RU79678U1

RU79678U1 - SHORE ALARM

Info

Publication number: RU79678U1
Application number: RU2008139380/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Гладилин; Альберт Алексеевич Догадов; Всеволод Анатольевич Пирогов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Акустический институт" имени академика Н.Н. Андреева
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2009-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области акустики и может быть использована для защиты водозаборных сооружений атомных электростанций. Технический результат полезной модели - повышение надежности охраны рубежей: повышение чувствительности и достоверности обнаружения нарушения, снижение вероятности ложной тревоги. Технический результат достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположного конца в точках крепления радиочастотного кабеля, с помощью согласующих устройств, через нагрузочный резистор, второй полюс источника питания соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля, соединения герметизированы. 1 с.п.ф. 1 илл.The utility model relates to the field of acoustics and can be used to protect the intake structures of nuclear power plants. The technical result of the utility model is to increase the reliability of border protection: increase the sensitivity and reliability of detecting violations, reduce the likelihood of false alarm. The technical result is achieved by the fact that the sensitive element is made in the form of pieces of a piezoelectric cable with loads at one end, suspended from the opposite end at the points of attachment of the radio frequency cable, using matching devices, through a load resistor, the second pole of the power source is connected to a shielded grounded braid of coaxial radio frequency cable, connections are sealed. 1 s.p.f. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области акустики и может быть использована для защиты водозаборных сооружений атомных электростанций от проникновения диверсантов, а также в рыбной промышленности для защиты сооружений от проникновения биологических объектов, а также для охраны подступов к объектам, в частности предприятиям энергетического, химико-технологического, оборонного и других профилей со стороны рубежей в водной среде: в водоемах, вдоль берегов рек, в мелком море, бухтах и т.п.The utility model relates to the field of acoustics and can be used to protect the intake structures of nuclear power plants from the penetration of saboteurs, as well as in the fishing industry to protect structures from the penetration of biological objects, as well as to protect the approaches to objects, in particular, enterprises of the energy, chemical and technological defense and other profiles from the borders in the aquatic environment: in water bodies, along river banks, in the shallow sea, bays, etc.

Известно устройство обнаружения вторжения подводного объекта в контролируемую область, содержащее гидроакустический излучатель, отражатели, вдоль эллиптической поверхности, в фокусах которой расположены гидроакустический излучатель и гидроакустический приемник, причем последний выполнен с равномерной характеристикой направленности. В качестве гидроакустического излучателя используют передающую круговую антенну. Патент Российской Федерации №2150123, МПК: G01S 15/04, 2000 г.A device is known for detecting an invasion of an underwater object in a controlled area containing a sonar emitter, reflectors, along an elliptical surface, the focal points of which are a sonar emitter and a sonar receiver, the latter being made with a uniform directivity characteristic. As a sonar emitter using a transmitting circular antenna. Patent of the Russian Federation No. 2150123, IPC: G01S 15/04, 2000

Известно устройство, содержащее защитную металлическую сетку водозаборного сооружения, низкочастотный излучатель, детектор и анализатор низкочастотных сигналов. Патент Российской Федерации №2256196, МПК: G01S 15/04, G01S 15/96, 2005 г.A device is known that contains a protective metal mesh of an intake structure, a low-frequency emitter, a detector and an analyzer of low-frequency signals. Patent of the Russian Federation No. 2256196, IPC: G01S 15/04, G01S 15/96, 2005

Оба устройства сложны и в исполнении, и в эксплуатации.Both devices are complex both in execution and in operation.

Для защиты водных рубежей известны устройства, реагирующие на разрыв сигнальной линии, на механические колебания, вызывающие деформацию чувствительных элементов сигнального заграждения, и бесконтактные устройства, содержащие набор акустических излучающих и приемных элементов, установленных на дне и образующих барьерную линию рубежа. Координаты обнаруженных нарушителей относительно To protect water boundaries, devices are known that respond to a break in the signal line, to mechanical vibrations that cause deformation of the sensitive elements of the signal barrier, and contactless devices containing a set of acoustic emitting and receiving elements installed at the bottom and forming the barrier line of the boundary. The coordinates of the detected violators regarding

точек расположения приемников определяют по времени и направлению прихода эхо-сигналов от нарушителя к приемникам. Патент Франции №1583106, МПК: G08B 23/00, 1969. Патент США №5305286, МПК: G01S 15/04 1994 г.location points of the receivers are determined by the time and direction of arrival of the echo signals from the intruder to the receivers. French Patent No. 1583106, IPC: G08B 23/00, 1969. US Patent No. 5305286, IPC: G01S 15/04 1994.

Известно устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное заграждение, выполненное в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа, закрепленного на вертикальных опорах, на тросе подвешены шесты с грузами на концах в виде маятников, чувствительный элемент подключен к формирователю сигнала тревоги. Чувствительный элемент выполнен в виде коаксиального кабеля, содержащего внутренний и внешний проводники, разделенные изоляцией из фторопластовой ленты, внутренний проводник размещен в сердечнике из упруго сжимаемого электропроводящего материала, фторопластовая лента намотана на внутренний проводник по спирали с положительным перекрытием, на внешнем проводнике концентрично расположена защитная оболочка, коаксиальный кабель проложен под тросом вдоль его оси и жестко соединен с каждым шестом. Патент СССР №1819024, МПК: G08B 23/00, 2000 г. Прототип.A device for the protection of water lines containing a signal barrier made in the form of a cable stretched over the water along the guarded line, mounted on vertical supports, poles with weights at the ends in the form of pendulums are suspended on the cable, the sensitive element is connected to the alarm driver. The sensing element is made in the form of a coaxial cable containing inner and outer conductors separated by insulation from a fluoroplastic tape, the inner conductor is placed in the core of elastically compressible electrically conductive material, the fluoroplastic tape is wound on the inner conductor in a spiral with positive overlap, the protective sheath is concentrically located on the outer conductor , the coaxial cable is laid under the cable along its axis and is rigidly connected to each pole. USSR patent No. 1819024, IPC: G08B 23/00, 2000. Prototype.

Недостатками прототипа являются низкая чувствительность (позволяющая обнаружить нарушителя лишь при его непосредственном воздействии на устройство) и кратковременность акта обнаружения, что приводит к возможности прохождения нарушителем рубежа, особенно при действии сильных, длительных импульсных помех. Возможны и ложные тревоги при соприкосновении с устройством источников механического воздействия, (проплывающие затопленные предметы, бревна, бытовой мусор и т.п.).The disadvantages of the prototype are the low sensitivity (allowing to detect the intruder only when it directly affects the device) and the short duration of the detection act, which leads to the possibility of the intruder passing the line, especially when exposed to strong, prolonged pulsed interference. False alarms are also possible in contact with the device of sources of mechanical impact (floating flooded objects, logs, household rubbish, etc.).

Данная полезная модель устраняет указанные недостатки и имеет повышенную по сравнению с прототипом чувствительность, позволяющую обнаруживать не только прямое механическое воздействие нарушителя на барьер, но и его приближение к барьеру заблаговременно, This utility model eliminates these drawbacks and has an increased sensitivity compared to the prototype, which makes it possible to detect not only the direct mechanical effect of the intruder on the barrier, but also its proximity to the barrier in advance,

что увеличивает продолжительность сеанса поступления информации о нарушении и увеличивает вероятность обоснованного принятия правильного решения о нарушении рубежа.which increases the duration of the session on the receipt of information about the violation and increases the likelihood of an informed decision to be made about the violation of the boundary.

Технический результат полезной модели - повышение надежности охраны рубежей: повышение чувствительности и достоверности обнаружения нарушения, снижение вероятности ложной тревоги.The technical result of the utility model is to increase the reliability of border protection: increase the sensitivity and reliability of detecting violations, reduce the likelihood of false alarm.

Технический результат достигается тем, что в береговой охранной сигнализации, содержащей заграждение в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа и закрепленного на вертикальных опорах, коаксиальный радиочастотный кабель, закрепленный на тросе по всей его длине и соединенный своим центральным проводником через разделительный конденсатор с входом устройства формирования сигнала тревоги, и чувствительный элемент, чувствительный элемент выполнен в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположного конца в точках крепления коаксиального радиочастотного кабеля к тросу, отрезки пьезоэлектрического кабеля соединены с коаксиальным радиочастотным кабелем с помощью согласующих устройств, питаемых от общего источника питающего напряжения через нагрузочный резистор, включенный между выходом источника питающего напряжения и центральным проводником коаксиального кабеля, а второй полюс питающего напряжения соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля, соединения согласующих устройств с коаксиальным радиочастотным кабелем и отрезками пьезоэлектрического кабеля герметизированы.The technical result is achieved by the fact that in the coastal alarm system containing a barrier in the form of a cable stretched above the water along the guarded line and mounted on vertical supports, a coaxial radio frequency cable mounted on the cable along its entire length and connected by its central conductor through an isolation capacitor to the input alarm generating devices, and a sensitive element, a sensitive element is made in the form of pieces of a piezoelectric cable with loads at one end, connected from the opposite end at the points of attachment of the coaxial radio frequency cable to the cable, the segments of the piezoelectric cable are connected to the coaxial radio frequency cable using matching devices powered from a common voltage source through a load resistor connected between the output of the voltage source and the central conductor of the coaxial cable, and the second the supply voltage pole is connected to a shielded grounded braid of a coaxial radio frequency cable; sealed devices with coaxial RF cable and piezoelectric cable segments are sealed.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема, где: 1 - трос, 2 - вертикальные опоры, 3 - отрезки пьезоэлектрического кабеля, 4 - водная среда, 5 - грузы, 6 - согласующее устройство, 7 - коаксиальный радиочастотный кабель, 8 - распорки, 9 - разделительный конденсатор, 10 - формирователь сигнала The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram, where: 1 - cable, 2 - vertical supports, 3 - pieces of a piezoelectric cable, 4 - water medium, 5 - loads, 6 - matching device, 7 - coaxial RF cable, 8 - spacers, 9 - isolation capacitor, 10 - signal conditioner

тревоги (компьютер), 11 - нагрузочный резистор, 12 - источник питающего напряжения.alarm (computer), 11 - load resistor, 12 - supply voltage source.

Коаксиальный радиочастотный кабель 7 закреплен на распорках 8 и соединен через разделительный конденсатор 9 с входом формирователя сигнала тревоги (компьютером) 10, а через нагрузочный резистор 11 с выходом источника напряжения питания 12 всех согласующих устройств 6, второй полюс источника напряжения питания Еп соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля 7. Соединения согласующих устройств с коаксиальным радиочастотным кабелем и отрезками пьезоэлектрического кабеля герметизированы.The coaxial RF cable 7 is mounted on spacers 8 and connected through an isolation capacitor 9 to the input of the alarm driver (computer) 10, and through the load resistor 11 to the output of the power supply 12 of all matching devices 6, the second pole of the power supply Ep is connected to the earthed shield braided coaxial RF cable 7. Connections of matching devices with coaxial RF cable and pieces of piezoelectric cable are sealed.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перемещение подводного объекта - потенциального нарушителя охраняемого рубежа в водной среде 4 возбуждает акустическую волну. На выходах отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 возникают электрические сигналы, возрастающие по мере приближения нарушителя к рубежу до максимального значения при механическом контакте его, как минимум, с одним из отрезков пьезоэлектрического кабеля 3.The movement of an underwater object - a potential violator of the protected line in the aquatic environment 4 excites an acoustic wave. At the outputs of the segments of the piezoelectric cable 3 there are electrical signals that increase as the intruder approaches the boundary to the maximum value with mechanical contact with at least one of the segments of the piezoelectric cable 3.

