SU704428A3 - Устройство дл контрол движени человека - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

1

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам дл  контрол  движени  человека.

Известно устройство дл  контрол  движени  человека, содержащее датчик движени  с электродами, наход щимис  в контакте с электропровод щей жидкостью, генератор переменного тока, соединенный с электродами датчика, средство сигнализации и автономный источник питани  1.

Однако известное устройство имеет ограниченное применение вследствие невозможности контрол  движени  при любом прложении ко нтролируемого.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение контрол  движени  при любом положении контролируемого.

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве имеетс  последовательно соединенные демодул тор, усилитель, ограничитель по минимальному уровню, порогова  схема с регул тором уровн  порога и мультивибратор , а датчик выполнен в виде трехэлектродной схемы, причем один из электродов датчика соединен с заземленными точками генератора и демодул тора, второй электрод соединен с выходо.м генератора, третий электрод соединен с входом демодул тора, вы.ход мультивибратора соединен со средством сигнализации, выполненным в виде источника электромагнитных колебаний.

Электроды датчика выполнены в виде изогнутых в средней части проводников, причем место сгиба  вл етс  точкой наиболее близкого расположени  электродов, а электропровод ща  жидкость представл ет собой водный раствор соли.

На выходе генератора переменного тока установлен стабилизатор амплитуды.

Полоса пропускани  фильтра низкой частоты в схеме демодул тора лежит в пределах от 0,1 до 20 Гц, преимущественно от 0,5 до 3 Гц.

Claims (5)

