ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ ДАТЧИК ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к охранной и охранно-пожарной сигнализации (ОПС) промышленных, частных и военных объектов.
Известны, широко распространенные радиоволновые Доплеровские (РД) промышленные датчики типа "Аргус-2" (например, патент РФ №2221260, опубл. 10.01.04 г.). Датчик типа "Аргус" работает по принципу излучения и улавливания отраженной им радиоволны малой мощности от движущихся объектов (эффект Доплера). При улавливании отраженной от движущегося объекта излученной им радиоволны с Доплеровским эффектом, срабатывает электронная схема датчика и реле разрывает охранный шлейф, проходящий через датчик, что приводит к переходу приборов ОПС в режим тревоги. Существенным недостатком данного устройства является низкая помехозащищенность от грозовых разрядов, приводящих к самопроизвольному срабатыванию датчика во время грозы. Кроме того, так как радиоволна имеет высокую проникающую способность, часто бывает сложно определить границы работы датчика и его зона действия может выходить за границы (в том числе и чисто физические, например, гипсокартонные стены) охраняемой зоны, что также приводит к ложным срабатыванием ОПС, так как датчик срабатывает на движущиеся объекты вне охраняемой зоны.
Данные недостатки приводят к многочисленным и систематичным ложным срабатыванием ОПС, что вызывает нарекания в его адрес, вплоть до отказа от его использования.
Известен также, широко распространенный (порядка 80% датчиков второго рубежа ОПС), инфракрасный (ИК) датчик типа "Фотон" (например, патент на полезную модель №49318, опубл. 10.11.05 г.), засекающий движущиеся объекты с отличной от общего температурного фона окраской. Электронная схема такого датчика, аналогично первому, заставляет срабатывать реле, разрывающее охранный шлейф, что приводит к переходу ОПС в режим тревоги.
Существенным недостатком данного датчика является его срабатывание на движущиеся потоки холодного (или горячего) воздуха, например, от отопительных приборов, кондиционеров и т.п.Данная особенность существенно ограничивает применение датчика этого типа на охраняемых объектах, заставляя тщательно выбирать место его постановки, в том числе и в ущерб безопасности объекта.
По сути, ни тот, ни другой датчик не гарантирует отсутствие ложных срабатываний, которые зачастую просто носят сезонный характер (в весенне-летний период ложные срабатывания у "Аргусов", в осенне-зимний - у "Фотонов").
Известны, довольно широко распространенные, комбинированные датчики типа "Сова-2", когда в одном корпусе помещается два разнородных по принципу действия датчика. В случае датчика "Сова-2" ИК-датчики движения и звуковые на разбитие стекла. Однако, эти два датчика, как правило, в норме используются по двум различным шлейфам охраны, проходящим через комбинированный датчик: инфракрасный - по шлейфу так называемого "второго рубежа", звуковой - по шлейфу "первого" рубежа. Данные шлейфы физически идут по отдельным для каждого шлейфа проводам и фактически комбинированный датчик это просто два датчика типа "Фотон" и "Стекло" в одном корпусе. При этом, комбинированный датчик имеет тот же существенный недостаток, что и датчики типа "Фотон" - ложные срабатывания на температурно окрашенные потоки воздуха.
Известен также датчик охранной сигнализации, содержащий корпус с окном, выполненным из прозрачного материала, в корпусе расположены оптический затвор, средства управления оптическим затвором, оптическую систему, фотоприемник, выход которого является выходом датчика, акустический датчик, выполненный в виде микрофона, формирователь импульсов (патент РФ №2006950, опубл. 30.01.94 г.).
Конструкция известного датчика сложна, громоздка и дорогостоящая. Кроме того, взаимодействие двух датчиков основано на принципе физического эффекта, т.е. оптический затвор становится прозрачным при наличии в жидкости
акустических колебаний, которые не всегда могут быть достаточно высокой интенсивности, таким образом, срабатывание датчика может быть нечетким из-за отсутствия четко выраженной нелинейности прозрачности оптического затвора.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является датчик охранной сигнализации "Сокол-2" (патент РФ №2167432, опубл. 20.05.2001 г.), в котором объединены датчики ИК и РД. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится сложная конструкция известного датчика из-за применения в схеме микропроцессора, управляющего выходным реле, по этой же причине они дорогостоящие. Кроме того, во время грозы, при отсутствии ИК-сигнала, но многократном появлении радиопомех, микропроцессор, с помощью выходного реле, разрыватывает охранный шлейф, даже при отсутствии нарушителя, таким образом, происходит ложное срабатывание датчика. Такое срабатывание датчика объясняется самим алгоритмом работы микропроцессора: многократное повторение РД-сигнала при отсутствии ИК-сигнала считается ИК-маскированием датчика нарушителем. Также недостатком известной конструкции датчика "Сокол-2" является возможность, при неудачном расположении датчика, ложного срабатывания на движущиеся субъекты вне охраняемой зоны из-за высокой проникающей способности радиоизлучения датчика. Например, на пешеходов за гипсокартонной перегородкой витрины магазина.
Техническим результатом предлагаемого датчика является снижение ложных срабатываний датчика охранной сигнализации в реальных условиях эксплуатации, упрощение конструкции и снижении себестоимости датчика за счет использования стандартных, выпускаемых отечественной промышленностью, элементов.
