Устройство для контроля уровня электромагнитного излучения

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и индикации потенциально опасных для человека уровней электромагнитного излучения. Устройство содержит детектор излучения, пороговую схему, схему сигнализации, источник питания. Детектор излучения содержит СВЧ-диод, индуктивность и антенну. Схема сигнализации содержит генератор пачек импульсов и индикатор. Источник питания содержит батарею питания, стабилизатор напряжения и кнопку включения. Кроме того, устройство может содержать схему контроля, генератор пачек импульсов схемы сигнализации может содержать последовательно соединенные генератор прерываний и генератор звуковой частоты, индикатор схемы сигнализации может быть выполнен с возможностью формирования одновременно световых и звуковых сигналов. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и индикации потенциально опасных для человека уровней СВЧ-излучения (например, при утечках из СВЧ-печей).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля уровня электромагнитного излучения, содержащее последовательно соединенные детектор излучения, пороговую схему и схему сигнализации, а также источник питания, подключенный к объединенным питающим выводам пороговой схемы и схемы сигнализации [1] Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля малых уровней СВЧ-излучения, обусловленная низкой чувствительностью детектора излучения, изменением порога срабатывания устройства при разряде источника питания, а также плохой фильтрацией высокочастотного излучения на детекторе излучения, что может привести к ложным срабатываниям устройства.

Цель изобретения повышение достоверности контроля электромагнитного СВЧ-излучения.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные детектор излучения, пороговую схему и схему сигнализации, источник питания, подключенный к объединенным питающим выводам пороговой схемы и схемы сигнализации, детектор излучения содержит СВЧ-диод, индуктивность и антенну, выводы которой соединены с выводами СВЧ-диода, соединенного анодом с одним из входов пороговой схемы, а катодом через индуктивность с другим входом пороговой схемы, источник питания содержит батарею питания, стабилизатор напряжения и кнопку включения, подключенную между одним из выводов батареи питания и одним из входов стабилизатора напряжения, объединенным с первым питающим выводом схемы сигнализации, другой вход стабилизатора соединен с другим выводом батареи питания, а выход соединен со старым питающим выводом схемы сигнализации, объединенным с питающим выводом пороговой схемы, схема сигнализации содержит генератор пачек импульсов, к выходу которого подключен индикатор, а питающие выводы управляющего генератора и индикатора являются соответственно вторым и первым питающими выводами схемы сигнализации.

Кроме того, генератор пачек импульсов схемы сигнализации может содержать последовательно соединенные генератор прерываний и генератор сигналов звуковой частоты, а индикатор схемы сигнализации может быть выполнен с возможностью одновременного формирования световых и звуковых сигналов.

Кроме того, устройство может быть снабжено схемой контроля, содержащей три последовательно соединенных резистора, подключенных между питающими выводами пороговой схемы, и переключатель, точка соединения первого и второго резисторов через переключатель соединена со входом пороговой схемы, подключенным к индуктивности, точка соединения второго и третьего резисторов подключена к другому входу пороговой схемы.

Указанное выполнение детектора излучения позволяет повысить достоверность контроля электромагнитного СВЧ-излучения за счет увеличения чувствительности детектора на малых уровнях сигнала, а также за счет лучшей фильтрации детектором высокочастотного сигнала, исключающей ложные срабатывания устройства.

Указанное выполнение источника питания также позволяет повысить достоверность контроля электромагнитного СВЧ-излучения за счет стабилизации режимов работы пороговой схемы и управляющего генератора схемы сигнализации при разряде батареи питания.

Дополнительно к указанному результату выполнения генератора пачек импульсов и индикатора схемы сигнализации позволяет обеспечить более экономичную и более наглядную импульсную световую и звуковую индикацию.

Введение в состав устройства схемы контроля позволяет обеспечить оперативную проверку работоспособности устройства при его эксплуатации.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство для контроля уровня электромагнитного излучения включает последовательно соединенные детектор 1 излучения, содержащий СВЧ-диод 1.1, индуктивность 1,2 и антенну 1.3, пороговую схему 2 и схему сигнализации 3, содержащую генератор 3.1, пачек импульсов, который состоит из последовательно соединенных генератора 3.1.1 прерываний и генератора 3.1.2 сигналов звуковой частоты, и индикатор 3.2, источник 4 питания, содержащий батарею 4.1 питания, стабилизатор 4.2 напряжения и кнопку 4.3 включения; кроме того, устройство снабжено схемой 5 контроля, содержащей последовательно соединенные первый 5.1, второй 5.2, третий 5.3 резисторы и переключатель 5.4.

