Устройство для охраны

 

Изобретение относится к техническим средствам охраны, а точнее к электромеханическим устройствам для тревожной сигнализации. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Устройство содержит сигнальный провод 1 (разрываемый при воздействии нарушителя), электрическая цепь которого контролируется с помощью источника 2 питания, резистивного элемента 5 и порогового блока 6, выходом подключенного к входу блока 7 сигнализации. Благодаря введению ограничителя 3 напряжения и емкостного элемента 4 при воздействии мощных импульсных электромагнитных помех либо кратковременном пропадании контакта в местах соединения сигнального провода "скруткой" на входе порогового блока 6 сохраняется напряжение, превышающее пороговый уровень, а, следовательно, исключены ложные срабатывания устройства. 1 ил.

Изобретение относится к электромеханическим устройствам для тревожной сигнализации и может применяться для охраны грузов при их транспортировании и хранении, для охраны садового участка, автомашины, палатки и т. д.

Известно устройство для охраны [1] , содержащее сигнальный провод, первый вывод которого соединен с первым полюсом источника питания и с катодом тиристора, управляющий вывод которого соединен с вторым выводом сигнального провода и с одним из выводов резистора, другой вывод которого соединен с анодом тиристора и с одним из входов блока сигнализации, другой вход которого соединен с вторым полюсом источника питания.

Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость от мощных импульсных электромагнитных полей. Если ЭДС наводки, приложенная к управляющему выводу тиристора, его отпирает, то протекающий через тиристор ток запускает блок сигнализации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для охраны [2] , содержащее сигнальный провод, один вывод которого соединен с первыми входами источника питания и блока сигнализации, а другой вывод - с первым входом порогового блока и с одним из выводов резистивного элемента, другой вывод которого соединен с вторыми входами источника питания и порогового блока, выход последнего подключен к второму входу блока сигнализации.

Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость от мощных импульсных электромагнитных полей (при разряде молнии, коммутации нагрузки ЛЭП и т. п. ), которые наводят в сигнальном проводе кратковременные ЭДС, величина которых сравнима с напряжением источника питания, а полярность противоположна напряжению источника питания. В этом случае происходит существенное уменьшение напряжения, поступающего на вход порогового блока. Возможны также кратковременные пропадания контакта в местах соединения сигнального провода "скруткой" при воздействии на него ветра. Существенное снижение напряжения, поступающего на пороговый блок, устройство воспринимает как обрыв сигнального провода и формирует сигнал тревоги.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для охраны, содержащее сигнальный провод, первый вывод которого соединен с первым выходом источника питания, второй выход которого соединен с первым выводом резистивного элемента, второй вывод которого соединен с входом порогового блока, выходом подключенного к входу блока сигнализации, введены ограничитель напряжения и емкостный элемент, причем вход ограничителя напряжения соединен с вторым выводом сигнального провода, а выход - с входом порогового блока и с первым выводом емкостного элемента, второй вывод которого соединен с вторым выводом источника питания.

Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволяет выявить в нем признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что свидетельствует о соответствии данного решения критериям изобретения.

Cтруктурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит сигнальный провод 1, источник 2 питания, ограничитель 3 напряжения, емкостный элемент 4, резистивный элемент 5, пороговый блок 6 и блок 7 сигнализации. В качестве сигнального провода 1 целесообразно применять изолированный провод. Ограничитель 3 предназначен для ограничения диапазона напряжения, поступающего на емкостный элемент 4, с целью уменьшения времени его разряда при воздействии электромагнитных помех и пропаданий контакта в места "скрутки" сигнального провода 1. В простейших вариантах реализации ограничитель 3 может быть выполнен, например, в виде стабилитрона, анод которого заземлен, а катод соединен с входом и выходом ограничителя, либо в виде стабилитрона, анод которого заземлен, а катод является выходом ограничителя и соединен с одним выводом резистора, другой вывод которого соединен с входом ограничителя, либо в соответствии с чертежом содержать стабилитрон 8 с напряжением стабилизации, близким к напряжению источника 2 питания, резистор 9 и диод 10. Пороговый блок 6 может содержать, например, пороговый элемент 11 и инвертор 12. Устройство функционирует следующим образом.

В отсутствие обрыва сигнального провода 1 и мощных электромагнитных наводок емкостный элемент 4 постоянно заряжается от источника 2 питания через сигнальный провод и ограничитель 3. Сопротивление резистивного элемента 5 выбирается существенно большей величины, чем сопротивление сигнального провода 1 и резистора 9, чтобы постоянная заряда емкостного элемента 4( ≈0,03 с) была значительно меньше, чем постоянная разряда ( ≈ 0,3 с). Поэтому емкостный элемент 4 заряжен практически до напряжения источника 2 питания, что обеспечивает срабатывание порогового элемента 11, а следовательно, отсутствие сигнала на выходе инвертора 12 (выходе порогового блока 6), т. е. исключает возможность запуска блока 7 сигнализации.

