УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области связи, преимущественно к  устройствам контроля полного импеданса соединительной линии со всеми ответвлениями и подключенными громкоговорителями.
Согласно применяемым нормативным документам в системе оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) в обязательном порядке должно выполняться требование обеспечения контроля целостности соединительных линий. В частности, к таким линиям относятся трансляционные линии от звукоусилительного оборудования к трансляционным громкоговорителям, распределенным по озвучиваемой площади. В соответствии с ГОСТ Р 53325-2012: «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний.» п. 7.6.4.1: «Прибор должен обеспечивать включение световой индикации и звуковой сигнализации в режиме «неисправность» при наличии следующих событий: - обнаружение нарушения целостности (обрыв, короткое замыкание) проводных линий связи или нарушения связи между прибором и внешними техническими средствами или между компонентами прибора;…». Также, согласно СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности» п. 3.4 «Радиоканальные соединительные линии, а также соединительные линии в СОУЭ с речевым оповещением должны быть обеспечены системой автоматического контроля их работоспособности».
Известные устройства, в частности устройства контроля линий в составе систем оповещения Bosch Praesidio, Inter-M, Мета, Тромбон и других отечественных и иностранных производителей обеспечивают в зависимости от типа конкретной системы:
- адресный контроль каждого трансляционного громкоговорителя.
- контроль сопротивления оконечных резисторов, расположенных в конце линии и всех ответвлений по постоянному току. Устройства предполагают использование определенного типа громкоговорителей с входным фильтром, поэтому используются только в отдельных системах, построенных по этому принципу.
- контроль импеданса оконечных устройств, расположенных в конце линии и всех ответвлений по переменному току. Данные устройств предполагают использование специализированной дорогостоящей аппаратуры, пилот-тонов, добавляемых к полезному сигналу и накладывает ограничение на число ответвлений соединительной линии, имеет существенно ограниченный диапазон допустимых мощностей контролируемых линий.
-контроль полного импеданса соединительной линии со всеми ответвлениями и подключенными громкоговорителями.
Известные устройства имеют невысокую точность измерений (как правило не более 10-20%), что накладывает ограничения на количество громкоговорителей, подключаемых к одной соединительной линии.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели  является система контроля линий оповещения SC-6224 производства Inter-M (см. tinko.ru/catalog/product/229700/, 2019), состоящий из генератора гармонических сигналов, преобразователей сигнала к балансному виду и обратно, релейных коммутаторов, согласующего трансформатора, фильтра низких частот, пикового детектора, аналого-цифровой преобразователь и контроллера. Недостатком известного устройства является довольно низкая чувствительность к изменению параметров линии. Устройство реагирует на изменение сопротивления линии более чем на 10%.
Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается  в повышении точности измерений импеданса трансляционной линии.
Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что устройство контроля соединительных линий для системы оповещения, содержащее генератор гармонических сигналов, преобразователь сигнала к балансному виду и обратно, релейный коммутатор, согласующий трансформатор, фильтр низких частот, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь и контроллер, снабжено операционным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, позволяющим организовать процедуру измерения импеданса с автоматическим выбором предела измерения.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства контроля соединительных линий. На фиг. 2 - схема расположения компонентов устройства контроля линий в системе оповещения.
Устройство контроля соединительных  линий для системы оповещения содержит генератор гармонических (синусоидальных) сигналов 1, преобразователь сигнала к балансному виду 2  и обратно 6, релейный измерительный коммутатор 3, коммутатор линии 4, согласующий трансформатор 5, фильтр низких частот 7, пиковый детектор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, контроллер 11 и  операционный усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления, позволяющий организовать процедуру измерения импеданса с автоматическим выбором предела измерения.
Устройство работает следующим образом:
В качестве опорного тестового сигнала используется синусоидальный сигнал с частотой из верхней части звукового диапазона (15 – 20 кГц), полученный на базе моста Вина или квадратурного генератора гармонических сигналов 1. Далее сигнал через буферный каскад передается на преобразователь сигнала к балансному виду 2 и в таком виде используется для измерения.
Во время передачи сигналов оповещения релейный коммутатор 100 В линии подключает усилитель мощности звуковой частоты 13 на входы трансляционных громкоговорителей 12. В остальное время система находится в дежурном режиме и коммутатор 4 соединяет трансляционную линию с измерительной схемой, начинающейся с коммутатора измерительной цепи 3. В соответствии с заданным интервалом синусоидальный балансный сигнал коммутируется на соединительную линию, которая является для него нагрузкой. Совместно с опорной резистивной нагрузкой образуется делитель напряжения, где соединительная линия с громкоговорителями 12 является верхним плечом, а опорный резистор – нижним. Падение напряжения верхнего плеча через согласующий трансформатор 5 подается на дифференциальный усилитель-преобразователь сигнала 6, приводящий балансный сигнал к обычному виду, далее сигнал поступает на фильтр низких частот 7 для того, чтобы устранить влияние электромагнитных помех, которые могут наводиться от работающих рядом электрических машин, на результат измерения.
После фильтра сигнал попадает на схему с применением операционного усилителя 8 с регулируемым коэффициентом усиления. Коэффициент усиления выбирается из фиксированного диапазона путем переключения резисторов, рассчитанных таким образом, чтобы организовать непрерывный диапазон автоматически переключаемых пределов измерений, с помощью которых с достаточной точностью охватывается диапазон измеряемых сопротивлений от 20 Ом до 5 кОм. Переключение диапазонов осуществляется под управлением микроконтроллера.
Далее следует схема пикового детектора 9, которая со значительной инерционностью фиксирует максимальное амплитудное значение подаваемого на ее вход сигнала. Далее аналоговый, изменяющийся в течение времени, сигнал оцифровывается с помощью аналогово-цифрового преобразователя 10 и передается на контроллер 11 для математической обработки. В большинстве современных систем аналогово-цифровой преобразователь и контроллер совмещены в одном устройстве.
Опорное значение импеданса линии (или несколько значений, если линий несколько) конфигурируется на этапе настройки системы и далее хранится в энергонезависимой памяти.
Таким образом, в предложенной полезной модели используется схема измерения с автоматической подстройкой и выбором предела измерения, это позволяет повысить точность измерения до 1 – 2% и тем самым расширить область применения данного устройства, что имеет большое практическое значение. Так, например, если рассматривать соединительную линию, состоящую из однотипных громкоговорителей мощностью 10 Вт каждый, то для полноценного контроля целостности линий при точности измерений 10% максимальное количество громкоговорителей на одной линии не должно превышать 10.
При повышении точности до 2% количество громкоговорителей может достигать 50.