RU2277263C1 - Capacitive device for intruder alarm - Google Patents
Capacitive device for intruder alarm Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277263C1 RU2277263C1 RU2004130397/09A RU2004130397A RU2277263C1 RU 2277263 C1 RU2277263 C1 RU 2277263C1 RU 2004130397/09 A RU2004130397/09 A RU 2004130397/09A RU 2004130397 A RU2004130397 A RU 2004130397A RU 2277263 C1 RU2277263 C1 RU 2277263C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- primary winding
- zero potential
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к охранной сигнализации, а именно к устройствам для сигнализации о несанкционированном пересечении человеком блокируемого рубежа, и может быть использовано при разработке устройств для блокирования участков замкнутого рубежа охраны или периметра объекта.The invention relates to burglar alarms, and in particular to devices for signaling an unauthorized person crossing a blocked line, and can be used to develop devices for blocking sections of a closed line of protection or the perimeter of an object.
Известно устройство для тревожной сигнализации емкостного типа (а.с. №372571, МКИ G 08 В 13/26, БИ №13, 1973), содержащее антенны, подключенные к концам первичной обмотки дифференциального трансформатора, отвод которой подключен к одной клемме генератора, другая клемма которого соединена с шиной нулевого потенциала, вторичная обмотка дифференциального трансформатора через усилитель подключена к схеме обработки сигнала, первичная обмотка дифференциального трансформатора выполнена несимметричной.A device for capacitive type alarm systems (AS No. 372571, MKI G 08 V 13/26, BI No. 13, 1973) is known, comprising antennas connected to the ends of the primary winding of a differential transformer, the tap of which is connected to one terminal of the generator, the other the terminal of which is connected to the zero potential bus, the secondary winding of the differential transformer through an amplifier is connected to the signal processing circuit, the primary winding of the differential transformer is asymmetrical.
Недостатком устройства является низкая надежность устройства, низкая помехоустойчивость, низкая устойчивость к погодно-климатическим воздействиям.The disadvantage of this device is the low reliability of the device, low noise immunity, low resistance to weather and climate influences.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является емкостное устройство для охранной сигнализации (патент РФ №2010337, МПК G 08 В 13/26, 1994 г. - прототип), содержащее два чувствительных элемента, закрепленных на охраняемом объекте, усилитель высокой частоты, фильтр низкой частоты, экран, пороговый блок, выход которого подключен к входу исполнительного блока, дифференциальный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу усилителя высокой частоты, генератор переменного напряжения, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, синхронный детектор, фильтр высокой частоты, усилитель постоянного тока, дополнительный чувствительный элемент выполнен в виде эталонного конденсатора, а основной чувствительный элемент выполнен в виде плоского конденсатора, один из электродов которого снабжен изолирующей липкой лентой и соединен с первым выводом первичной обмотки дифференциального трансформатора, второй электрод плоского конденсатора соединен через экран с другим выводом генератора переменного напряжения, с опорным входом синхронного детектора и со средней точкой первичной обмотки дифференциального трансформатора, выход усилителя высокой частоты соединен с информационным входом синхронного детектора, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу фильтра высокой частоты, выход которого подключен к входу усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу порогового блока, второй вывод первичной обмотки дифференциального трансформатора подключен к одному выходу эталонного конденсатора, другой выход которого подключен к шине нулевого потенциала.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a capacitive device for burglar alarms (RF patent No. 2010337, IPC G 08 V 13/26, 1994 - prototype), containing two sensitive elements mounted on a protected object, high amplifier frequency filter, low-pass filter, screen, threshold block, the output of which is connected to the input of the Executive unit, a differential transformer, the secondary winding of which is connected to the input of the high-frequency amplifier, alternator one output of which is connected to the zero potential bus, a synchronous detector, a high-pass filter, a DC amplifier, an additional sensitive element is made in the form of a reference capacitor, and the main sensitive element is made in the form of a flat capacitor, one of the electrodes of which is equipped with an insulating adhesive tape and connected with the first terminal of the primary winding of the differential transformer, the second electrode of the flat capacitor is connected through the screen to another terminal of the alternating voltage generator , with the reference input of the synchronous detector and with the midpoint of the primary winding of the differential transformer, the output of the high-frequency amplifier is connected to the information input of the synchronous detector, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, the output of which is connected to the input of the high-frequency filter, the output of which is connected to the input of the amplifier DC, the output of which is connected to the input of the threshold unit, the second terminal of the primary winding of the differential transformer is connected to one output of the reference capacitor an amplifier whose other output is connected to the zero potential bus.
