29 движка26 переключателя 22 блока 1 (2) питания и контроля второго устройстваЗ 5 Таким образом достигается рабоша двухнезависимых лучей эа счет, разнесенияфазы их работы.Четырехлучевой барьер образовывается четырьмя одинаковыми устройствами40 (фиг.5) аналогично построению двухлучевого барьера. Разница заключаетсяв разных положениях,11 рограммных переключателей программного узла каждого устройства. Блок 1 ( ) питания45 и контроля первого устройства работает в ведущем режиме, остальныетри устройства работают в ведомомрежимеВ таблице приведены положения переключателей программного узла 50 для синхронной работы четырех лучей,обеспечивающие их полное фазовоеразделение, а следовательно и полную их независимую работу.830453 1 О БлокпитаБлокизлучатеПолож. Поло;. Диаграмма Блокпитания иконтроля Блокфотоприемника Лучи грамма работы движ31,переключ.23 движ, 26,переключ22 ния и контроля ля работы 6 ж 5(2) 1 (2) 6 з 5(1) 1 (1) 6 и 5(4) 1 (4) 6 к 5(3) 1 (3) 32 бл 34 бм 33 6 н 35 6 о.29 28 30 50 1 луч,25 (1) 31 (1) 2 луча,25 (2) 3 (2) 1 (2) 3 луча,25 (3) 3 (3) 1 (3) 4 луча,25 (4)3 (4) 1 (4) 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, 4 гак и в многолучевом режиме )ри совместной работе нескольких устройств, При этом обеспечивалась полная независимость функционирования каждого луча при большой дальности действия (до 300 м) и большом запасе по оптнческому сигналу, Ожидаемый экономический эффект составляет не менее 1000000 руб. в год.Формула изобретенияОптико-электронное устройство охранной сигнализаци:;, содержащее задающий генератор, первый" формирователь импульсов, усилитель тока, подключенный к излучателю, оптически связанному с фотоприемником, последовательно соединенные усилитель, синхронный детектор и исполнительный узел, линию синхронизации,о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности устройства в него введены односторонний 20ограничитель, усилитель с автоматической регулировкой усиления, преобразователь однополярных импульсовв двухполярные, блок управления,второй формирователь импульсов, 25двухсторонний ограничитель и преобразователь двухполярных импульсовв однополярные, задающие генераторчерез преобразователь однополярных. импульсов в двухполярные подключенк первому входу блока управления, ЗОвыход двухстороннего ограничителяподключен через греобразователь двухполярных импульсов в однополярныеко второму входу блока управления,вход двухстороннего ограничителясоединен с первым выходом блокаупраления, второй выход которогочерез первый формирователь импульсов подключен ко входу одностороннего ограничителя, выход которого 40 соединен со входом усилителя тока,третий выход блока управления черезвторой формирователь импульсов подключен ко второму входу синхронногодетектора, четвертый выход блока 45 управления соединен с линией синхронизации, фотоприемник подключен квходу усилителя с автоматическойрегулировкой усиления, выход которого соединен со входом усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2554967/18-24,кл. 6 08 В 13/18, 09,12. 77,2, Датчик обнаружения "Мак".Учебное пособие ГУВВ МВД СССР,М. 1977 (прототип).