Патент на изобретение №2206920
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОХРАНЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться в устройствах тревожной сигнализации для охраны от несанкционированного воздействия на металлические предметы (сейфы, стеллажи, автомобили и т. п. ), а при использовании с пространственно-ориентированными антеннами и иными средствами – для охраны территорий и отдельных предметов, в том числе драгоценностей, книг, произведений искусств и т.п. Технический результат заключается в повышении надежности обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект. Устройство содержит средства для измерения напряженности электростатического поля, получения разностного сигнала, его интегрирования и деления разностного сигнала на интегрированный. Это обеспечивает высокую чувствительность обнаружения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Предлагаемый способ и устройство относятся к контрольно-измерительной технике и могут использоваться в устройствах тревожной сигнализации для охраны от несанкционированного воздействия на металлические предметы (сейфы, стеллажи, автомобили и т.д.), а в случае использования пространственно-ориентированных антенн и специальных сенсоров-периметров (территорий, зданий, помещений) – отдельных предметов (электронные приборы, книги, драгоценности, произведения искусства). Известны способы и устройства защиты объектов (авт. свид. СССР 339928, 386416, 571821, 788136, 824252, 924735, 1117673, 1661815, 1783561, 1836707; патенты РФ 2032227, 2057037, 2054690, 2060556, 2061323; патенты США 4218763, 4438430, 4728959, 4751499, патенты Великобритании 1161114, 2269970; патенты Германии 3225506, 3605299, 3622793, 4242973; патенты Франции 2063292, 2231213, 2591165; патент Японии 5-52999 и другие). Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются “Способ обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект и устройство для его осуществления” (патент РФ 2060556, G 08 В 13/26, 1992), которые и выбраны в качестве прототипа. Фиксация воздействия на объекты охраны производится измерением скорости изменения градиента электростатического поля в зоне действия антенны. Сигнал, полученный с нее, через дифференцирующую цепь и фильтр высоких частот поступает на усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включена интегрирующая цепь, и через фильтр высокой частоты на исполнительный блок, который срабатывает при достижении сигналом пороговой величины. Гальваническая развязка в дифференцирующей цепи между антенной и усилителем устраняет влияние наведенных поверхностных токов, дает возможность создавать искусственное электростатическое поле. Вместе с тем, надежное обнаружение несанкционированного воздействия на охраняемые объекты затруднено из-за высокого уровня вариаций электростатического поля, не связанных с воздействием на объекты охраны: квазистационарных и периодических составляющих поля, помех естественного (грозовая активность, возмущения в ионосфере и т.д.) и искусственного происхождения (промышленные установки, радиотехнические средства коммуникаций и т.п.). Задачей изобретения является повышение надежности обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект. Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, основанном на измерении скорости изменения градиента электростатического поля в зоне действия антенны, предварительно периодически производят в зоне действия антенны не менее двух последовательных измерений напряженности электростатического поля, определяют разностный сигнал двух последовательных измерений, интегрируют разностный сигнал, делят разностный сигнал на проинтегрированный разностный сигнал, сравнивают полученное значение с пороговым значением и в случае повышения порогового значения производят последующие измерения. В устройство для обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, содержащее антенну, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, второй фильтр высокой частоты, усилитель, выполненный с регулируемым коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включена интегрирующая цепь, первый фильтр высокой частоты и исполнительный блок, введены измеритель напряженности электростатического поля, линия задержки, вычитатель, интегратор, делитель, блок сравнения, блок формирования эталонного напряжения и ключ, причем к выходу антенны последовательно подключены измеритель напряженности электростатического поля, линия задержки, вычитатель, второй вход которого соединен с выходом измерителя напряженности электростатического поля, интегратор, делитель, второй вход которого соединен с выходом вычитателя, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования эталонного напряжения, и ключ, второй вход которого соединен с выходом антенны, а выход подключен к входу дифференцирующей цепи. Структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа приведена на чертеже. Устройство состоит из последовательно включенных антенны 1, измерителя 8 напряженности электростатического поля, линии 9 задержки, вычитателя 10, второй вход которого соединен с выходом измерителя 8 напряженности электростатического поля, интегратора 11, делителя 12, второй вход которого соединен с выходом вычитателя 10, блока 14 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 13 формирования эталонного напряжения, ключа 15, второй вход которого соединен с выходом антенны 1, дифференцирующей цепи 2, второго фильтра 3 высокой частоты, усилителя 4, выполненного с регулируемым коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включена интегрирующая цепь 5, первого усилителя 6 высокой частоты и исполнительного блока 7. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии свободные заряды распределены на антенне 1 в соответствии с напряженностью электростатического поля:  где  – электрический потенциал: – производные электрического потенциала по расстоянию распределенных зарядов тел по координатам х, y, z. Измерение интенсивности электростатического поля осуществляется измерителем 8 напряженности, в качестве которого может быть использован амплитудный детектор. В зоне действия антенны 1 производится не менее двух последовательных измерений напряженности электростатического поля. Затем производится операция вычитания двух последовательных измерений. Для этого сигнал, соответствующий предшествующему измерению, задерживается линией 9 задержки до момента сравнения его с последующим сигналом в вычислителе 10. Операции интегрирования разностного сигнала и деления разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал производится в интеграторе 11 и делителе 12. В блоке 14 осуществляется сравнение нормированного сигнала с пороговым значением сигнала, задаваемого блоком 13. В случае превышения порогового значения, что соответствует случаю несанкционированного воздействия на объект охраны, в блоке 14 сравнения формируется постоянное напряжение, которое воздействует на управляющий вход ключа 15, открывая его. В исходном состоянии ключ 15 всегда закрыт. При несанкционированном воздействии на объект охраны изменяется градиент электростатического поля в зоне действия антенны 1. При изменении градиента электростатического поля за счет перемещения токопроводящих тел или носителей зарядов происходит перераспределение свободных зарядов в антенне 1. Учитывая, что движение объекта 4 его механическое воздействие происходит с ускорением, каждая составляющая изменения напряженности электростатического поля будет пропорциональна второй производной электростатического потенциала, а следовательно, и заряда во времени. Сигнал, поступающий с выхода антенны 1 через открытый ключ 15 на вход дифференцирующей цепи 2, будет пропорционален изменению напряженности электростатического поля. Устройство за счет наличия дифференцирующей цепи 2 и интегрирующей цепи 5 в обратной связи усилителя 4 реагирует на скорость изменения распределения зарядов на антенне 1. Влияние изменения климатических условий, вызывающие медленные перераспределения заряда на антенне с постоянной времени, значительно ниже постоянной времени дифференцирующей цепи 2, ослабляются последней. Промышленные, бытовые электромагнитные и грозовые помехи не проходят на исполнительный блок 7 за счет действия блоков 8-14 и за счет сильного затухания в фильтрах 3 и 6. Включение двух звеньев фильтра высокой частоты до и после усилителя 4, а не использование фильтра высокой частоты второго порядка на входе усилителя 4 связано с тем, что в данном случае усилитель 4 выполняет функцию буфера, что повышает помехозащищенность из-за относительно невысокой величины сопротивлений, входящих в фильтр высокой частоты на входе усилителя 4. Наличие усилителя 4 с переменным коэффициентом усиления позволяет увеличить возможности устройства и при использовании специальных пространственно-ориентированных антенн охранять практически любые объекты. Кроме того, данное устройство позволяет за счет наличия гальванической развязки благодаря дифференцирующей цепи 2 между антенной 1 и усилителем 4 полностью избавиться от влияния наведенных поверхностных потоков, а также подавать постоянное напряжение на антенну 1 (создавать искусственное внешнее поле), что позволяет индицировать перемещения незаряженных токопроводящих объектов в условиях естественных электростатических полей. Исполнительный блок 7 срабатывает при достижении сигналом пороговой величины. Устройство реагирует только на скорость изменения градиента внешнего поля, пропорциональную скорости движения нарушителя, что определяется полосой пропускания дифференцирующей 2 и интегрирующей 5 цепей и фильтров 3, 6. Таким образом, предлагаемый способ и устройство обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект по сравнению с известными способами и устройствами обеспечивает повышение надежности обнаружения несанкционированного воздействия на объект охраны. Это достигается компенсацией высокого уровня вариаций электростатического поля, не связанных с воздействием на объекты охраны: квазистационарных и периодических составляющих поля, помех естественного (грозовая активность, возмущения в ионосфере и т. д.) и искусственного происхождения (промышленные установки, радиотехнические средства коммуникаций и т.п.). Использование предлагаемого способа и устройства обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект позволят повысить помехоустойчивость, функциональные возможности (организовать охрану практически любых объектов), в случае необходимости заменить десятки существующих сигнализаторов любого типа. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 28.02.2003
Извещение опубликовано: 27.09.2004 БИ: 27/2004
|
||||||||||||||||||||||||||
