УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОХРАНЯЕМОГО ОБЪЕКТА ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА

Полезная модель относится к устройствам предотвращения несанкционированного проникновения на охраняемый объект, и предназначена для защиты сейфов, шкафов, решеток на окнах, дверей, комнат для хранения оружия, помещений в которых находятся сейфы с документами и т.д. Устройство выполняется в виде электрической схемы, срабатывающей при контакте нарушителя с токопроводящими элементами.
Известен способ предотвращения несанкционированного проникновения на охраняемый объект и устройство для его осуществления. (Патент на изобретение Ru №2084959).
Устройство защиты охраняемого объекта содержит первичный источник электропитания, к которому через высоковольтный трансформатор с круто падающей внешней характеристикой подключены электризуемые незаземленные токопроводящие элементы объекта (металлические или имеющие токопроводящее покрытие), контакт с которыми неизбежен при попытке проникновения на объект, электронное времязадающее устройство и управляющий ключ. Действие этого устройства основано на способе, заключающемся в высоковольтном импульсном электрическом воздействии на организм злоумышленника при попытке контакта его с электризуемым элементом объекта. Эффект достигается путем перезаряда емкости тела человека по однопроводной схеме высоковольтными импульсами, содержащими, по меньшей мере, две знакопеременные полуволны, при этом воздействие обеспечивается при отсутствии непосредственного контакта злоумышленника с землей и/или заземленными токопроводящими элементами.
Это техническое решение принято нами за прототип. Недостатком существующей схемы является постоянное использование источника тока для питания токопроводящих элементов объекта.
Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств охраны с сохранением характеристик электрического воздействия средства. При этом повышается экономичное использование ресурса источника питания за счет введения режима ожидания.
Технический результат достигается тем, что устройство защиты охраняемого объекта, содержащее электризуемые токопроводящие элементы, подключенные к первичному источнику электропитания через высоковольтный трансформатор, генератор импульсов, включающий в себя силовой конденсатор, управляемый ключ, времязадающее устройство и шины питания, снабжено схемой автоматического управления, включенной между времязадающим устройством (ВЗУ) и управляющим ключом генератора импульсов, датчиком контроля линейной части схемы автоматического управления, включенным в первичную или вторичную обмотку высоковольтного трансформатора и подающего сигнал на схему автоматического управления, и датчиком контроля окружающей среды, корректирующем сигнал управления схемы автоматического управления при изменении характеристик окружающей среды, включенным управляющим выводом в схему автоматического управления. При этом устройство защиты охраняемого объекта снабжено устройством сравнения схемы автоматического управления выполненной на компараторе на основе операционного усилителя или выполненной на интегральной схеме, на основе времени стекания напряжения (тока) с линейной части или выполненной на основе аналого-цифрового преобразователя. Кроме того устройство защиты охраняемого объекта снабжено датчиком контроля окружающей среды, в качестве датчиков контроля окружающей среды используются датчики температуры и влажности.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - структурная схема автоматического управления, на фиг.3-5 варианты устройства сравнения выполненного на компараторе, на интегральной схеме, основанной на принципе времени стекания тока (напряжения), на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Устройство состоит из источника электропитания 1, в качестве которого может быть использованы блоки питания от сети переменного тока или источников постоянного тока, высоковольтного трансформатора 2 с круто падающей внешней характеристикой, высоковольтный вывод 3 вторичной обмотки которого подключен к токопроводящим или имеющим токопроводящее покрытие элементам охраняемого объекта (на схеме не показан). Датчик контроля 4 линейной части, включенный в первичную или датчик контроля 5 линейной части, включенный во вторичную обмотку высоковольтного трансформатора 2. Обмотки трансформатора 2 соединены последовательно согласно, начало первичной обмотки подключено к первой выходной клемме 6 генератора импульсов 7, который включает управляемый электронный ключ 8, энергонакапливающий элемент, в качестве которого используется неполярный конденсатор 9, и шины генератора 7, соединяющие электрически соответствующие входные 10 и 11 клеммы генератора 7 с выходными 6 и 12. В одну шину генератора 7 последовательно от выходной клеммы 12 до входной клеммы 11 в проводящем направлении включены ключ 8, диод 13 и зарядный резистор 14, точка соединения катода 15 ключа 8 с анодом диода 13 связана через конденсатор 9 с другой шиной генератора 7, к которой подключены также анод 16 ВЗУ 17, катод 18 которого подключен к точке соединения катода диода 13 и резистора 14, управляющие выводы ВЗУ 17 и управляющего ключа 8 соединены электрически, через схему автоматического управления 19, к которому подключен управляющим выводом датчик контроля окружающей среды 20, входные клеммы 7 и 11 генератора 7 подключены к первичному источнику 1 электропитания с помощью выключателя 21.
Схема автоматического управления 19 состоит из устройства сравнения 22, принимающего решение на пропуск сигнала от ВЗУ 17 к ключу 8 через ключ управления 23. Исходные данные на устройство сравнения поступают от блока датчиков контроля линейной части (БД КЛЧ) 24 и блока датчиков корректировки рабочего режима (БД КРР) 25.
