Электронный индикатор

Электронный индикатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к системам тревожной сигнализации, и может быть использовано при разработке способов и средств контроля доступа к объекту.

Известно устройство, содержащее цилиндрический корпус, на внешней поверхности которого выполнена резьба для крепления данного устройства на контролируемый объект, внутри корпуса расположены электрически соединенные между собой источник питания, емкостной чувствительный элемент, обмотка и центральное процессорное устройство (ЦПУ). ЦПУ включает в себя микроконтроллер, кварцевый резонатор, интерфейс связи и схему измерения емкости чувствительного элемента, включающую в себя резистор (патент США №6791465, опубл. 18.04.2002, МПК F16B 41/00, G08B 21/00, F16B 31/02).

Недостатками данного устройства являются необходимость его сопряжения со считывающим устройством для передачи данных; возможность ложных срабатываний из-за температурной зависимости емкостного чувствительного элемента.

Известно устройство, представляющее собой цилиндрический корпус, в котором установлены: элемент питания; неподвижный электрод, выполненный в виде диска из керамического материала; подвижный электрод; обмотка индукционного интерфейса, центральное процессорное устройство (ЦПУ), крышка, верхняя гайка, нижняя гайка и тарельчатые пружины. Подвижный электрод выполнен в виде цилиндра, на внешней поверхности которого выполнена проточка. В проточку установлены тарельчатые пружины, зафиксированные нижней гайкой. Со стороны внешнего торца подвижного электрода выполнено глухое резьбовое отверстие для крепления устройства на контролируемый объект. На одну из торцевых поверхностей неподвижного электрода/керамического диска нанесено покрытие - напыление серебра. В корпусе диск установлен таким образом, что к подвижному электроду он ориентирован стороной без покрытия. Подвижный и неподвижный электроды образуют емкостной чувствительный элемент (патент РФ №2401460, опубл. 10.10.2010, МПК: G08B 21/00, F16B 31/02, F16B 41/00 - прототип).

Устройство работает следующим образом.

При навинчивании устройства на резьбовую шпильку контролируемого объекта происходит сжатие тарельчатых пружин и увеличение воздушного зазора между подвижным электродом и керамическим диском/неподвижным электродом. При вывинчивании устройства под действием тарельчатых пружин происходит уменьшение воздушного зазора, что приводит к изменению емкости чувствительного элемента, регистрируемое ЦПУ как факт доступа к объекту. Информация о фактах доступа может передаваться дистанционно через индукционный интерфейс во внешнее считывающее устройство.

Недостатком данного устройства является необходимость силового сопряжения устройства с контролируемым объектом, наличие подвижных элементов в конструкции.

Задача, на достижение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании универсального устройства, сохраняющего информацию о процедуре опечатывания и информацию о попытках доступа к контролируемому объекту, исключающего возможность несанкционированной замены электронного индикаторного устройства на идентичное.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный электронный индикатор согласно изобретению содержит корпус, состоящий из двух электродов, преимущественно цилиндрической формы, разделенных диэлектрической вставкой, образующих емкостной чувствительный элемент, соединенный с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, защитного колпачка из диэлектрического материала, устанавливаемого на корпус и обеспечивающего перекрытие корпуса индикатора предпочтительно по всей его высоте, при этом на внутренней поверхности защитного колпачка выполнены конструктивные элементы, входящие в зацепление с ответными конструктивными элементами на наружной поверхности корпуса и обеспечивающие фиксацию защитного колпачка от осевого перемещения после его установки на корпус электронного индикатора, причем указанные конструктивные элементы выполнены таким образом, что обеспечивается первоочередность удаления защитного колпачка с корпуса электронного индикатора до удаления указанного корпуса с контролируемого объекта.

В варианте исполнения вовнутрь защитного колпачка со стороны его заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка, расположенная таким образом, что при установке защитного колпачка на корпус индикатора в рабочее положение упомянутая вставка гарантированно не перекрывает диэлектрическую вставку между электродами, при этом высота кольцевой вставки по оси выбрана из условия превышения высоты диэлектрической вставки между электродами.