1. На фиг. 1 изображен датчик, поперечное сечение, вид спереди; на фиг. 2 - электрическа  схема устройства, где датчик схематически представлен в горизонтальной плоскости в поперечно.м сечении; на фиг. 3 - сигнал, поступающий от генератора переменного тока; на фиг. 4 - крива , модулированного сигнала, снимаемого со второго и третьего электродов; на фиг. 5 - крива , демодулированного и отфильтрованного сигизобрах енного на фиг. 5. Усу.;о;-к:ТБО }1ЛЯ K0: -:pj:;;:; ,.ь;;v-:.,-;:-; че .ювека содержит датчик 1 движени , имею| .;|,ин изготовленный из электроизол пионно ,О маториа.л  баллов 2, в котором содержитс  электропровод ща  жидкость 3, представл юща  собой вод ной раствор соли. Баллом 1 герметически закупорен пробкой 4 И заполнен жидкостью не полностью, а -таким образом, что остаетс  некоторый расположенный над жидкостью объем 5, заполненный воЗл,ухом, каким-либо газом или вакуумом . В жидкость погружены три электрода , 6, 7 и 8, проход щие через пробку 4 и наход щиес  в контакте с электропрозод щей жидкостью, независимо от наклона баллона 2 по отноше.нию к вертикали. Электроды б, 7 и 8 датчика выполнен з1 в виде и.зоЕнутых в средней части проводников, а место сгиба 9  вл етс  точкой наиболее близкого расположени  электродов. Электроды соединены с генератором 10 пере.менного тока, на выходе которого установлен стабилизатор П амплитуды. Устройство содержит также последовательно со :диненные демодул тор 12, усилитель 13, ограничитель 14 ио минимальному уров1 Ю. пороговую схему 15 с регул тором 6 уровн  порога и мультивибратор 17, а также средство 18 сигнализации, выполненное в ви.пе источника электромагнитных колебаний, и автономь ый источник питани  (на чертеже не изображен). Электрод 6 датчика соединен с заземленными точками генератора и демодул тора , электрод 7 соединен с вы.хо.аом генератора , электрод 8 соединен со входом де .модул тора, а мультивибратора 17 соединен со средством 18 сигнализации. Полоса пропускани  фильтра низкой частоты в схеме демодул тора лежит в пределах от 0,1 до 20 Гц, преимущественно от 0,5 до 3 Гц. Устройство дл  контрол  движени  человека работает следуюп1им образом. После закупоривани  пробкой 4 баллон 2 погружают в блок со с.молой, служащей дл  противоударной защиты датчика. При контролировании движени , снимаемое с электрода 8 переменное напр жение де.модулируетс  в демодул торе 12, который  вл етс  регулировочной схемой на диодах. Изменени  напр жени  с выхода, демодул тора 12 усиливаютс  в усилителе 13 и подвергаютс  фильтрации в полосовом фильтре. С .этой целью усилитель 13 содержит дифференциальный усилитель 19, положительный вход которого соединен с выходом демодул тора 12; между отрицательным входом усилител  19 и его выходом параллель- ,J- uUJi S.i-lt -hi. AOriAtiK;. /,, :: 1,0и I UiMHjieние 21. Мост 22 с(1лос тив;еннй, питаемый источником, обесг;еч:- вает правильную поJiVu; ;.;:;.rill п:С : iO/l С Л ijUOfO .ПХОЛа уС Л1ГГСл  19. Демодул тор 12 содержит конденсатор 23 и сопротивле ;ис 24, включенные парал .лельно между .-1лек и Сго щим перед ними диодо.м 25, а также последовательно включенный выходнэй конденсатор 26. Элементы 20 и 21 обеспечивают фильтрацию нижних частот, тогда как конденсатор 26 вместе с мостом 22 сопротивлений обеспечивают фильтрацию верхних частот. Значени  этих составл ю.ш,их выбраны таким образом , чтобы осуществить подгонку полосы пропускани  фильтра к значени .м частот, соответствующих типу движени , которое предполагаетс  обнаруживать с помощью датчика 1. Сопротивление 27, чер-ез которое заземлен отрицател1 ный вход усилител  19, позвол ет определить коэффициент усилени  усилител  13. С гнал с выхода усилител  13 подвергаете обработке в ограничителе 14 по минимальному уровню, зате.м значение напр жени  сигнала с вы.хода ограничител  14 сравниваетс  в пороговой схеме 15 с регулируе.мым опорным напр жением порога, вырабатываемо.м ре1ул тором 16 уровни в виде делител  напр жени , питаемого источником напр жени . Порогова  схе.ма 15 содержит операционный усилитель 28 с открытой петлей, питаемый источником. На инвертирующий вход усилител  28 icjciynaeT сигнал с ограничите;1к 14. При этом на выходе 29 усилител  по вл етс  -:улевое напр жение, если напр жение на выходе ограничител  14 больше опорного напр жени , если же напр жение iia выходе О1раничител  14 меньще опорного, то па Bi)ixc.a,c 29 по зл етс  напр жение со значением пакр жепи  источника автономного п-ц-анм ;. На э;;ектрод 7 через конде:|Сатор 30 от генератора 10 подаетс  сигнал А с переменным иапр жеиием про моугольной формы (фиг . 3). Этот сигнал модулируетс  по амплитуде движением жидкости 3 в датчике 1, таки.м образо.м, с .электрода 8 сни.маетс  сигнал В (фиг. 4). Сигнал В выпр мл етс  и демодулируетс  в демодул торе 12 (демодулированный и отфильтрованный фильтром верхних частот , образованным элементами 26 и 22, сигнал описан выще). Этот сигнал фильтруетс  также в процессе усилени  в усилителе 13, который играет роль фильтра низких частот, усилива  лищь те составл ющие входного сигнала, частота которых ниже некоторой граничной частоты, определ е.