Электронный модуль пломбирования

Полезная модель относится к области машиностроения, предназначена для использования во всех отраслях, где возможно применение отрезка троса в качестве запорного элемента для пресечения несанкционированного доступа с обеспечением контроля целостности охраняемых объектов, и может быть использована для пломбирования транспортных средств, вагонов, контейнеров, гаражей, складов и т.п.
Из уровня техники известно зажимное устройство для отрезка троса, описанное в патенте [1], в котором трос выполнен с возможностью пропускания через проушины запираемого объекта. Первый конец отрезка троса жестко заделан в корпусе, а второй зажимается в запорном механизме, расположенном внутри корпуса с помощью зажимных элементов. Это известное устройство снабжено расположенным на корпусе электронным средством, которое выполнено с возможностью передачи сигнала о целостности троса. Трос выполнен стальным и имеет расположенный внутри него проводник электрического тока, соединенный со всеми прядями троса, образуя электрическую цепь. Концы наружных прядей троса через соответствующие контакты соединены с электронным блоком, в состав которого входят ячейка памяти, источник питания и приемо-передающая система, которая выполнена с возможностью выдачи информации об исправности устройства на дистанционный пункт контроля. Это известное устройство позволяет обеспечить дистанционный контроль целостности отрезка троса, но обладает и конструктивными недостатками, затрудняющими обеспечение этого результата. Эти недостатки связаны прежде всего с тем, что предусмотренные и описанные в известном устройстве средства не в полной мере и не во всех случаях позволяют контролировать целостность стального каната. Это объясняется тем, что изоляция проводника, расположенного внутри каната и снаружи корпуса, в процессе его эксплуатации может быть нарушена, результатом чего может быть ложное электрическое соединение проводника с прядями стального троса. И если теперь произойдет перекусывание (злоумышленное, несанкционированное воздействие) троса, то электронный блок этого не зафиксирует, т.к. ложная электрическая цепь проводник-трос будет присутствовать.
Известен также электронный модуль пломбирования по патенту [2], которое содержит корпус и трос, выполненный с возможностью прохождения через проушины охраняемого объекта. Первый конец троса жестко заделан в корпусе, а второй конец троса, образовывающий петлю, проходящую через проушины охраняемого объекта, имеет возможность жесткой фиксации в запорном устройстве, расположенном в корпусе. Датчик разрушения троса представляет собой низкочастотный электрический трансформатор с торообразным сердечником, расположенным в корпусе и охватывающим трос. Первичная обмотка указанного трансформатора навита на торообразный сердечник и соединена с устройством, генерирующим тестовый сигнал (автономный генератор переменного тока), а в качестве вторичной обмотки использован трос, проходящий внутри торообразного сердечника. Предусмотрено устройство, связанное с датчиком обрыва троса и сигнализирующее о повреждении троса в случае поступления соответствующего сигнала с упомянутого датчика.
Недостатком данного электронного модуля пломбирования является то, что частота генерации автономного генератора переменного тока зависит от термостабильности применяемых элементов VT1, C1, R1. Это влечет за собой либо узкий рабочий диапазон, либо, при использовании высококачественных термостабильных компонентов, удорожание конструкции.
Известное устройство не позволяет детектировать «перемыкание» троса с последующим разрывом, т.е. злоумышленник может соединить в двух местах контролируемый трос с помощью, например, мощных клещей и разрезать его между местами контакта, при этом электронный блок не детектирует разрыв.
Автономный генератор переменного тока построен на элементах VT1, C1, R1, Т - это влечет затраты на их приобретение, монтаж; ухудшает массогабаритные параметры.
Наиболее близким аналогом к заявленному является электронный модуль пломбирования по патенту [3], содержащий корпус, трос, датчик разрушения троса, представляющий собой торообразный сердечник с навитой на него обмоткой, охватывающий трос, устройство, генерирующее тестовый сигнал, выход которого соединен со входом датчика разрушения троса, выполненным в виде первого вывода указанной обмотки, а выход датчика разрушения троса, выполненный в виде второго вывода указанной обмотки, связан с электронным блоком для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством, причем трос, проходящий внутри торообразного сердечника, выполнен с возможностью образования с корпусом короткозамкнутого контура.
Недостаток наиболее близкого технического решения в том, что оно позволяет дублирование троса параллельным проводником с последующим разрывом троса и изменением положения модуля в пространстве, при этом электронный блок не детектирует разрыв.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности защиты охраняемого объекта.
