RU2149458C1 - Датчик контроля за состоянием объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области контрольно-измерительных систем различного функционального назначения, реагирующих на механические отклонения от нормально заданного состояния. Техническим результатом является разработка датчика, технологичного в изготовлении, дешевого, легкого, миниатюрного в исполнении, легко заменяемого в зависимости от поставленной задачи, независимого от внешних источников питания. Датчик обладает повышенной надежностью, дает информацию о состоянии покоя, перемещения, вывода из строя контролируемого объекта. Датчик исключает возможность вывода системы из-под контроля экранированием при нахождении системы в режиме постоянного излучения. Датчик содержит корпус в форме волчка, в качестве подвижной среды используется затемненная жидкость, переливаемая с торца в ребро корпуса волчка, а по торцам корпуса закреплены фотоэлементы, связанные между собой оптически. 6 ил.

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительных систем различного функционального назначения, реагирующих на механические отклонения от нормально заданного состояния. Датчик, совмещенный в едином корпусе с передатчиком, при креплении к охраняющему объекту может быть использован для охраны военных объектов, складских помещений, магазинов, банков, зон заключения. Оно может быть использовано для контроля: посылаемого на задание; сотрудников зон заключения; часового /не уснул ли?/; в медицине, например за больными эпилепсии; в спортивных мероприятиях, например, за альпинистами. Оно может быть использовано в системе техники безопасности, где в результате травм, отравлений, падений датчик, совмещенный в едином корпусе с передатчиком, подает сигнал на отключение станков, производственных линий, линий электропередачи или на включение вентиляции и других систем спасения. Датчик, совмещенный в едином корпусе с приемопередатчиком, может использоваться для взаимного контроля, например, в военных, разведывательных действиях, когда каждый из группы получает информацию друг о друге - передвигается, стоит, лежит, выведен из строя.

Известен вибрационный датчик для систем охранной сигнализации (патент РФ N 2029372, класс G 08 B 13/02), содержащий корпус, источник питания, контактную группу, упругий механический маятник с грузиком и контактом. Недостатком системы является ее недостаточная надежность, так как срабатывает от малейшего толчка или сотрясения.

В качестве прототипа принят датчик контроля за состоянием покоя объекта (патент РФ N 2064200, класс G 08 B 13/14). Устройство содержит корпус, закрепленный на объекте контроля, внутри которого установлены изолированные друг от друга проводники, соединенные с внешними контактами, и размещено электропроводное несвободное тело качения с возможностью замыкания проводников.

Недостатком этого устройства являются: использование дорогостоящих материалов и технологий, сложность миниатюризации конструкции, ненадежность, связанная с ложным срабатыванием.

Техническим результатом изобретения является разработка датчика технологичного в изготовлении, дешевого, легкого, миниатюрного в исполнении, легко заменяемого в зависимости от внешних источников питания, повышенной надежности, дающего информацию о состоянии покоя, перемещения, вывода из строя контролируемого объекта, исключающего возможность вывода системы из-под контроля экранированием.

Технический результат достигается тем, что в датчике корпус с подвижной средой внутри него выполнен герметичным в форме волчка, и в датчик введены фотоэлементы, а в качестве подвижной среды внутри корпуса находится затемненная жидкость, фотоэлементы закреплены на корпусе таким образом, что затемненная жидкость внутри указанного корпуса в вертикальном положении датчика препятствует осуществлению оптической связи между фотоэлементами, а в горизонтальном положении за счет переливания указанной жидкости осуществляется оптическая связь, фотоэлементы выполнены с возможностью подключения к цепи питания.

На фиг. 1 приведены датчики контроля за состоянием объекта, с закрепленным светодиодом с контактами подключения "1", "2" к цепи питания и фотодиод с контактами подключения "3", "4" цепи питания,светодиод и фотодиод представляет собой фотоэлементы, "а" - общий вид датчика, "б" - датчик с затемненной жидкостью в торце при вертикальном положении датчика, "в" - датчик с затемненной жидкостью в ребре при горизонтальном положении датчика, "г" - датчик с небольшим углублением по торцам, реагирующий на перемещения объекта контроля, "д" - датчик с единым торцом и с меньшим зазором входа жидкости в ребро, для исключения ложного срабатывания. На фиг. 2- схема подключения светодиода "Д1" и фотодиода "Д2", "Е1" и "Е2" - источники питания, "В" - выключатель двух цепей питания, "Rн1", и "Rн2" - нагрузочные сопротивления, "1", "2" и "3", "4" - контакты подключения светодиода и фотодиода, "5", "6" - контакты подключения передатчика или приемопередатчика. На фиг. 3, 4, 5, 6 "е" - контролируемый объект, "ж" - датчик контроля, совмещенный в едином корпусе с передатчиком, "з" - приемник, запускающий систему оповещения.

