RU2079888C1 - Fiber-optical security alarm system - Google Patents
Fiber-optical security alarm system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079888C1 RU2079888C1 RU94029581A RU94029581A RU2079888C1 RU 2079888 C1 RU2079888 C1 RU 2079888C1 RU 94029581 A RU94029581 A RU 94029581A RU 94029581 A RU94029581 A RU 94029581A RU 2079888 C1 RU2079888 C1 RU 2079888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- comparator
- output
- alarm
- photodetector
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к сигнальным устройствам на основе волоконной оптики и может быть использовано в системах защиты периметра территорий и помещений от несанкционированного доступа. The present invention relates to signaling devices based on fiber optics and can be used in systems for protecting the perimeter of territories and premises from unauthorized access.
Известна предохранительная система ограждения [1] содержащая ряд натянутых проволок, когерентный источник света, оптическое волокно в качестве чувствительного элемента и оконечное устройство с фотодетектором и формирователем сигнала тревоги. При механическом воздействии на ограждение оптическое волокно деформируется с помощью специальных приспособлений, при этом интенсивность когерентного света, проходящего по волокну, ослабляется, что регистрируется оконечным устройством как сигнал тревоги. Known fencing safety system [1] containing a number of tensioned wires, a coherent light source, an optical fiber as a sensing element and a terminal device with a photo detector and an alarm driver. When the fence is mechanically exposed, the optical fiber is deformed using special devices, while the intensity of coherent light passing through the fiber is attenuated, which is recorded as an alarm by the terminal device.
Недостатками описанной системы являются сложность практической реализации и ограниченность области применения, обусловленная тем, что выполнение системы в виде устройства из натянутых проволок, создающего физический барьер, не позволяет использовать ее в условиях, где охраняемые территории окружены традиционными элементами ограждения (колючая проволока, сетка и т.п. ). The disadvantages of the described system are the complexity of the practical implementation and the limited scope, due to the fact that the implementation of the system in the form of a device of tensioned wires that create a physical barrier does not allow its use in conditions where the protected areas are surrounded by traditional elements of the fence (barbed wire, mesh, etc.) .P. ).
Эти недостатки частично устранены в волоконно-оптической системе сигнализации с закопанным в грунт оптическим волокном в качестве чувствительного элемента [2] Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному. These disadvantages are partially eliminated in the fiber-optic alarm system with an optical fiber buried in the ground as a sensitive element [2] This technical solution is the closest to the claimed one.
Указанная волоконно-оптическая система сигнализации содержит когерентный источник света, отрезок многомодового оптического волокна, формирователь светового потока в виде пластины с отверстием, фотодетектор и формирователь сигнала тревоги, выполненный в виде разделительного конденсатора, компаратора, формирователя длительности импульсов и индикаторного элемента. The specified fiber-optic alarm system contains a coherent light source, a segment of a multimode optical fiber, a light shaper in the form of a plate with a hole, a photo detector and an alarm shaper, made in the form of a separation capacitor, a comparator, a pulse shaper, and an indicator element.
Недостатками данной системы являются ограниченность области применения и недостаточная надежность работы, обусловленные следующими причинами. Одним из важных параметров средств охранной сигнализации является невосприимчивость к воздействиям окружающей среды. В схеме формирователя сигнала тревоги известного решения отсутствует селекция длительности входного сигнала, что, учитывая высокую чувствительность датчиков на эффекте межмодовой интерференции, может привести к срабатыванию системы сигнализации при случайном кратковременном одиночном воздействии. Указанный недостаток не позволяет устанавливать систему на элементы ограждения территории и открытые конструктивные блоки зданий и сооружений, подверженные воздействию окружающей среды. Недостаточная надежность работы системы обусловлена также тем, что в схеме формирователя сигнала тревоги отсутствует цепь контроля наличия постоянной оптической мощности. Таким образом, в реальных условиях плавное падение оптической мощности в случае деградации когерентного источника света или оптического волокна приводит к отказу системы сигнализации без подачи сигнала оповещения. The disadvantages of this system are the limited scope and lack of reliability due to the following reasons. One of the important parameters of alarm systems is immunity to environmental influences. There is no selection of the duration of the input signal in the alarm driver circuit of the known solution, which, given the high sensitivity of the sensors due to the effect of inter-mode interference, can lead to the triggering of the alarm system during random short-time single exposure. The indicated drawback does not allow to install the system on the elements of the territory fencing and open structural blocks of buildings and structures exposed to the environment. The insufficient reliability of the system is also due to the fact that the alarm driver circuit does not have a constant optical power control circuit. Thus, in real conditions, a smooth drop in optical power in the event of a degradation of a coherent light source or optical fiber leads to a failure of the alarm system without a warning signal.