Выводы антенны 1.3 соединены с выводами СВЧ-диода 1.1, соединенного анодом с одним из входов пороговой схемы 2, а катодом через индуктивность 1.2 с другим входом пороговой схемы 2. Кнопка 4.3 включения источника 4 питания подключена между одним из вводов батареи 4.1 питания и одним из входов стабилизатора 4.2 напряжения, объединенным с первым питающим выводом схемы 3 сигнализации, другой вход стабилизатора 4.2 соединен с другим выводом батареи 4.1 питания, а выход соединен со вторым питающим выводом схемы 3 сигнализации, объединенным с питающим выводом пороговой схемы 2. Питающие выводы генератора 3.1 пачек импульсов и индикатора 3.2 являются соответственно вторым и первым питающими выводами схемы 3 сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

Чтобы проконтролировать уровень электромагнитного СВЧ-излучения от какого-либо источника, направляют индикатор антенной 1.3 в сторону источника СВЧ-излучения, при этом нажимают кнопку 4.3 включения питания S2. В результате напряжение питания от батареи 4.1 подается на соответствующие входы стабилизатора 4.2 напряжения и на первый питающий вывод схемы 3 сигнализации. Стабилизированное напряжение с выхода стабилизатора 4.2 поступает на второй питающий вывод схемы 3 сигнализации, объединенный с питающим выводом пороговой схемы 2, и на схему 5 контроля, подключенную между питающими выводами пороговой схемы 2.

В результате включения питания устройства под стабилизированным напряжением питания оказываются схема 5 контроля, поpоговая схема 2 и генератор 3.1 пачек импульсов схемы 3 сигнализации, а индикатор 3.2 схемы 3 сигнализации оказывается под напряжением батареи 4.1 питания.

Последовательно соединенные первый 5.1, второй 5.2 и третий 5.3 регистры схемы 5 контроля выполняют функцию делителя опорного напряжения, подаваемого из точки соединения второго и третьего резисторов на один из входов пороговой схемы 2, а напряжение, подаваемое из точки соединения первого и второго резистора через переключатель 5.4 на другой вход пороговой схемы, является контрольным и используется для контроля работоспособности устройства. На этот же вход пороговой схемы поступает контролируемое напряжение с детектора 1 излучения.

При облучении антенны 1.3 электромагнитным СВЧ-излучением принимаемый сигнал усиливается антенной 1.3, и поступает на СВЧ-диод 1.1 (например, типа 3А206А-6), на котором происходит детектирование, при этом осуществляется фильтрация СВЧ-сигнала на индуктивности 1.2.

Если напряжение, поступающее на входы пороговой схемы 2 (выполненной, например, на базе операционного усилителя типа 140УД12) превышает уровень, соответствующий некоторому заданному уровню СВЧ-излучения (например, 10 мкВт/см²), то на выходе пороговой схемы 2 появляется определенный (например, низкий) уровень напряжения, которое поступает на вход генератора 3.1.1 прерываний генератора 3.1 пачек импульсов и разрешает его работу, с выхода генератора 3.1.1 прерываний на вход генератора 3.1.2 звуковой частоты (800 Гц) поступают импульсы напряжения с частотой 1 Гц (оба генератора могут быть выполнены на микросхеме 561ЛЕ5). При этом на выходе управляющего генератора 3.1 получаются пачки импульсов частотой 800 Гц, которые поступают на индикатор 3.2, выполненный с возможностью одновременного формирования световых и звуковых сигналов (например, на транзисторе VT1 типа КТ315, светодиоде VD2 и пьезокерамическом звонке ВА1).

Таким образом, срабатывание звуковой и световой индикации устройства при нажатой кнопке 4.3 (S2) свидетельствует о том, что плотность потока СВЧ-мощности превышает заданный уровень и необходимо принимать соответствующие меры безопасности.

Если уровень излучения таков, что напряжение с детектора не превышает порог срабатывания пороговой схемы 2, то на ее выходе имеет место другой уровень напряжения, который запрещает срабатывание схемы 3 сигнализации и индикации "молчит", это означает, что электромагнитная обстановка в норме.

При одновременном нажатии кнопок S1 и S2 напряжение контроля подается на один из входов пороговой схемы 2. Пороговая схема 2 срабатывает и включает индикатор 3.2 схемы 2 сигнализации аналогично рабочему режиму. Таким образом можно проконтролировать работоспособность устройства, а также оценить разряд батареи 4.1.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные детектор излучения, пороговую схему и схему сигнализации, источник питания, подключенный к объединенным питающим выводам пороговой схемы и схемы сигнализации, отличающееся тем, что детектор излучения содержит СВЧ-диод, индуктивность и антенну, выводы которой соединены с выводами СВЧ-диода, подключенного анодом к одному из входов пороговой схемы, а катодом через индуктивность к другому входу пороговой схемы, источник питания содержит батарею питания, стабилизатор напряжения и кнопку включения, подключенную между одним из выводов батареи питания и одним из входов стабилизатора напряжения, объединенным с первым питающим выводом схемы сигнализации, другой вход стабилизатора напряжения соединен с другим выводом батареи питания, а выход - с вторым питающим выводом схемы сигнализации, объединенным с питающим выводом пороговой схемы, схема сигнализации содержит последовательно соединенные генератор пачек импульсов и индикатор, питающие выводы генератора пачек импульсов и индикатора являются соответственно вторым и первым питающими выводами схемы сигнализации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор пачек импульсов включает последовательно соединенные генератор прерываний и генератор сигналов звуковой частоты, а индикатор выполнен с возможностью одновременного формирования световых и звуковых сигналов.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено схемой контроля, содержащей три последовательно соединенных резистора, подключенных между питающими выводами пороговой схемы, и переключатель, при этом точка соединения первого и второго резисторов через переключатель соединена с входом пороговой схемы, подключенным к индуктивности, а точка соединения второго и третьего резисторов подключена к другому входу пороговой схемы.

РИСУНКИ

Рисунок 1