Техническим результатом, позволяющим решить поставленную задачу, является обеспечение контроля магнитных свойств окружающей среды возле пломбировочных проушин охраняемого объекта.
Поставленная задача в электронном модуле пломбирования, содержащем металлический корпус запорно-пломбировочного устройства, трос, датчик разрушения троса, представляющий собой торообразный сердечник с навитой на него обмоткой, охватывающий трос, устройство, генерирующее тестовый сигнал, выход которого соединен со входом датчика разрушения троса, выполненным в виде первого вывода указанной обмотки, а выход датчика разрушения троса, выполненный в виде второго вывода указанной обмотки, связан с электронным блоком для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством, причем трос, проходящий внутри торообразного сердечника, выполнен с возможностью образования с корпусом короткозамкнутого контура решена тем, что модуль выполнен с возможностью контроля магнитных свойств окружающей среды и формирования сигнала тревоги при изменении указанных магнитных свойств.
Модуль предпочтительно снабжен катушкой индуктивности, выполненной с возможностью размещения вокруг указанного троса, и выполнен с возможностью контроля изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством
Указанная катушка предназначена для размещения в непосредственной близости от указанного торообразного сердечника с навитой на него обмоткой, охватывающий трос
Модуль может быть снабжен вторым электронным блоком, соединенным с выводами указанной катушки и выполненным с возможностью приема, контроля, сравнения изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды с калибровочными порогами, установленными при установке электронного модуля пломбирования, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством.
В альтернативной реализации электронный блок для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством снабжен вторым входом, соединенным с выходом указанной катушки, и выполнен с возможностью контроля и сравнения изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды с калибровочными порогами, установленными при установке электронного модуля пломбирования.
Указанный второй электронный блок для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством и/или электронный блок для контроля изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством предпочтительно выполнен на базе микроконтроллера и снабжен передатчиком электромагнитного сигнала для передачи выходного сигнала на подвижное или неподвижное внешнее приемное устройство.
В еще одной реализации модуль снабжен постоянным магнитом для скрытного размещения на объекте пломбирования, и датчиком магнитного поля, а электронный блок для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством снабжен вторым входом, соединенным с указанным датчиком магнитного поля, и возможностью контроля и сравнения показаний указанного датчика с калибровочными порогами, установленными при установке электронного модуля пломбирования.
Заявленная полезная модель представлена на следующих неограничивающих чертежах.
Фиг. 1 - схематичное изображение конструкции заявленного электронного модуля пломбирования,
Фиг. 2 - структурная схема заявленного электронного модуля пломбирования,
Фиг. 3 - схематичное изображение второй реализации конструкции заявленного электронного модуля пломбирования.
Электронный модуль пломбирования, как показано на фиг. 1 и 2, содержит металлический корпус 1 запорно-пломбировочного устройства, трос 2, выполненный с возможностью прохождения через проушины охраняемого объекта (на чертежах не показан), датчик 3 разрушения троса, представляющий собой торообразный сердечник (на чертежах не показан), с навитой на него обмоткой 4 (см. фиг. 2), охватывающий трос 2, устройство, генерирующее тестовый сигнал, выполненное в виде генератора 5 прямоугольных импульсов, выход которого соединен со входом датчика 3 разрушения троса 2. К выходу указанного датчика 3 разрушения троса, подключен аналого-цифровой преобразователь 6, выход которого соединен со входом блока 7 обработки, хранения и передачи информации, снабженным блоком сравнения на его входе и блоком памяти для хранения эталонных значений выходных сигналов (на чертежах не показаны). К выходу указанного датчика 3 разрушения троса подключен также токоограничивающий резистор 8 для защиты выхода генератора от поломки из-за слишком высокого тока.
Генератор 5 прямоугольных импульсов, аналого-цифровой преобразователь 6 и блок 7 обработки, хранения и передачи информации расположены, в данном примере, в дополнительном корпусе (на чертежах не показан), выполненном из условия многократного использования.
Для реализации новой функции - возможности контроля магнитных свойств окружающей среды и формирования сигнала тревоги при изменении указанных магнитных свойств - в первой реализации модуля он снабжен катушкой 9 индуктивности, выполненной с возможностью размещения вокруг указанного троса 2, и, в данном примере, снабжен вторым электронным блоком 10, соединенным с выводами указанной катушки 9 выполненным с возможностью приема, контроля, сравнения изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды с калибровочными порогами, установленными при установке электронного модуля пломбирования, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством.