Недостатком данного устройства является невысокая надежность, обусловленная низкой помехоустойчивостью и низкой устойчивостью к климатическим воздействиям.The disadvantage of this device is its low reliability due to low noise immunity and low resistance to climatic influences.
В данном устройстве воздействие на чувствительный элемент помехи с частотой, близкой к частоте генератора переменного напряжения или широкополосного сигнала со спектром, перекрывающим полосу пропускания полосового фильтра, приводит к ложному срабатыванию устройства.In this device, exposure to a sensitive element of a noise with a frequency close to the frequency of an alternating voltage generator or a broadband signal with a spectrum that covers the passband of a bandpass filter leads to a false response of the device.
При использовании данного устройства для охраны периметров протяженных объектов в результате изменения погодно-климатических условий (например, налипание снега на чувствительном элементе) произойдет изменение емкости чувствительного элемента, разбаланс дифференциального трансформатора и, как следствие, переход усилителя высокой частоты в состояние насыщения с резкой потерей чувствительности устройства в целом.When using this device to protect the perimeters of extended objects as a result of changes in weather and climate conditions (for example, snow sticking to a sensitive element), the capacitance of the sensitive element will change, the differential transformer will be unbalanced and, as a result, the high-frequency amplifier will become saturated with a sharp loss of sensitivity devices in general.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности устройства за счет повышения помехоустойчивости и устойчивости к погодно-климатическим воздействиям.The aim of the present invention is to increase the reliability of the device by increasing the noise immunity and resistance to weather and climate influences.
Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее два чувствительных элемента в виде емкостных антенн 1, 2, соединенных с выводами первичной обмотки дифференциального трансформатора 3, фильтр высоких частот 4 и реле 5, введены развязывающий трансформатор 6, ключ 7, делитель напряжения 8 и цифровой сигнальный процессор 9, вход которого соединен с выходом фильтра высоких частот 4, первый выход - со входом реле 5, второй выход - с первым входом делителя напряжения 8, третий выход - с первым входом ключа 7, на второй вход которого подается питание, выход которого соединен с одним из выводов первичной обмотки развязывающего трансформатора 6, другой вывод которой соединен с точкой нулевого потенциала устройства, один из выводов вторичной обмотки развязывающего трансформатора 6 соединен с точкой нулевого потенциала чувствительного элемента, другой вывод которой - со средней точкой первичной обмотки дифференциального трансформатора 3, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с точкой нулевого потенциала устройства, другой вывод которой - со вторым входом делителя напряжения 8, выход которого соединен со входом фильтра высоких частот 4.To achieve this goal, a decoupling transformer 6, a key 7, a voltage divider 8 and a digital signal signal are introduced into a device containing two sensitive elements in the form of
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается новым конструктивным выполнением элементов, их расположением в схеме. Следовательно, предложенное решение соответствует критерию изобретения "техническое решение".A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the proposed device is characterized by a new structural embodiment of the elements, their location in the circuit. Therefore, the proposed solution meets the criteria of the invention "technical solution".
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предложенное решение от прототипа, что дает возможность сделать вывод о соответствии критериям изобретения: "новизна", "существенные отличия" и "положительный эффект".Comparison of the claimed solution with other technical solutions in this technical field did not reveal the signs that distinguish the proposed solution from the prototype, which makes it possible to conclude that the criteria of the invention are met: "novelty", "significant differences" and "positive effect".
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2, 3 - графики, поясняющие работу устройства.Figure 1 presents the structural diagram of the proposed device; figure 2, 3 are graphs explaining the operation of the device.