Схема автоматического управления пропускает управляющий сигнал к ключу 8 в соответствии с измеренными уровнями выходного сигнала с трансформатора 2 и корректировочными сигналами от БД КРР 25. Кроме того, БД КРР оснащен датчиками контроля окружающей среды 20 влажности, температуры 20*, показатели которых используются для автоматической регулировки границ измерений параметров выходных импульсов.
Устройство работает следующим образом.
В момент включения при поступлении питающего напряжения на устройство происходит зарядка конденсатора 9. Положительная полуволна напряжения, пропускаемая диодом 13 заряжает конденсатор 9 до напряжения (около 320 В) с постоянной времени RC, определяемой сопротивлением зарядного резистора 14 и емкостью конденсатора 9. Одновременно, под воздействием положительной или отрицательной полуволны формируется импульс напряжения на управляющем выводе ВЗУ 17. Схема автоматического управления 19 получает сигнал от датчиков 4 и/или 5 и датчика окружающей среды 20. Схема автоматического управления 19 блокирует прохождение импульсов до поступления сигналов с датчиков контроля 4 и/или 5.
При отсутствии сигнала схема автоматического управления 19 пропускает один импульс, открывающий ключ 8. Конденсатор разряжается в нагрузку - первичную обмотку трансформатора.
Создаваемый потенциал на выходе вторичной обмотки трансформатора образуется потенциал электрической энергии, который фиксируется датчиками 4 или 5.
С получением сигнала с датчиков 4 и/или 5 схема автоматического управления переходит в режим ожидания. Время ожидания задается в схеме автоматического управления 19. Соотношение времени работы и времени ожидания может колебаться в пределах от 1/2 до 1/100 в зависимости от частоты времязадающего устройства и параметров снятия потенциала с линейной части устройства, определяемых схемой автоматического управления 19 или блоком контроля окружающей среды 20. Блок контроля окружающей среды контролирует состояние температуры, влажности, для корректировки выходных параметров импульсов устройства.
При несанкционированном проникновении нарушителя на охраняемый объект, в случае касания его токопроводящих элементов, подключенных к высоковольтному выходу 3 трансформатора 2 происходит несовпадение измеряемых параметров, и система переводится в рабочий режим. В первичную обмотку трансформатора 2 подается импульс тока и происходит перезаряд емкости тела нарушителя, вызывая у него непереносимые болевые ощущения (судорогу мышц). Попытка нарушителя изолировать себя от земли не поможет, эффект сохранится и нарушитель будет вынужден отказаться от неправомерных действий.
Схема автоматического управления контролирует выходные параметры в линейной части. При достижении временных и/или амплитудных значений измеренных напряжений (токов) в линейной части схема автоматического управления переводится генератором импульсов 7 в дежурный режим работы.
В качестве устройства сравнения используются существующие схемы, работающие на различных принципах, приведенных ниже.
В устройстве сравнения 22 схемы автоматического управления 19 используется компаратор на операционном усилителе 26, например ОР 297 или аналогичного типа, сравнивающий напряжение на входах. Напряжение от БД КЛЧ поступает на R1 27, например резистор серии ОМЛТ и конденсатор С2 28, например конденсатор серии К50, сравнивается с напряжением источника опорного напряжения 29. При превышении величины опорного напряжения над напряжением в линейной части устройство сравнения 22 выдает сигнал на открытие ключа управления 23, после происходит выдача сигнала на трансформатор 2. Изменения состояния рабочей среды корректируют опорное напряжение в делителе напряжения, выполненном на R2 R3, например резисторы серии ОМЛТ. Сигнал поступает от блока датчиков контроля рабочего режима 25.
Устройство сравнения 22а на интегральной схеме, в качестве которой использовалась 564 ИП 2 схемы автоматического управления 19 основана на измерении времени превышения напряжения в линейной части минимального заданного порога напряжения. Тактовые импульсы генератора 30, например К 564 ЛЕ5, поступают на счетное устройство 31, в качестве которого использовалось 564 ИЕ10, через ключ 32 при нахождении напряжения выше минимального. При достижении минимального напряжения схема ограничения напряжения 33 подает сигнал на счетное устройство 31 и схему сравнения 34. Происходит сравнение числа в счетном устройстве и заложенным в память 35, в качестве которого использовалась 537 РУ2А. Корректировка числа в памяти осуществляется от БД КРР 25. Если число в памяти 35 больше измеренного в счетном устройстве 31, то устройство сравнения выдает сигнал на ключ управления 23.
В устройстве сравнения 22б схемы автоматического управления 19, использующая метод измерения амплитудного значения напряжения в линейной части на АЦП. Сигнал от БД КЛЧ 24 поступает на аналого-цифровой преобразователь 36, в качестве которого использовался AD 77 любой серии или аналогичного типа. За тем полученный результат преобразования сравнивается на устройстве сравнения 37, в качестве которого использовалось 564 ИП2. Происходит сравнение числа с числом, заложенным в память 38, в качестве которого использовалась 537 РУ2А. Корректировка числа в памяти осуществляется от БД КРР 25. Если число в памяти 38 больше измеренного в счетном устройстве 36, то схема сравнения 37 выдает сигнал на ключ управления 23.
Таким образом, предложенное устройство защиты охраняемого объекта позволяет расширить арсенал устройств защиты охраняемых объектов от несанкционированного проникновения и позволяет при этом экономично использовать источник электропитания за счет введения режима ожидания.