Устройство для тревожной сигнализацииемкостного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетекнк

Соцналнстнчвскнк ре«лублни (ii) 802980 (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 05.09.78 (2t ) 2662230i18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I) h%. Кл.

G 08 В 13/26

Ввудар«теепа«квинтет

CCCP йе йеава «зебр«те«ий в етермтнй

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень М 5 (53 ) УД К 654. 91 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.81 (72) Автор изобретения

В. Я. Семенов (Vl) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

ЕМКОСТНОГО ТИПА

Изобретение относится к техническим средствам охраны, а более конкретно к тревожной сигнализации с применением в качестве чувствительного элемента устройства наружной антенны, представпяю щей собой распределительную емкость.

Известны устройства дпя тревожной сигнализации емкостного типа, содержащие автогенератор с трансформаторной связью, нндуктивно связанный с антенна ми и через последовательно соединенные усилитель переменного тока, детектор и усилитель постоянного тока со входом ис полнительного блока, выход усилителя соединен со входом RC-цепи, а регупирук«ций транзистор — с автогенератором (1 $

Их недостаток заключается в том,что для выделения полезного сигнала в устройствах устанавливаются специальные эпементы, которые усложняют их конст6 рукцию, снижают надежность и,как след ствие, способствуют формированию ложных сигналов или потере чувствительности..

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство дпя тревожной сигнализации емкостного типа, содержащее генератор, соединенный с 4С -цепью образованной индуктивнос тью обмотки трансформатора и емкостью антенны, .С -цепь индуктивно связана через последоватепьно соединенные фипьтр и усилитель с разовым детектором, который через фильтр соединен с одним вхо дом временного селектора. Генератор че с р выпрямитеж соединен с временным селектором. Последний соединен с исполнительным блоком, который связан с бпеком дистанционного контроля, соединенеыи с,С аепью.f2J е (3 .

В таком устройстве изменение емкости антенны, вызванное подходом нарушителя ипи изменением активной проводимости антенн (пртт изменении температурновпажностиого режима окружакщей среды) создает разбаланс измеритепьного моста.

Комплексный сигнал с измерительного моста поступает на фазовращатепь, где

802980 получает необходимый фазовый сдвиг. При этом на фазовом детекторе выделяется его емкостнея составляющая, представляющая собой полезный сигнал. С фазового детектора сигнал поступает на фильтр верхних частот и проходит его, если крутизна фронта изменения сигнала соответствует скорости движения нарушителя при входе его в зону действия антенн, или гасится, если крутизна фронта меньше, чем может быть обусловлено медленным изменением полезного сигнала зе счет изменения активной проводимости антенны.

С выхода фильтра верхних частот сигнал, усиленный усилителем постоянного токе, при достижении заданной величины поступает во временной селектор через его пороговое устройство и если его длительность соизмерима с минимально возможным временем входа нарушителя в зону действия антенны, устройство формирует сигнал тревоги.

Работа данного устройства недостаточно надежна, так как для выделения и усиления полезного сигнала в нем установлены специальные элементы (фезовращатель, фазовый детектор, фильтр верхних частот, усилитель постоянного тока). Это усложняет конструкцию и снижает надежность.

Кроме того, фазовый детектор изменяет чувствительность устройства при изменении активной проводимости антенн.

11елью изобретения является повышение надежности устройства путем упрощения его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в него введен второй выпрямитель.

Выход усилителя через второй выпрямитель соединен со вторым, входом временного селектора, а в Lt- -цепи отношение емкостного сопротивления к индуктивному равно двум.

Исключение части элементов из известного устройства возможно если измерение производится не обоими плечами дифференциального, трансформатора, а одним, т.е. последовательной („ -цепью. В этом случае при изменении активной проводимости антенны сигнал на выходе измерительного устройства изменяется только по фазе, оставаясь постоянным по амплитуде, и изменяется по амплитуде только при изменении емкостного сопротивления, т.е. при подходе нарушителя к антенне.

Это утверждение справедливо, так как отношение в плече моста равно двум.

При дифференциальном включении, как это сделано в прототипе, такое преимущество цепи теряется, так как сложение двух сигналов с равной амплитудой, но имеющих сдвиг по фазе, дает на выходе изменение как Ilo фазе тек и по амплитуде, а это ведет к ложным сигналам. Объясняется это тем, что в реальных условиях добиться равномерного изменения сопротивления изоляции в обоих плечах моста нельзя (условия эксплуатации, неидентичность в конструкции антенн и т.д.), Поэтому дифференциальное включение в этом случае должного эффекта не дает, а лишь способствует формированию ложных сигналов.

Итак, согласно изложенному, при больших активных потерях измерения емкости целесообразно вести не трансформаторным мостом, а его половиной, т.е. l.C -цепью, в которой - = 2. При измерении емкосХ"

4 ти не трансформаторным мостом, а его половиной, как это предложено, надобность в фазовом детекторе фазовращетеле,фильтре верхних частот и усилителя постоянного тока отпадает. Лействитепьно, в предложенном устройстве сигнал, вызванный изменением емкости (изменением амплитуды сигнале), снимается непосредственно с измерительного устройства и какойлибо дополнительной обработки не требует.

Итак, согласно изложенному, при измерении изменения емкости ьС вЂ” цепью, упрощается конструкция всего устройстве тревожной сигнализации.

Такое упрощение устройства повышает его чувствительность при уменьшении сок противления изоляции "антенне-земля

Так, чувствительность трансформаторного измерительного моста при сопротивлении изоляции, шунтирующей емкость, ревнойор, равна 3 — добротности обмотки трансформатора. При этом в плечах моста соблюдается соотношение XC (Х *2. Если учесть что чувствительность мосте определяется по одному плечу, то как в прототипе, так и в предложенном устройстве чувствительность при г =оо будет максимальна и рав4 íà Q, Следует иметь в виду, что соотношение Xq/)(2 в трансформаторной мостовой цепи желательно для получения максимальной чувствительности, но не обязательно дпя обеспечения его раббтоспособности. В предложенном устройстве это соотношение обязательно, в противном случае устройство неработоспособно.

При изменении сопротивления изоляции от се до О (фаза сигнала изменяется от

55 О до 180 «) чувствительность предложенного измерительного устройства изменится от максимума до минимума (от Q no

О) по зекоиу и — ОИ вЂ” Итзк, при измене802980 6 водимости антенн. При подходе нарушителя к антенне 3 сигнал снимаемый с индуктивности ьС -цепи 2, возрастает, прн этом увеличивается и величина сигнала на выходе выпрямителя. При достижении сигнала на выходе выпрямителя 6 величины, заданной порогом срабатывания временного селектора 7, временной селектор 7 срабатывает, обеспечивая формирование сигнала тревоги. При поступлении сигнала с исполнительного блока 9 на блок 10 происходит искусственное изменение емкости 4С -цепи 2. По ответному сигналу определяют чувствительность стройства. От генератора 1 на временной селектор 7 через выпрямитель 8 подается напряжение. Пропадание этого напряжение обеспечивает формирование временным селектором 7 сигнала тревоги.

Таким образом в предложенном уст,ройстве с измерительным элементом в виде последовательной 1,С - цепи упрощена схема, повышена ее нлдежность и умень щено влияние изменения активной проводимости антенны на чувствительность устройства. нии сопротивления изоляции чувствительность предложенного устройства 9> определяется по формуле

1+СОЬ

3» Х 5

Что касается прототипа, то.имеющийся в его составе фазовый детектор, выходное напряжение Обцх которого иэменяетпг по закону 0Вьи=gU>

i+60 Ì

5,, =Й СовУ

Если учесть, что в данном случае COS9 - - >, то при изменении t от О до 1$ ео в прототипе чувствительность равна нуëþ а в предложенном устройстве 0,5 Ц.

Итак, измерение изменения емкости одним плечом моста при собжоденин соотношения Х / Х =2 упрощает щ схему устройства, повышает его чувства» тельность,и в целом новывавт надежность его работы.

На чертеже представлена структуриаа схема предлагаемого устройства. 2$

Устройство содержит генератор 1, питающий последовательную ЬС -цепь 2, в которой является чувствительный, эле мент устройства емкость-антенна 3. По следовательная I,Ñ -цепь 2 имеет транс» з© форматорную связь с фильтром 4 сигнала помех, сигнал с которого поступает на усилитель 5 высокой частоты. Сигнал с усилителя 5 через выпрямитель 6 постулает на вход. временного селектора 7, По другому входу временной селектор 7 сов динен через выпрямитель 8 со вторыы выходом генератора 1. Временной семен» тор 7 управляет исполнительным бемом

9, который соединен с блоком 10 дистанционного контроля чувствительности. Вся схема питается от стабилизатора иаира жения 11.

При изменении емкостного сопротивления антенны 3, т,е. при подходе маруши

4$ теля к антенне 3, изменится амплитуда тока, протекакацего через индуктивность.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение генератора 1 подводится к последовательной l C ели 2. Сигнал с индуктивности .С -цепи 2 поступает на вход фильтра 4, а с него на вход усилителя 5, а с выхода усилителя 5 - на вход выпрямителя 6. На выходе выпрямиSS теля 6 (в исходном положении) величина напряжения постоянна, так как выпрямитель 6 не реагирует на фазу входного сигнала, т.е. на изменение активной проФормула изобретения

Устройство для тревожной сигнализации емкостиого типа, содержащее генераратор, первый выход которого соединен с Ж -цепью, образованный нндуктнвнос- тью обмотки трансформатора и емкостью антенны, 4С -нень индуктивно связана с фильтром сигнала помехи, который соединен с усилителем, второй выход генератора через выпрямитель соединен с первым ниЮом временного селектора, выход которого соединен с исполнительным блоком, который соединен с блоком дистанционного контроли, который связан с ЬС-цепью,о о т л н и а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в мего введен второй выпрямитель, выход усилителя через второй выпрямитель соедимэн со вторым входом временного селектора, а в 4С -цепи отношение емкостного соиротивленна к индуктивному равно двум.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 376795, кл. 5 08 В 13/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ие 270539, кл. G 08 В 13/26, 1970 (прототи л) .

3. Шебес М. P. Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах, М., Высшая школа, 1 973, с. 119, рис. 3.32.

802980

Составитель О. Богомолова

Редактор Л. Утехина Техред М. Кощтура . Корректор Г. Назарова

Заказ 10627/63 Тираж 702 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4