Приняты следующие обозначения:The following notation is accepted:
1, 2 - емкостные антенны;1, 2 - capacitive antennas;
3 - дифференциальный трансформатор;3 - differential transformer;
4 - фильтр высоких частот;4 - high-pass filter;
5 - реле;5 - relay;
6 - развязывающий трансформатор;6 - isolation transformer;
7 - ключ;7 - key;
8 - делитель напряжения;8 - voltage divider;
9 - цифровой сигнальный процессор.9 - digital signal processor.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Цифровой сигнальный процессор 9 формирует запускающие импульсы, замыкающие ключ 7 (фиг.2а, где U - напряжение на третьем выходе цифрового сигнального процессора 9; 1 - первый запускающий импульс, 2 - второй запускающий импульс,... I - I-й запускающий импульс и т.д.). Причем длительность запускающих импульсов τи выбрана таким образом, чтобы после размыкания ключа 7 в первичной обмотке дифференциального трансформатора 3 возникали свободные затухающие колебания, амплитуда которых пропорциональна разности емкостей антенн 1, 2 (фиг.2б, где V - сигнал рассогласования на выходе дифференциального трансформатора 3; 1 - первая реализация сигнала рассогласования, 2 - вторая реализация сигнала рассогласования,... I - I-я реализация сигнала рассогласования и т.д.). Развязывающий трансформатор 6 используется для гальванической развязки точек нулевого потенциала устройства и емкостных антенн 1, 2 и тем самым повышения помехоустойчивости устройства.The proposed device operates as follows. The digital signal processor 9 generates the triggering pulses, closing the key 7 (figa, where U is the voltage at the third output of the digital signal processor 9; 1 - the first triggering pulse, 2 - the second triggering pulse, ... I - I-th triggering pulse etc.). Wherein the probing pulse duration τ and selected in such a way that after opening of the key 7 in the primary winding of the differential transformer 3 arise free damped oscillations whose amplitude is proportional to the difference in
Период повторения запускающих импульсов (Tu) выбирается из условия:The repetition period of the trigger pulses (T u ) is selected from the condition:
Tu=T1+T2 T u = T 1 + T 2
где T1=constwhere T 1 = const
Т2 - случайная величина в диапазоне от 0 до T2, где Т2>T1.T 2 is a random variable in the range from 0 to T 2 , where T 2 > T 1 .
Сигнал рассогласования с выхода вторичной обмотки дифференциального трансформатора 3 через делитель напряжения 8 и фильтр высоких частот 4 поступает на вход цифрового сигнального процессора 9, где оцифровывается с периодом ΔT(фиг.3).The error signal from the output of the secondary winding of the differential transformer 3 through a voltage divider 8 and a high-pass filter 4 is fed to the input of a digital signal processor 9, where it is digitized with a period ΔT (Fig. 3).
ti=ΔT·it i = ΔT
i=1,2...Ki = 1,2 ... K
где равно значению i-й выборки, I-й реализации сигнала рассогласования;Where equal to the value of the i-th sample, I-th implementation of the error signal;
K - количество выборок сигнала рассогласования.K is the number of samples of the error signal.
В течение времени, оставшегося после оцифровки до окончания текущего периода Tn, цифровой сигнальный процессор 9 выполняет следующие операции:During the time remaining after digitization before the end of the current period T n , the digital signal processor 9 performs the following operations:
1) для каждой i-й выборки (i=1, 2...К) вычисляет первое и второе текущее среднее значение амплитуды:1) for each i-th sample (i = 1, 2 ... K) it calculates the first and second current average amplitude values:
1-е текущее среднее 1st current average
2-е текущее среднее 2nd current average
где M>Lwhere M> L
2) вычисляет среднее значение для всех K выборок:2) calculates the average value for all K samples:
и сравнивает с его пороговым значением.and compares with its threshold value.