Корпус датчика фиг. 1 "а" может быть изготовлен из стекла или пластмассы, в форме волчка дутьем. По торцам приклеены или впаяны светодиод с контактами подключения "1", "2" в цепи питания и фотодиод с контактами подключения "3", "4" в целом питания передатчика или приемопередатчика. Внутри герметичного корпуса находится затемненная жидкость. Торцы датчика фиг. 1 "б", "в" выполнены с некоторым углублением для того, чтобы при передвижении контролируемого объекта затемненная жидкость не выплескивалась и соответственно не было ложного срабатывания. На фиг. 1 "г" датчик с малым углублением по торцам, где небольшое количество затемненной жидкости. Данная конструкция позволяет фиксировать передвижение контролируемого объекта в виде всплесков, звуковых или световых сигналов на приемнике. На фиг. 1 "д" датчик с небольшим зазором в ребре корпуса и с одним торцом, что дает возможность для переливания затемненной жидкости из торца в ребро с задержкой по времени. Устанавливается этот датчик торцом вниз - нормально заданное состояние. Для осуществления передачи информации о состоянии контролируемого объекта датчик совмещается в едином корпусе с передатчиком или приемопередатчиком. Если единый корпус светонепроницаемый, то корпус датчика может быть прозрачным, в противном случае корпус датчика должен быть светопроницаемым. В зависимости от поставленной цели можно менять датчики, например варианты фиг. 1 "б"., "г", "д", простым подключением разъемов "1", "2", "3", "4" к цепям питания Е1 и Е2, фиг. 2. В зависимости от важности и особенности контролируемого объекта определяется способ и место крепления единого корпуса, например: при охране банка единый корпус может крепиться в виде авторучки в нагрудном кармане, здесь контролируемый объект может ходить, стоять, сидеть, но стоит его свалить или дать команду "ложись", как сработает система оповещения, при охране военного объекта или зоны заключения, единый корпус лучше пристегнуть запорным замком на поясе или ноге, что не даст возможности заключенным снять единый корпус, а часовому на посту снять его, чтобы присесть или поспать, на производстве целесообразно крепить единый корпус на защитном шлеме или ушной раковине. При ложном падении контролируемого объекта нужно несколько секунд для восстановления первоначального положения и для того, чтобы не произошло ложного срабатывания системы, подключается датчик фиг. 1 "д". Но можно обойтись и другими датчиками, если в передатчик ввести схему задержки по времени, где передатчик сработает только в том случае, если контролируемый объект через несколько секунд (время задержки) не вернется в первоначальное положение.

Устройство работает следующим образом. Датчик контроля, совмещенный в едином корпусе с передатчиком фиг. 3 "ж" крепится к контролируемому объекту "е" в вертикальном положении. Включив выключатель "в", фиг. 2, замыкаются цепи питания светодиода и фотодиода с передатчиком. Так как датчик находится в вертикальном положении, фиг. 1 "б", до фотодиода "Д2" не доходят световые лучи, излучаемые светодиодом "Д1", из-за затемненной жидкости. Цепь фотодиода "Д2" будет закрыта ввиду большого сопротивления фотодиода, порядка 1000 МОм, а подключенный к контактам "5", "6" передатчик не получает питания "Е2". Как только контролируемый объект будет выведен из строя, фиг. 4 "е", датчик принимает горизонтальное положение, фиг. 4 "ж", фиг. 1 "в", жидкость стекает с торца в ребро и осуществляется оптическая связь между светодиодом "Д1" и фотодиодом "Д2", фиг. 2. Фотодиод "Д2", открывает цепь и передатчик, который подключен к контактам фиг. 2 "5", "6", получив питание "Е2", подает сигнал приемнику фиг. 4 "з", который с получением сигнала может работать на включение (выключение) световых, звуковых сигналов или других систем. Для исключения вывода системы из-под контроля экранированием передатчика или приемника используется та же система, только датчик контроля, совмещенный в едином корпусе с передатчиком фиг. 5 "ж", крепится к контролируемому объекту "в" в горизонтальном положении фиг. 1 "в" и находится в режиме постоянного излучения, стоит только экранировать передатчик или приемник, прекращается связь и приемник подключает сигнал оповещения. При выводе контролируемого объекта фиг. 6 "е" из строя, датчик, совмещенный в едином корпусе, принимает вертикальное положение фиг. 6 "ж" и прекращается подача сигналов на приемник "з", который подключает систему оповещения. Для взаимного контроля объектов датчик совмещается в едином корпусе с приемопередатчиком, что дает возможность осуществлять взаимоконтроль за передвижением, состоянием покоя, выводом из строя.

Предлагаемое изобретение эффективно при ведении боевых, разведывательных операций, при охране и контроле различных объектов, где возможно нападение на охраняющего. Эффективно также в производстве, в системе техники безопасности, в рискованных мероприятиях. Система может работать независимо от внешних источников питания, миниатюрна в исполнении, малый вес, дешева, технологична, может изготавливаться роботами. Применение последних достижений техники позволяет разместить датчик совместно с передатчиком или с приемопередатчиком в корпусе колпачка авторучки.

Claims (1)

1. Датчик контроля за состоянием объекта, содержащий корпус с подвижной средой внутри него, отличающийся тем, что корпус выполнен герметичным в форме волчка, и в датчик введены фотоэлементы, а в качестве подвижной среды внутри герметичного корпуса находится затемненная жидкость, фотоэлементы закреплены на корпусе таким образом, что затемненная жидкость внутри указанного корпуса в вертикальном положении датчика препятствует осуществлению оптической связи между фотоэлементами, а в горизонтальном положении за счет переливания указанной жидкости осуществляется оптическая связь, фотоэлементы выполнены с возможностью подключения к цепи питания.

Images