Технический результат достигается тем, что помехоустойчивый датчик охранной сигнализации состоит из корпуса, в котором размещены и объедены не менее двух разнотипных, по принципу обнаружения нарушителя, датчиков охранной сигнализации, каждый из которых последовательно соединен с соответствующим
ему выходным реле, согласно полезной модели, выходные реле каждого датчика параллельно соединены между собой по схеме "И-НЕ" в охранном шлейфе.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Использование в предлагаемой конструкции датчика стандартных, выпускаемых отечественной промышленностью элементов (реле, датчиков) значительно снижает себестоимость, упрощает конструкцию и монтаж предлагаемого датчика. Соединение выходных реле датчиков параллельно по схеме "И-НЕ" обеспечивает разрыв охранного шлейфа тогда и только тогда, когда сработают реле всех, включенных в электрическую схему датчиков, что значительно снижает количество ложных срабатываний датчика.
Сущность предлагаемого датчика поясняется схемой.
В качестве примера взято объединение ИК и РД-датчиков.
Помехоустойчивый датчик охранной сигнализации состоит из корпуса 1, в котором размещены и объединены по электрической схеме не менее двух разнотипных, по принципу обнаружения нарушителя, датчиков охранной сигнализации, в данном случае радиоволнового 2, на эффекте Доплера, типа "Аргус" и инфракрасного 3, типа "Фотон". РД-датчик 2 последовательно соединен с выходным реле 4, а ИК-датчик 3 последовательно соединен с выходным реле 5.
Выходные реле 4 и 5 своими контактами 6 и 7 параллельно соединены между собой по схеме "И-НЕ" в охранном шлейфе 8.
Датчик работает следующим образом.
В исходном состоянии, когда в зоне обнаружения датчика нет нарушителя, отсутствуют радиоволновые колебания и инфракрасное излучение, выходные реле датчиков 4 и 5 находятся в замкнутом состоянии.
При появлении движущегося нарушителя в зоне, контролируемой датчиком, возникают отраженные: радиоволновое излучение с Доплеровским эффектом, которое воспринимается датчиком 2 и инфракрасное излучение, воспринимаемое датчиком 3. Охранный шлейф 8 разрывается соответствующими выходными
реле 4 и 5, что соответствует факту вторжения нарушителя. Разрыв охранного шлейфа 8 происходит только в том случае, когда одновременно сработают реле и радиоволнового 2 и инфракрасного 3 датчиков.
Взаимодействие функциональных блоков предлагаемого помехоустойчивого датчика на примере объединения ИК и РД-датчиков представлено в таблице.
Таблица
Источник сигнала
ИК-блок
РД-блок
Состояние охранного шлейфа, (та его часть, которая проходит через рассматриваемый датчик)
Нет сигнала
ИК-датчик не сработал. Контакты выходного реле ИК-блока замкнуты
РД-датчик не сработал. Контакты выходного реле РД-блока замкнуты.
Охранный шлейф замкнут
Только ИК-сигнал - ложный сигнал, например, от калорифера
ИК-датчик сработал. Контакты выходного реле ИК-блока разомкнуты
РД-датчик не сработал. Контакты выходного реле РД-блока замкнуты
Охранный шлейф замкнут
Только РД-сигнал - ложный сигнал например во время грозы
ИК-датчик не сработал. Контакты выходного реле ИК-блока замкнуты
РД-датчик сработал. Контакты выходного реле РД-блока разомкнуты
Охранный шлейф замкнут
Посторонний движущийся субъект вне прямой видимости, например, за гипсокартонной стеной. Зона действия датчика ограничена прямой видимостью или дальностью обнаружения
ИК-датчик не сработал. Контакты выходного реле ИК-блока замкнуты
РД-датчик сработал. Контакты выходного реле РД-блока разомкнуты
Охранный шлейф замкнут
Продолжение таблицы
Посторонний движущийся субъект в зоне прямой видимости и внутри границы обнаружения
ИК-датчик сработал. Контакты выходного реле ИК-блока разомкнуты
РД-датчик сработал. Контакты выходного реле РД-блока разомкнуты
Охранный шлейф разомкнут. ОПС переходит в состояние "Тревога"
Одновременно ложный ИК и РД-сигнал
ИК-датчик сработал. Контакты выходного реле ИК-блока разомкнуты. Для примера возьмем его вероятность Р1=1%
РД-датчик сработал. Контакты выходного реле РД-блока разомкнуты. Для примера возьмем его вероятность Р2=1%
Охранный шлейф разомкнут. ОПС переходит в состояние "Тревога". Общая вероятность ложного срабатывания находится по формуле: Р<sub>общ</sub>=Р1*Р2*... Р<sub>общ</sub>=Р1*Р2=1%**1%=0,01% То есть вероятность ложного срабатывания существенно снижается по сравнению с использованием известных датчиков
Предлагаемая конструкция датчика отличается простотой монтажа, низкой себестоимостью и обеспечивает игнорирование большинства причин ложных срабатываний, присущих известным датчикам, что многократно снижает общий уровень ложных срабатываний (порядка 95%), обеспечивая предлагаемому датчику повышенную помехозащищенность.