В варианте исполнения один из электродов выполнен с профилированной концевой частью для соединения с ответной профилированной частью контролируемого объекта.

В варианте исполнения на концевой части электрода, сопрягаемого с контролируемым объектом, выполнена наружная или внутренняя резьба для стыковки с контролируемым объектом.

В варианте исполнения защитный колпачок выполнен с резьбой для соединения с контролируемым объектом.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является улучшение эксплуатационных характеристик и расширение области применения устройства, регистрирующего факт доступа.

Технический результат достигается тем, что емкостной чувствительный элемент электронного индикатора состоит из двух электродов, являющихся частями корпуса электронного индикатора, разделенных диэлектрической вставкой, электрически соединен с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, при этом на корпус установлен защитный колпачок из диэлектрического материала для защиты емкостного чувствительного элемента от воздействия случайных помех, выполненный таким образом, что исключается удаление электронного индикатора с контролируемого объекта без снятия защитного колпачка. На внутренней поверхности защитного колпачка выполнены конструктивные элементы, входящие в зацепление с ответными конструктивными элементами на наружной поверхности корпуса и обеспечивающие фиксацию защитного колпачка от осевого перемещения после его установки на корпус электронного индикатора, причем указанные конструктивные элементы выполнены таким образом, что исключается удаление электронного индикатора с контролируемого объекта при снятии защитного колпачка. Толщина защитного колпачка выбрана из условия обеспечения требуемого уровня защиты емкостного чувствительного элемента от воздействия случайных помех.

В варианте исполнения электронного индикатора вовнутрь защитного колпачка со стороны заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка, при этом высота вставки выполнена таким образом, что при фиксации защитного колпачка на корпусе пломбы в рабочем положении исключается перекрытие электроизолирующей вставки между электродами указанной металлической вставкой.

В варианте исполнения электрод, сопрягаемый с контролируемым объектом, выполнен в виде тела вращения с профилированной концевой частью для соединения с ответной профилированной частью контролируемого объекта.

В варианте исполнения на концевой части электрода, сопрягаемого с контролируемым объектом, выполнена наружная или внутренняя резьба для стыковки с контролируемым объектом.

В варианте исполнения защитный колпачок выполнен с резьбой для соединения с контролируемым объектом.

Применение новой конструктивной схемы емкостного чувствительного элемента, а именно: выполнение электродов в качестве корпусных элементов, исключение подвижности электродов в процессе функционального применения, выполнение одного из электродов в виде крепежного средства - позволяет уменьшить габариты, упростить конструкцию электронного индикатора и повысить надежность, расширить область применения.

Отсутствие изменяемого в процессе функционирования зазора между электродами - установка электродов через проставку - позволяет практически исключить влияние конструктивных электронного индикатора на величину указанного зазора, вследствие чего уменьшить погрешность емкостного чувствительного элемента при температурных изменениях в процессе эксплуатации - расширить диапазон эксплуатационных температур.

Отсутствие подвижного электрода, следовательно, отсутствие необходимости силового сопряжения электронного индикатора с контролируемым объектом - для установки рабочего зазора между электродами - позволяет расширить номенклатуру контролируемых объектов применения предложенного устройства за счет возможности установки электронного индикатора на контролируемые объекты с несиловыми элементами конструкции.

Предложенное техническое решение - конструктивная схема электронного индикатора, способ действия которой заключается в регистрации факта доступа при внесении в чувствительную зону электронного индикатора инородного объекта, на основании изменения диэлектрической проницаемости среды, характеризующаяся наличием съемного колпачка, устанавливаемого на корпус электронного индикатора и ограничивающего при установке и открывающего при снятии доступ в чувствительную зону, позволяет расширить область применения электронного индикатора как устройства контроля. Указанная особенность конструктивной схемы - ограничение доступа в чувствительную зону при установленном защитном колпачке и снятие ограничения при удалении колпачка - позволяет применять электронный индикатор в случаях, требующих оперативного открытия контролируемого прохода/проема и пр.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема поперечного сечения варианта исполнения электронного индикатора с наружным резьбовым стыковочным элементом, на фиг. 2 показан вариант исполнения индикатора с внутренним резьбовым стыковочным элементом, на фиг. 3 показана схема поперечного сечения варианта исполнения электронного индикатора.