мой значением составл ющих конденсатора 20 и сопротивлени  21. На фиг. 5 показан график сигнала С с выхода усилител  13. На ЭТОМ гра,фике видно, что составл ющие Si и Bi огибающей Е модулированного сигнала В не усилены, тогда как составл юща  В и особенно составл юща  В, ширина которых намного превыщает щирину составл ющих В и Вг, подверглись значительному усилению в усилителе 13. Ограничитель 14 содержит диодную цепь регулировки, причем конденсатор 31 этой цепи соединен с сопротивлением 32, через которое происходит разр дка этого конденсатора на землю. Конденсатор 33 включен последовательно с входом названной диодной регулировочной схемы. Этот конденсатор ограничивает по минимальному значению Qj, сигнала С. Ограничитель 14 устроен по принципу схемы, выдающей, на своем выходе сигнал , превыщающий определенную амплитуду входного сигнала напр жени . Однако значение сопротивлени  32 выбрано достаточно малым, чтобы сигнал на выходе ограничител  14 значительно падал между по влением двух дледующих друг за другом составл ющих Ci и d сигнала С (фиг. 6) Мультивибратор 17 представл ет собой мультивибратор в ждущем режиме. Он содержит операционный усилитель 34, причем подключенное к нему сопротивление 35 обеспечивает положительную обратную св зь, а положительный вход этого усилител  через сопротивление 36 соединен с источником . Отрицательный вход усилител  34 заземлен через конденсатор 37. Два диода 38 и 39 включены параллельно и навстречу друг другу дл  обеспечени  отрицательной обратной св зи усилител  34, арегулируемые сопротивлени  40 и 41 включены последовательно с диодами 38 и 39 соответственно . Такое соединение элементов 38-41 позвол ет осуществить независимую регулировку длительности выходного сигнала мультивибратора 17 (этот сигнал может принимать только значени  источника питани  или нулевое). Когда на выходе пороговой схемы 15 по вл етс  сигнал высокого уровн , который был упом нут выще, через диод 42 к отрицательному входу усилител  34 течет ток, что вызывает срабатывание схемы мультивибратора 17, преп тству  возникновению колебаний в ней. Таким образом, когда жидкость 3 находитс  в движении, мен етс  амплитуда напр жени  на третьем электроде 8, благодар  чему после демодул ции и усилени  возникает сигнал низкой частоты; усилитель 13 усиливает лищь ту часть сигнала низкой частоты, частота которой лежит в некоторой полосе низких частот, ограниченной снизу граничной частотой фильтра высоких частот и сверху - граничной частотой фильтра низких частот. Напр жение сигнала низкой частоты измер етс  по полному размаху амплитуды в ограничителе 14, а результат этого измерени  подвергаетс  сравнению в пороговой схеме 15 с некоторым опорным уровнем, порог которого можно регулировать в зависимости от характера движени , которое предполагают контролировать. Резонансна  частота датчика 1 зависит от размеров баллона. Затухание этой частоты зависит от в зкости жидкости 3. Следовательно , возможно осуществить датчик, отвечающий особенности его применени . Таким образом, датчик 1 вырабатывает сигнал, посто нно измен ющийс  в зависимости от изменени  положени  баллона. Демодул тор 12 и усилитель 13 осуществл ют анализ движений датчика 1, причем дальнейшей обработке подвергаютс  лищь те из этих движений, которые происход т с частотами, расположенными в определенной, описанной выше области частот. Таким образом, на выходе пороговой схемы 15 возникает сигнал, когда движени  датчика 1 отвечают определенным значени м частоты амплитуды. Выход схемы 15 соединен с управл ющим входом средства 18 сигнализации, питаемого автономным источником, причем оно периодически вырабатывает импульс. Эти периодические импульсы управл ют работой передатчика радиосигнала Л. Эти импульсы задерживаютс , когда порогова  схема 15 указывает на отсутствие движени . Установлено, что больщинство обычных движений человека соответствует сигналу низкой частоты, частота которого лежит в пределах от 0,1 до 20 Гц, преимущественно от 0,5 до 3 Гц. Таким образом, в случае, когда детектор используетс  дл  радиоконтрол  движений людей, полосу пропускани  устройства следует настраивать на эти значени  частот путем соответствующего подбора составл ющих. Кроме использовани  дл  контрол  за движением людей, описанный выще детектор может быть применен дл  обнаружени  движений земли, например, в сейсмологии, дл  изучени  механики почв и т.д. Он может быть также использован в устройствах сигнализации против кражи. В .случае использовани  детектора дл  контрол  за движени ми человека, детектор находитс  у человека и, таким образом, может сигнализировать о движени х этого человека. Формула изобретени  1. Устройство дл  контрол  движени  человека, содержащее датчик движени  с электродами, наход щимис  в контакте с электропровод щей жидкостью, генератор пере.менного тока, соединенный с электродами датчика, средство сигнализации и авто номный источник питани , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  контрол  движени  при любом положении контролируемого , в нем имеютс  последовательно соединенные демодул тор, усилитель, ограничитель по минимальному уровню, порогова  схема с регул тором уровн  порога и мультивибратор , а датчик выполнен в виде трехэлектродной схемы, причем один из электродов датчика соединен с заземленными точками генератора и демодул тора, второй электрод соединен с выходом генератора, третий электрод соединен со входом демодул тора , а выход мультивибратора соединен со средством сигнализации.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что на выходе генератора переменно1о тока установлен стабилизатор амплитуды.
3. 3.Устройство но п. i., отличающеес  i(, что электроды датчика выполнены в виде изогнутых в средней части проводников, причем место сгиба  вл етс  точкой наиболее близкого расположени  электродов, а электропровод ща  жидкость представл ет собой водный раствор соли.
4. 4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что устройство сигнализации выполнено в виде источника электромагнитных колебаний .
5. 5.Устройство по п. I, отличающеес  TQ, что полоса пропускани  фильтра низкой частоты в схе.ме демодул тора лежит в пределах от 0,1 до 20 Гц, преимущественно от 0,5 до 3 Гц. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Afo 140152, кл. А 61 В 5/10, 1961.

   В,

   С1

   В В1 32