Сигнальное устройство

Сигнальное устройство

Реферат

 

Изобретение относится к сигнализации, в частности к устройствам, сигнализирующим о вторжении постороннего лица или животного на охраняемую территорию с нарушением электрического контакта в токонесущей электрической цепи, размещенной вдоль периметра. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Устройство содержит чувствительный элемент 1 в виде одножильного провода, генератор 2 импульсов, детектор 3 длительности импульса, измеритель 4 дальности, фильтр 5 верхних частот, пороговый элемент 6, исполнительный блок 7 и заземлитель 8. Использованный в устройстве импульсный способ измерения длительности распространения волновых фронтов электромагнитной энергии вдоль волноводной линии, образованной одножильным проводом и поверхностью земли, позволяет получить информацию о длине одножильного провода до места его обрыва при отсутствии необходимости замыкать одножильный провод в кольцевой электрический контур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение 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 устройства; 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 резистора 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 одножильный 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 длительности протекающего через базовый переход транзистора 11 тока. Провод 1 и поверхность земли через погруженный в грунт заземлитель 8 образуют волноводную линию, разомкнутую на дальнем конце. Заземлитель может быть выполнен в виде медного штыря длиной 02-0,5 м. В начальный момент каждого из импульсов 14 вдоль волноводной линии с конечной скоростью начинает распространяться волна тока I_п. Волна достигает разомкнутого конца волноводной линии, отражается от него в противофазе с падающей волной и возвращается обратно к базе транзистора 11. В момент прихода отраженной волны I_o импульс тока через участок эмиттер-база транзистора 11 прекращается, транзистор 11 закрывается. 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 составляющую напряжения из поступающей 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 на фиг.2, а длительность каждого импульса Т₁. Уровень средней составляющей напряжения на выходе фильтра 13 пропорционален Т₁ и изображен позицией 17 на фиг.2. В момент t_o обрыва провода уменьшается его длина и соответственно уменьшается до величины Т₂ <T _{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, проградуированной в единицах длины провода 1. Быстрый скачок величины средней составляющей напряжения в момент to 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 6. 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 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.).}

Формула изобретения

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. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор длительности импульсов содержит два задающих резистора, 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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.10.2006

Извещение опубликовано: 10.01.2008        БИ: 01/2008