В другом примере реализации может не быть второго электронного блока, а электронный блок 7 для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством может быть снабжен вторым входом, соединенным с выводами указанной катушки 9, и выполнен с возможностью контроля и сравнения изменения индуктивности указанной катушки под воздействием изменения магнитных свойств окружающей среды с калибровочными порогами, установленными при установке электронного модуля пломбирования.
Указанная катушка 9 размещена в непосредственной близости от указанного датчика 3, охватывающего трос 2, а также других магнитных материалов (пломбировочных проушин охраняемого объекта, самого замка, или запорно-пломбировочного устройства типа «Гвоздь»),
Для реализации новой функции - возможности контроля магнитных свойств окружающей среды и формирования сигнала тревоги при изменении указанных магнитных свойств - еще в одной реализации модуля он снабжен постоянным магнитом 11 для скрытного размещения на охраняемом объекте (предпочтительно, в районе пломбировочных проушин охраняемого объекта), и датчиком 12 магнитного поля, а электронный блок 7 для контроля замыкания, приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электромагнитного сигнала для регистрации внешним приемным устройством снабжен вторым входом 13, соединенным с указанным датчиком 12 магнитного поля, и выполнен с возможностью контроля показаний указанного датчика 12.
Генератор 5 прямоугольных импульсов, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 обработки, хранения и передачи информации и второй электронный блок 10 могут быть выполнены на базе микроконтроллера (одного или двух), что является оптимальным решением и позволяет достичь лучших массогабаритных показателей.
Заявленный электронный модуль пломбирования работает следующим образом.
Трос 2 продевают через проушины замка 14 (условно показан на фиг. 3) охраняемого объекта (на чертежах не показан), через датчик 3 и концы троса 2 закрепляют известным образом (разъемным или неразъемным) в металлическом корпусе 1 запорно-пломбировочного устройства, при этом образуется короткозамкнутый контур.
Генератор 5 прямоугольных импульсов» подает меандр непосредственно на вход датчика 3.
Сигнал с датчика 3 считывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 6. при замкнутом контуре троса 2 сигнал с выхода датчика 3 представляет собой почти пилообразный, форма этого сигнала и уровень его искажений относительно меандра непосредственно зависит от характеристик катушки 4 индуктивности.
При разомкнутом контуре троса 2 (либо электронный модуль пломбирования еще не установлен, либо целостность троса 2 нарушена), сигнал на выходе датчика 3 будет существенно отличаться от сигнала на выходе датчика 3, когда присутствует короткозамкнутый контур троса 2.
Сигналы с выхода датчика 3 оцифровывают аналого-цифровым преобразователем 6 и передают информацию о текущем сигнале в блок 7 обработки, хранения и передачи информации.
Блок 7 обработки, хранения и передачи информации обрабатывает полученные от аналого-цифрового преобразователя 6 данные, анализирует их, соотносит с ранее полученной информацией и принимает решение о том была ли нарушена целостность троса 2. Блок 7 обработки, хранения и передачи информации снабжен передатчиком электромагнитного сигнала (на чертежах не показан) для передачи выходного сигнала о том была ли нарушена целостность троса 2 на подвижное или неподвижное внешнее приемное устройство.
Поочередно с описанным процессом контроля целостности троса 2, осуществляют контроль изменения магнитных свойств окружающей среды в виде получения и обработки выходного сигнала катушки 9 (в первой реализации заявленного модуля) или датчика 12 (во второй реализации).
При установке заявленного модуля устанавливается некий определенный уровень выходного сигнала катушки 9 и датчика 12 в зависимости от материала троса, пропущенного через нее, а также близости других магнитных материалов (самого замка, или запорно-пломбировочного устройства типа «Гвоздь»).
При замене материала троса и/или удалении модуля от охраняемого объекта, изменяется или индуктивность катушки 9, или напряженность магнитного поля постоянного магнита 11 и сигнал датчика 12, что фиксируется блоками 7 и 10, формирующими и передающими сигнал тревоги.
Использование поочередно способа контроля целостности троса и дополнительный контроль индуктивности катушки позволяет устранить вероятность обхода схемы контроля, путем замыкания контура троса проводником с последующим размыканием и извлечением основного троса.
Также возможность контроля изменения магнитных свойств окружающей среды позволяет определить изменение положения электронного модуля пломбирования (удаление от замка) или наличия/отсутствия металлического корпуса запорно-пломбировочного устройства в пределах корпуса пломбы.
Источники информации
1. Патент России RU 2177530, публикация 27.12.2001.
2. Патент России RU 2262621, публикация 20.10.2005.
3. Патент Беларусии BY 11638, публикация 30.10.2018 (прототип).