Электронный индикатор содержит корпус, состоящий из первого электрода 1, второго электрода 2 и промежуточной вставки 3 из электроизолирующего материала, образующих емкостной чувствительный элемент. На первом электроде 1 выполнены конструктивные элементы для крепления индикатора на контролируемом объекте. Внутри корпуса установлен источник питания 4, индуктор 5 и электронный блок 6. На корпус электронного индикатора установлен защитный колпачок 7. В варианте исполнения вовнутрь защитного колпачка 7 со стороны заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка 8.

Электронный индикатор работает следующим образом.

Электронный индикатор закрепляется на контролируемом объекте, на корпус электронного индикатора устанавливается защитный колпачок 7.

В случае удаления защитного колпачка 7 резко возрастает чувствительность емкостного элемента, состоящего из электрода 1, электрода 2. При внесении в зону чувствительности емкостного элемента предмета с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости среды, изменяется входная емкость чувствительного элемента, происходит формирование импульса, инициирующего запись о факте доступа с указанием даты и времени доступа во внутреннюю память электронного блока 6. Наличие индукционного интерфейса связи обеспечивает возможность передачи данных дистанционно во внешнее считывающее устройство.

В варианте исполнения защитного колпачка 7 с внутренним кольцом 8 из металлического материала формирование импульса, инициирующего запись о факте доступа, происходит уже в момент удаления защитного колпачка 7.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить эксплуатационные характеристики, снизить стоимость изготовления и расширить область применения электронного индикатора.

1. Электронный индикатор, характеризующийся тем, что содержит корпус, состоящий из двух электродов, разделенных диэлектрической вставкой, образующих емкостной чувствительный элемент, соединенный с расположенными внутри корпуса и соединенными между собой источником питания, обмоткой индукционного интерфейса связи и электронным блоком измерения емкости чувствительного элемента, обработки и хранения информации, защитный колпачок из диэлектрического материала, устанавливаемый на корпус, причем защитный колпачок выполнен таким образом, что исключается доступ к корпусу индикатора, установленного на контролируемый объект, при этом на внутренней поверхности защитного колпачка выполнены конструктивные элементы, входящие в зацепление с ответными конструктивными элементами на наружной поверхности корпуса и обеспечивающие фиксацию защитного колпачка от осевого перемещения после его установки на корпус электронного индикатора, причем указанные конструктивные элементы выполнены таким образом, что обеспечивается первоочередность удаления защитного колпачка с корпуса электронного индикатора до удаления указанного корпуса с контролируемого объекта.

2. Электронный индикатор по п. 1, отличающийся тем, что вовнутрь защитного колпачка со стороны его заходного торца установлена кольцевая металлическая вставка, расположенная таким образом, что при установке защитного колпачка на корпус индикатора в рабочее положение упомянутая вставка гарантированно не перекрывает диэлектрическую вставку между электродами, при этом высота кольцевой вставки по оси выбрана из условия превышения высоты диэлектрической вставки между электродами.

3. Электронный индикатор по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что один из электродов выполнен с профилированной концевой частью для соединения с ответной профилированной частью контролируемого объекта.

4. Электронный индикатор по любому из пп. 1, 2, 3, отличающийся тем, что на концевой части электрода, сопрягаемого с контролируемым объектом, выполнена наружная или внутренняя резьба для стыковки с контролируемым объектом.

5. Электронный индикатор по любому из пп. 1, 2, 3, 4, отличающийся тем, что защитный колпачок выполнен с резьбой для соединения с контролируемым объектом.