Другим недостатком известной системы является же сложность ее практической реализации, обусловленная применением формирователя светового потока в виде пластины с отверстием диафрагмы, сложной в изготовлении и установке. Another disadvantage of the known system is the complexity of its practical implementation, due to the use of the shaper of the light flux in the form of a plate with a diaphragm hole, difficult to manufacture and install.
Задачей изобретения является расширение области применения системы, повышение надежности ее работы и упрощение практической реализации. The objective of the invention is to expand the scope of the system, increasing the reliability of its operation and simplifying the practical implementation.
Задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.
Предлагается волоконно-оптическая система охранной сигнализации, содержащая когерентный источник света, выход которого через отрезок многомодового оптического волокна и формирователя светового потока сочленен с входом фотодетектора, выход фотодетектора соединен с входом формирователя сигнала тревоги, выполненного в виде разделительного конденсатора, компаратора, формирователя длительности импульсов и индикаторного элемента, первая обкладка разделительного конденсатора при этом является собственно входом формирователя сигнала тревоги, а вторая обкладка соединена с первым входом компаратора, на втором входе которого установлен опорный уровень. A fiber-optic burglar alarm system is proposed, containing a coherent light source, the output of which is connected to the photodetector input through a segment of a multimode optical fiber and a light shaper, and the photodetector output is connected to the input of an alarm shaper made in the form of a separation capacitor, comparator, pulse duration shaper, and indicator element, the first lining of the isolation capacitor in this case is actually the input of the signal conditioner revogi and second plate coupled to the first input of the comparator, the second input of which is set a reference level.
Новым в предлагаемой системе является то, что формирователь сигнала тревоги снабжен интегратором, селектором длительности сигнала, логическим элементом ИЛИ и вторым компаратором, первый вход которого через интегратор соединен с первой обкладкой разделительного конденсатора, на втором входе второго компаратора установлен опорный уровень, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход логического элемента ИЛИ соединен через формирователь длительности импульсов с выходом селектора длительности сигнала, вход которого соединен с выходом компаратора, выход логического элемента ИЛИ соединен с входом индикаторного элемента. Новым в предлагаемом устройстве является также то, что формирователь светового потока выполнен в виде трубки определенной длины из оптически непрозрачного материала, которая расположена между отрезком многомодового оптического волокна и фотодетектором с возможностью обеспечения необходимой контрастности спекловой картины светового потока с торца оптического волокна на светочувствительной поверхности фотодетектора. New in the proposed system is that the alarm driver is equipped with an integrator, a signal duration selector, an OR logic element and a second comparator, the first input of which is connected through the integrator to the first plate of the isolation capacitor, the reference level is installed at the second input of the second comparator, and the output is connected to the first input of the OR logic element, the second input of the OR logic element is connected through the pulse width former to the output of the signal duration selector, the input to orogo connected to the output of the comparator, the output of NAND gate OR is connected to the input of the indicator cell. New in the proposed device is also that the shaper of the light flux is made in the form of a tube of a certain length of optically opaque material, which is located between a segment of a multimode optical fiber and a photodetector with the ability to provide the necessary contrast to the speckle pattern of the light flux from the end of the optical fiber on the photosensitive surface of the photodetector.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемой системы; на Фиг. 2 приведены эпюры входных и выходных сигналов поблочно. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed system; in FIG. 2 shows plots of input and output signals block by block.