В случае отсутствия воздействия нарушителя на емкостные антенны 1,2 сигнал рассогласования изменяется только за счет изменения погодно-климатических условий (т.к. антенны невозможно выполнить абсолютно одинаковыми, их собственные емкости с изменением погодно-климатических условий изменяются по-разному), т.е. достаточно медленно. Соотношение периодов осреднения L и М выбрано таким образом, чтобы при любом изменении погодных условий среднее значение было меньше порогового значения.In the absence of the intruder’s impact on the
При воздействии нарушителя на одну из антенн 1,2 произойдет достаточно быстрое изменение сигнала рассогласования, превысит пороговое значение и цифровой сигнальный процессор 9 подаст напряжение на обмотку реле 5, выставив тем самым сигнал тревоги.When an intruder acts on one of the
Представленный алгоритм представляет собой программную реализацию полосового фильтра, верхняя и нижняя граничные частоты которого определяются значениями L и М периодов осреднения.The presented algorithm is a software implementation of a band-pass filter, the upper and lower boundary frequencies of which are determined by the values of L and M averaging periods.
Воздействие на одну из емкостных антенн 1, 2 помехи (например, синусоиды) с частотой, находящейся в полосе пропускания полосового фильтра, не приведет к ложному срабатыванию устройства, т.к. сдвиг фаз между запускающими импульсами и синусоидой будет изменяться по случайному закону и при достаточно больших значениях L и M вклад помехи в первое и второе текущее среднее, а следовательно, и в , будет равен 0.The impact on one of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130397/09A RU2277263C1 (en) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | Capacitive device for intruder alarm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130397/09A RU2277263C1 (en) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | Capacitive device for intruder alarm |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004130397A RU2004130397A (en) | 2006-03-20 |
RU2277263C1 true RU2277263C1 (en) | 2006-05-27 |
Family
ID=36117068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004130397/09A RU2277263C1 (en) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | Capacitive device for intruder alarm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277263C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639070C1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-12-19 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method of recognizing object at its contact with wire fencing |
RU2695385C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Дедал" | Method and device for monitoring the state of the linear part of the electrified enclosure and recording attempts to overcome it by dynamic monitoring of electrical parameters |
-
2004
- 2004-10-19 RU RU2004130397/09A patent/RU2277263C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639070C1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-12-19 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method of recognizing object at its contact with wire fencing |
RU2695385C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Дедал" | Method and device for monitoring the state of the linear part of the electrified enclosure and recording attempts to overcome it by dynamic monitoring of electrical parameters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004130397A (en) | 2006-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5300922A (en) | Swept frequency electronic article surveillance system having enhanced facility for tag signal detection | |
US4318047A (en) | Detection of narrow pulses | |
US4206451A (en) | Intrusion detection system | |
US6559658B1 (en) | Noise resistant electronic presence sensor | |
US7394368B2 (en) | Electronic proximity switch | |
RU2277263C1 (en) | Capacitive device for intruder alarm | |
RU2209467C2 (en) | Device and method for detection of penetration of a person through the contour of restricted area | |
US3465253A (en) | Pulsed and continuous wave electromagnetic signal detectors | |
GB1433233A (en) | Frequency sensitive switching circuits | |
EP4040172A1 (en) | Arc fault detection circuit and method for detecting an arc fault | |
US4266218A (en) | Alarm system control circuit | |
CN108717137A (en) | A kind of high-frequency and high-voltage interference fraudulent use detection device based on voice signal | |
RU2276410C1 (en) | Magnetometric device for intruder alarm | |
JP2511324Y2 (en) | Internal partial discharge detection device for electrical equipment | |
RU2060556C1 (en) | Method and device for detecting unathorized access to object under quard | |
RU2639734C1 (en) | Capacitance device for security alarm system | |
RU2206920C2 (en) | Method and device for detecting unauthorized impact on object being guarded | |
RU2134909C1 (en) | Contactless live equipment warning device | |
SU1704731A1 (en) | Method for determining the presence of hydrobionts | |
RU2012925C1 (en) | Guard signalling system | |
RU52225U1 (en) | CAPACITY TYPE SECURITY DEVICE | |
SU879760A1 (en) | Method and device for comparing electric signals | |
SU997062A1 (en) | Alarm system | |
SU752180A1 (en) | Microwave power meter | |
Rubiola et al. | Noise induced time interval measurement biases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |