устройство для охраны

Формула изобретения

1. Устройство для охраны, содержащее шлейф из двух сигнальных проводов, источник опорного напряжения, параллельно включенные резисторный и емкостный элементы, блок индикации, резистивно-диодный двухполюсник, отличающееся тем, что шлейф поделен на п-участков обнаружения нарушения, в устройство введены стабилизатор тока, дополнительные резисторно-диодные двухполюсники по числу участков обнаружения нарушения, причем в каждом двухполюснике резистор включен последовательно в шлейф, а диодный элемент выполнен нелинейным (в виде стабилитрона), включен параллельно сигнальным проводам и выбран со значением напряжения стабилизации, ступенчато убывающим по мере удаления участка шлейфа от стабилизатора тока, который выходом подключен ко входу шлейфа, к параллельно включенным резистивному и емкостному элементам и к первому входу порогового блока, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к блоку индикации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пороговый блок выполнен в виде 2 п-разрядного компаратора, а блок индикации состоит из 2 п-разрядной линейки элементов световой индикации, 2 п-разрядной схемы ИЛИ и генератора звукового сигнала с излучателем, резисторный элемент выполнен в виде последовательной цепи резисторов, выводы которых подключены к первым входам 2 п-разрядного компаратора, ко второму входу 2 п-разрядного компаратора подключен через делитель напряжения выход источника опорного напряжения, к выходам упомянутого компаратора подключены входы упомянутой 2 п-разрядной схемы ИЛИ и входы 2 п-разрядной линейки элементов световой индикации, а к выходу упомянутой схемы ИЛИ подключен генератор звукового сигнала с излучателем.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коэффициент деления напряжения по каждому выходу резисторного элемента, выполненного в виде последовательной цепочки резисторов, выбирают по условию:

где U_k - контролируемое пороговое напряжение на входе шлейфа сигнальных проводов;

К_оп - коэффициент деления опорного напряжения;

Е_оп - значение опорного напряжения на втором входе 2 п-разрядного компаратора.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что напряжение пробоя (стабилизации) нелинейного диодного элемента (стабилитрона) i-го двухполюсника выбирают по условию:

U_ст.i =U_ст(i+1)+(1,1÷2,4)J_ст·R,

где U_ст(i+1) - напряжение пробоя стабилитрона соседнего более удаленного двухполюсника;

J_ст - выходной ток стабилизатора тока;

R - сопротивление резистора двухполюсника.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны, к электромеханическим устройствам для тревожной сигнализации. Устройство может быть использовано для тревожной сигнализации о проникновении нарушителя в контролируемую периметровую зону, ограниченную шлейфом из двух проводников малого сечения, и обеспечивает звуковую сигнализацию о нарушении и индикацию участка периметра, на которой произошло нарушение.

Известна система тревожной сигнализации [1], содержащая двухпроводную линию связи, обеспечивающая обнаружение проникновения в контролируемое пространство с индикацией номера участка, где произошло нарушение. Недостатками известного решения являются высокие сложность и стоимость системы, что ограничивает возможность ее применения особенно при необходимости оперативного развертывания и свертывания периметрового оборудования. Наиболее близким техническим решением является известное устройство для охраны [2], содержащее шлейф из двух сигнальных проводов, разрываемый при воздействии нарушителя, электрическая цепь которого контролируется с помощью источника питания. Прототип содержит также резистивный и емкостной элементы, ограничитель напряжения, пороговой блок, выходом подключенный к блоку сигнализации.

Обладая высокой помехоустойчивостью к кратковременным электромагнитным наводкам на сигнальном проводе, прототип не позволяет определить место нарушения шлейфа и различать обрыв и намеренное перемыкание шлейфа в месте нарушения.

Целью изобретения является определение места нарушения шлейфа с различением обрыва сигнального провода и короткого замыкания шлейфа.

Для достижения цели шлейф из двух сигнальных проводов разделен на участки, в каждый участок шлейфа введен и включен параллельно сигнальным проводом нелинейный диодный элемент (стабилитрон) и последовательно включенный в сигнальный провод резистор (резисторы), также в устройство введен источник тока питания шлейфа. Структура устройства приведена на Фиг.1, вариант резистивного элемента и блока сигнализации для шлейфа, разделенного на 5 участков изображен на Фиг.2.