Эти сигналы через согласующие устройства 6 поступают в коаксиальный радиочастотный кабель 7. Нагрузкой для всех согласующих устройств 6 является коаксиальный радиочастотный кабель 7 и нагрузочный резистор 11, включенный между выходом (центральным проводником) коаксиального радиочастотного кабеля 7 и клеммой источника питающего напряжения 12. Вторая клемма источника питающего напряжения 12 подключена к заземленной экранирующей оплетке коаксиального радиочастотного кабеля 7. На нагрузочном резисторе 11 возникает суммарное напряжение сигналов, возбуждаемых на выходах всех отрезков пьезоэлектрических кабелей 3. Фазовые сдвиги между выходными сигналами ближайших к месту действия нарушителя отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 пренебрежимо малы, а уровни These signals through the matching devices 6 enter the coaxial radio frequency cable 7. The load for all matching devices 6 is the coaxial radio frequency cable 7 and the load resistor 11 connected between the output (center conductor) of the coaxial radio frequency cable 7 and the terminal of the power supply 12. The second terminal of the source the supply voltage 12 is connected to a grounded shielding braid of the coaxial RF cable 7. On the load resistor 11 there is a total voltage signal traces excited at the outputs of all segments of the piezoelectric cables 3. Phase shifts between the output signals of the segments of the piezoelectric cable 3 closest to the point of action of the intruder are negligible, and the levels

сигналов этих отрезков имеют наибольшую величину. Высокая чувствительность отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 к акустическому давлению и эффект суммирования возбуждаемых в них сигналов на нагрузочном резисторе 11 обеспечивают повышение чувствительности устройства задолго до прямого соприкосновения нарушителя с элементами барьера. Увеличивается вероятность обоснованного принятия решения о нарушении рубежа.the signals of these segments have the largest magnitude. The high sensitivity of the segments of the piezoelectric cable 3 to the acoustic pressure and the effect of summing the signals excited in them on the load resistor 11 provide an increase in the sensitivity of the device long before the intruder comes in direct contact with the barrier elements. The likelihood of an informed decision to violate the boundary increases.

Напряжение сигнала, снимаемое с нагрузочного резистора 11 через разделительный конденсатор 9, поступает на вход формирователя сигнала тревоги 10, сигнал тревоги формируют по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала, поступающего на вход формирователя сигнала тревоги 10, в качестве которого использован персональный компьютер или сигнальный процессор.The signal voltage taken from the load resistor 11 through the isolation capacitor 9 is fed to the input of the alarm driver 10, the alarm signal is generated from the analysis of the spectral and temporal variability of the signal fed to the input of the alarm driver 10, which is used as a personal computer or signal processor .

Высокая чувствительность устройства позволяет увеличить расстояние между соседними отрезками пьезоэлектрического кабеля по сравнению с расстоянием между шестами прототипа не менее, чем в пять раз, что существенно упрощает и конструкцию устройства и эксплуатацию.The high sensitivity of the device allows you to increase the distance between adjacent segments of the piezoelectric cable in comparison with the distance between the poles of the prototype by at least five times, which greatly simplifies the design of the device and operation.

Claims

A coastal alarm system containing a fence in the form of a cable stretched above the water along the guarded line and mounted on vertical supports, a coaxial radio frequency cable mounted on the cable along its entire length and connected by its central conductor through an isolation capacitor to the input of the alarm generating device, and sensitive element, characterized in that the sensitive element is made in the form of pieces of a piezoelectric cable with weights at one end, suspended from the opposite of the end at the points of attachment of the coaxial radio frequency cable to the cable, the segments of the piezoelectric cable are connected to the coaxial radio frequency cable using matching devices, powered from a common voltage source through a load resistor connected between the output of the voltage source and the central conductor of the coaxial cable, and the second pole of the source power supply is connected to a shielded grounded braid of a coaxial radio frequency cable, connection of matching devices with a coaxial sealed radio frequency cable and piezoelectric cable segments are sealed.