В соответствии с заявляемым изобретением волоконно-оптическая система охранной сигнализации (Фиг. 1) содержит когерентный источник света 1, выход которого через отрезок многомодового оптического волокна 2 и формирователь светового потока 3 сочленен с входом фотодетектора 4. Выход фотодетектора 4 соединен с входом формирователя сигнала тревоги 5. Формирователь сигнала тревоги 5 снабжен разделительным конденсатором 6, первым компаратором 7, селектором длительности сигнала 8, формирователем длительности импульсов 9, интегратором 10, вторым компаратором 11, логическим элементом ИЛИ 12 и индикаторным элементом 13. Первый вход второго компаратора 11 через интегратор 10 соединен с первой обкладкой разделительного конденсатора 6. На втором входе второго компаратора 11 установлен опорный уровень Uоп2, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 12. Второй вход логического элемента ИЛИ 12 соединен через формирователь длительности импульсов 9 с выходом селектора длительности сигнала 8, вход которого соединен с выходом первого компаратора 7, первый вход которого соединен с второй обкладкой разделительного конденсатора 6, а на второй вход подается опорное напряжение этого компаратора. Выход логического элемента ИЛИ 12 соединен с входом индикаторного элемента 13.In accordance with the claimed invention, the fiber-optic alarm system (Fig. 1) contains a coherent light source 1, the output of which through a segment of a multimode
Предлагаемая система работает следующим образом. The proposed system works as follows.
Излучение когерентного источника света 1 (Фиг. 1) вводится в отрезок многомодового оптического волокна 2 и через формирователь светового потока 3 поступает на вход фотодетектора 4. В результате межмодовой интерференции в оптическом волокне на светочувствительной поверхности фотодетектора 4 формируется дискретная картина из ярких и темных пятен (спеклов), которая носит статический характер при отсутствии механических воздействий и изменяется под воздействием ударов, вибрации или деформации оптического волокна. Формирователь светового потока 3 обеспечивает необходимую контрастность спекловой картины для повышения чувствительности системы. The radiation of a coherent light source 1 (Fig. 1) is introduced into a segment of a multimode
Сигнал с выхода фотодетектора 4 (позиция а на Фиг. 2) поступает на вход формирователя сигнала тревоги 5. В зависимости от интенсивности и длительности механического воздействия на оптическое волокно модулируется фототок, уровень которого соответствует величине оптической мощности на входе фотодетектора 4. Далее в формирователе сигнала тревоги 5 происходит двухконтурное преобразование входного сигнала по переменной и постоянной составляющим. Переменная составляющая выделяется разделительным конденсатором 6 и поступает на первый вход первого компаратора 7, на втором входе которого установлен опорный уровень Uоп1. Импульсы с выхода первого компаратора 7 (позиция б на Фиг. 2) поступают на вход селектора длительности сигнала 8, который имеет время селекции τc. В случае, когда τc<τ2 селектор запускает формирователь длительности импульсов 9, при этом τф устанавливается в зависимости от требуемой длительности прохождения сигнала тревоги (позиция в на Фиг. 2). В случае, когда τc>τ1, селектор блокирует контур.The signal from the output of the photodetector 4 (position a in Fig. 2) is fed to the input of the alarm driver 5. Depending on the intensity and duration of the mechanical impact on the optical fiber, the photocurrent is modulated, the level of which corresponds to the optical power at the input of the photodetector 4. Next, in the signal conditioner alarm 5 there is a double-circuit conversion of the input signal by a variable and a constant component. The variable component is separated by a separation capacitor 6 and fed to the first input of the first comparator 7, at the second input of which a reference level U op1 is installed . The pulses from the output of the first comparator 7 (position b in Fig. 2) are fed to the input of the
Постоянная составляющая через интегратор 10 поступает на первый вход второго компаратора 11, на втором входе которого установлен опорный уровень Uоп2. В зависимости от уровня оптической мощности на входе фотодетектора 4 второй компаратор 11 формирует соответствующий сигнал (позиция г на Фиг. 2). Этот сигнал подается на первый вход логического элемента ИЛИ 12, на второй вход которого подается сигнал с выхода первого компаратора 7. При появлении сигнала на первом или на втором входе элемента ИЛИ 12 с выхода элемента ИЛИ 12 сигнал тревоги (позиция д на фиг. 2) после двухконтурного преобразования поступает на индикаторный элемент 13.The constant component through the integrator 10 is fed to the first input of the second comparator 11, at the second input of which a reference level U op2 is installed . Depending on the level of optical power at the input of the photodetector 4, the second comparator 11 generates a corresponding signal (position g in Fig. 2). This signal is fed to the first input of the OR gate 12, to the second input of which a signal is output from the first comparator 7. When a signal appears at the first or second input of the OR gate 12 from the output of the OR gate 12, the alarm signal (position e in Fig. 2) after the double-circuit conversion is supplied to the indicator element 13.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить устойчивость системы к случайным внешним воздействиям, что, в свою очередь, позволяет устанавливать ее на открытых элементах ограждения территории, конструктивных блоках зданий и сооружений. Введенный в формирователь сигнала тревоги 5 контур обработки входного сигнала по постоянной составляющей повышает надежность работы системы и позволяет диагностировать потенциальный ее отказ. Thus, the claimed invention allows to increase the stability of the system to random external influences, which, in turn, allows you to install it on the open elements of the fencing of the territory, structural blocks of buildings and structures. The dc component of the input signal processing introduced into the alarm driver 5 increases the reliability of the system and allows diagnosing its potential failure.
Трубка из любого оптического непрозрачного материала в качестве формирователя светового потока более проста в реализации, установке и настройке, что упрощает практическую реализацию системы. A tube of any optical opaque material as a shaper of light flux is simpler to implement, install, and configure, which simplifies the practical implementation of the system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029581A RU2079888C1 (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Fiber-optical security alarm system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029581A RU2079888C1 (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Fiber-optical security alarm system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94029581A RU94029581A (en) | 1995-12-10 |
RU2079888C1 true RU2079888C1 (en) | 1997-05-20 |
Family
ID=20159474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94029581A RU2079888C1 (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Fiber-optical security alarm system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2079888C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101251950B (en) * | 2008-04-03 | 2010-06-02 | 东南大学 | Wide field full optical fibre destabilization sensing network system limit type disturbance signal processing recognition device |
MD298Z (en) * | 2010-03-03 | 2011-07-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Fiber-optic intrusion alarm system |
RU196573U1 (en) * | 2019-09-11 | 2020-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Fiber optic system for monitoring the state of an object |
-
1994
- 1994-08-04 RU RU94029581A patent/RU2079888C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент ЕПВ N 246487, кл. G 08 B 13/12, 1987. 2. Патент США N 4297684, кл. G 08 B 13/12, 1981. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101251950B (en) * | 2008-04-03 | 2010-06-02 | 东南大学 | Wide field full optical fibre destabilization sensing network system limit type disturbance signal processing recognition device |
MD298Z (en) * | 2010-03-03 | 2011-07-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Fiber-optic intrusion alarm system |
RU196573U1 (en) * | 2019-09-11 | 2020-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Fiber optic system for monitoring the state of an object |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5489892A (en) | Infrared human detector not barred by an intervening obstruction | |
US3623057A (en) | Laser perimeter intrusion detection system | |
US4752768A (en) | Intruder detector with anti-obscuring means | |
EP0481934A1 (en) | An anti-masking device for security systems | |
DE69225487T2 (en) | Device and method for ensuring the function of a light barrier in particular | |
JPS61162785A (en) | Infrared-ray penetration detector | |
WO1988003301A1 (en) | Passive infrared burglar sensor equipped with visual field interruption monitor mechanism | |
US4586030A (en) | Protective grating | |
RU2079888C1 (en) | Fiber-optical security alarm system | |
US4322721A (en) | Self-monitoring warning installation | |
US6822216B2 (en) | Obscuration detector | |
US3803572A (en) | Intrusion detecting apparatus | |
US4577183A (en) | Apparatus for the protection of places such as residences | |
RU2311687C2 (en) | Fiber-optical system of guard signaling | |
EP0107425A2 (en) | Radiation pattern change detection | |
RU2179743C1 (en) | Modulation flame detector | |
KR100382592B1 (en) | infrared sensing apparatus | |
JP2521505B2 (en) | Passive infrared security sensor with visual field obstruction monitoring mechanism | |
JPS5848611Y2 (en) | Smoke detector with operation test device | |
US3974488A (en) | Margin test switch for photoelectric intruder detection devices | |
JP3049525B2 (en) | A human body detection device equipped with a function to detect abnormalities such as fire | |
SU762018A1 (en) | Fire emergency alarm device | |
RU2034124C1 (en) | Code optoelectronic system | |
JPS59129383A (en) | Detector for deposit in furnace | |
KR200227878Y1 (en) | infrared sensing apparatus |