Устройство содержит сигнальный шлейф 1, источник опорного напряжения 2, стабилизатор тока 3, ограничитель напряжения 4, емкостный 5 и резистивный 6 элементы, пороговый блок 7 и блок индикации 8, а также дополнительные резисторы 9-1...9-п и диодные нелинейные элементы (стабилитроны) 10-1...10-п. Шлейф 1 подключен к выходу стабилизатора тока 3 параллельно с ограничителем 4 напряжения и емкостным 5 и резистивным 6 элементами и первым входом с порогового блока 7.

На второй вход блока 7 подается опорное напряжение с источника 2.

В дежурном режиме на выходе стабилизатора тока 3 поддерживается номинальное значение напряжения U_кн =J_ст-R₉+U_10-п,

где J_ст - выходной ток стабилизатора 3,

R₉ - суммарное сопротивление сигнального шлейфа с учетом резисторов 9,

U_10-п - напряжение пробоя (стабилизации) элемента 10-п.

Например, при числе участков шлейфа п=5, J_ст=10^-2 A, R₉=200×5=1000 ом, U_10-5=3,3 В

Имеем: U_кн=10 ^-2 А·1000 Ом + 3,5 В=13,3 В,

В таблице 1 приведены значения напряжения Uк для различных вариантов нарушения по участкам шлейфа. Контролируя напряжение Uк на входе С с помощью порогового блока 7, устройство позволяет определить характер нарушения (обрыв или преднамеренное перемыкание шлейфа) и участок шлейфа, где произошло нарушение.

Таблица 1
Режим	Напряжение Uк, В.
Участок	12345
Напряжение пробоя	1	14	10	6.8	3,3
стабил. В	8
Дежурный	1	13,3	13,3	13,3	13,
	3,3				3
Обрыв	2	20	18	16	14,
	4				8
Короткое	0	2	4	6	8
Пороговые напряжения И к перехода соответствующего разряда схемы сравнения в режиме формирования тревоги.
Обрыв	2	19	17	15	14,
	2				3
Кор.замык.	1	3	5	7	10

Резистивный элемент 6 (см. Фиг.2) может быть выполнен в виде цепочки резисторов R₃...R₁₃, а пороговый блок в виде 2п разрядного компаратора 12 аналоговых напряжений с опорным напряжением Uоп, поделенным введенным в пороговый блок делителем 11 из резисторов R₁ и R₂.

В этом случае блок индикации 8 состоит из 2п разрядной линейки элементов световой индикации 13, 2п разрядной схемы ИЛИ 14, генератора 15 звукового сигнала с излучателем 16.

В состав линейки 13 входят элементы индикации короткого замыкания сигнального шлейфа 17...21 и элементы 22...26 индикации обрыва сигнального шлейфа.

Коэффициенты деления по каждой ступени цепочки R3...R13 выбирают по условию:

где Uк - соответствующее напряжение из табл.1, а В приведенном примере при U_оп=5 В, К_р=10, имеем:

K_D1=2; K_D2=6; К_D3 =10; K_D4=14; K_D5=20; К_D6=28,6; К_D7=30; К_D8=34; К_D9=38; К _D10=44.

Число участков в устройстве может быть выбрано от 2 до 32 и более.

Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями в данной области подтверждают его принципиальную новизну. Например, известная система тревожной сигнализации [1] позволяет определять номер участка поврежденной 2-проводной линии связи и характер повреждения (обрыв, перемыкание). Однако при наличии общих с предлагаемым устройством элементов (источник тока, схема сравнения, источник опорного напряжения, блок индикации) это решение обладает сложной аппаратной реализацией и, как следствие, более высокой стоимостью и меньшей надежностью. Предложенное устройство имеет иные связи между известными элементами, в него введены новые элементы, обеспечивающие достижение цели изобретения при максимальной простоте предложенного устройства.

Источники информации

1. Патент России №2018967, кл. G 08 В 25/08. Бюл №16, 1994 г. Система тревожной сигнализации.

2. Патент России №2010335, кл. G 08 В 13/12. Бюл. №6, 1994 г. Устройство для охраны.