При обрыве нарушителем сигнального провода 1 поступление напряжения источника 2 питания на емкостный элемент 4 прекращается и данный элемент начинает разряжаться через резистивный элемент 5 с постоянной времени ≈ 0,3 с. Применение тонкого (малозаметного, малой прочности) сигнального провода 1 практически исключает возможность заменить провод и почувствовать факт его обрыва нарушителем. Но даже если нарушитель чувствует и осознает, что им оборван провод, являющийся сигнальным, то не может восстановить разрыв его электрической цепи быстрее, чем за несколько секунд. Поэтому через ≈ 0,3 с после обрыва напряжение на входе порогового элемента 11 становится ниже порогового уровня, сигнал на выходе порогового элемента 11 прекращается и появляется сигнал на выходе инвертора 12 (выходе порогового блока 6), который запускает блок 7 сигнализации.

При воздействии мощных импульсных электромагнитных помех от разряда молнии, коммутации нагрузки ЛЭП и т. п. в сигнальном проводе 1 могут быть наведены кратковременные (<0,1 с) ЭДС, уровень которых сравним либо даже значительно превышает напряжение источника 2 питания.

Если наведенная ЭДС по полярности противоположна напряжению источника 2 питания, то стабилитрон 8 (работающий при этом в режиме диода) ограничивает отрицательное напряжения наводки нулевым уровнем, а диод 10 исключает возможность разряда через него емкостного элемента 4. Поэтому, так как продолжительность воздействия наведенной ЭДС (<0,1 с) меньше постоянной разряда емкостного элемента 4 через резистивный элемент 5 ( ≈ 0,3с), то напряжение на емкостном элементе 4 не успевает снизиться до порогового уровня, сигналы на выходах порогового элемента 11 и порогового блока 6 не изменяются и сигнальный блок 7 не запускается. По окончании воздействия наводки напряжение на емкостном элементе 4 быстро (с постоянной времени ≈ 0,01 с) возрастает до напряжения источника 2 питания.

Если наведенная ЭДС по полярности совпадает с напряжением источника 2 питания, то стабилитрон 8 ограничивает высокое напряжение наводки до уровня напряжения источника питания. При этом не только исключена возможность изменения состояния порогового элемента 11 и порогового блока 6 (а следовательно, и запуск блока 7 сигнализации, но и возможность заряда емкостного элемента 4 выше напряжения источника 2 питания. Последнее обстоятельство исключает увеличение времени разряда из-за повышенного напряжения на емкостном элементе 4, т. е. обеспечивает практически одинаковые условия обнаружения обрыва сигнального провода 1 вне зависимости от воздействия или отсутствия электромагнитных наводок.

В случае кратковременного пропадания (<0,1 с) контакта в месте "скрутки" сигнального провода 1 происходит кратковременное прекращение поступления напряжения источника 2 питания на емкостный элемент 4, который начинает разряжаться через резистивный элемент 5 с постоянной времени ≈0,3 с. Так как продолжительность пропадания контакта мала, то напряжение на емкостном элементе 4 не успевает снизиться до порогового уровня, что исключает возможность изменения состояния порогового элемента 11 и порогового блока 6 и запуск блока 7 сигнализации. По восстановлении контакта напряжение на емкостном элементе 4 быстро (с постоянной времени ≈ 0,01 с) возрастает до напряжения источника 2 питания.

Таким образом, благодаря введенным элементам и связям предложенное устройство выгодно отличается от известных повышенной помехоустойчивостью при воздействии мощных импульсных электромагнитных помех (при разряде молнии, коммутации нагрузки ЛЭП и т. п. ) и кратковременных пропаданиях контакта в местах соединения "скруткой" сигнального провода 1. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 296133, кл. G 08 B 13/12, 1971.

2. Патент США N 3952295, кл. 340-273, 1976.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАНЫ , содеpжащее сигнальный пpовод, пеpвый вывод котоpого соединен с пеpвым выходом источника питания, втоpой выход котоpого соединен с пеpвым выводом pезистивного элемента, втоpой вывод котоpого соединен с входом поpогового блока, выходом подключенного к входу блока сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены огpаничитель напpяжения и емкостный элемент, пpичем вход огpаничителя напpяжения соединен с втоpым выводом сигнального пpовода, а выход - с входом поpогового блока и с пеpвым выводом емкостного элемента, втоpой вывод котоpого соединен с втоpым выходом источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1