БЕРЕГОВАЯ ОХРАННАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Полезная модель относится к области акустики и может быть использована для защиты водозаборных сооружений атомных электростанций от проникновения диверсантов, а также в рыбной промышленности для защиты сооружений от проникновения биологических объектов, а также для охраны подступов к объектам, в частности предприятиям энергетического, химико-технологического, оборонного и других профилей со стороны рубежей в водной среде: в водоемах, вдоль берегов рек, в мелком море, бухтах и т.п.
Известно устройство обнаружения вторжения подводного объекта в контролируемую область, содержащее гидроакустический излучатель, отражатели, вдоль эллиптической поверхности, в фокусах которой расположены гидроакустический излучатель и гидроакустический приемник, причем последний выполнен с равномерной характеристикой направленности. В качестве гидроакустического излучателя используют передающую круговую антенну. Патент Российской Федерации №2150123, МПК: G01S 15/04, 2000 г.
Известно устройство, содержащее защитную металлическую сетку водозаборного сооружения, низкочастотный излучатель, детектор и анализатор низкочастотных сигналов. Патент Российской Федерации №2256196, МПК: G01S 15/04, G01S 15/96, 2005 г.
Оба устройства сложны и в исполнении, и в эксплуатации.
Для защиты водных рубежей известны устройства, реагирующие на разрыв сигнальной линии, на механические колебания, вызывающие деформацию чувствительных элементов сигнального заграждения, и бесконтактные устройства, содержащие набор акустических излучающих и приемных элементов, установленных на дне и образующих барьерную линию рубежа. Координаты обнаруженных нарушителей относительно
точек расположения приемников определяют по времени и направлению прихода эхо-сигналов от нарушителя к приемникам. Патент Франции №1583106, МПК: G08B 23/00, 1969. Патент США №5305286, МПК: G01S 15/04 1994 г.
Известно устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное заграждение, выполненное в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа, закрепленного на вертикальных опорах, на тросе подвешены шесты с грузами на концах в виде маятников, чувствительный элемент подключен к формирователю сигнала тревоги. Чувствительный элемент выполнен в виде коаксиального кабеля, содержащего внутренний и внешний проводники, разделенные изоляцией из фторопластовой ленты, внутренний проводник размещен в сердечнике из упруго сжимаемого электропроводящего материала, фторопластовая лента намотана на внутренний проводник по спирали с положительным перекрытием, на внешнем проводнике концентрично расположена защитная оболочка, коаксиальный кабель проложен под тросом вдоль его оси и жестко соединен с каждым шестом. Патент СССР №1819024, МПК: G08B 23/00, 2000 г. Прототип.
Недостатками прототипа являются низкая чувствительность (позволяющая обнаружить нарушителя лишь при его непосредственном воздействии на устройство) и кратковременность акта обнаружения, что приводит к возможности прохождения нарушителем рубежа, особенно при действии сильных, длительных импульсных помех. Возможны и ложные тревоги при соприкосновении с устройством источников механического воздействия, (проплывающие затопленные предметы, бревна, бытовой мусор и т.п.).
Данная полезная модель устраняет указанные недостатки и имеет повышенную по сравнению с прототипом чувствительность, позволяющую обнаруживать не только прямое механическое воздействие нарушителя на барьер, но и его приближение к барьеру заблаговременно,
что увеличивает продолжительность сеанса поступления информации о нарушении и увеличивает вероятность обоснованного принятия правильного решения о нарушении рубежа.
Технический результат полезной модели - повышение надежности охраны рубежей: повышение чувствительности и достоверности обнаружения нарушения, снижение вероятности ложной тревоги.
Технический результат достигается тем, что в береговой охранной сигнализации, содержащей заграждение в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа и закрепленного на вертикальных опорах, коаксиальный радиочастотный кабель, закрепленный на тросе по всей его длине и соединенный своим центральным проводником через разделительный конденсатор с входом устройства формирования сигнала тревоги, и чувствительный элемент, чувствительный элемент выполнен в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположного конца в точках крепления коаксиального радиочастотного кабеля к тросу, отрезки пьезоэлектрического кабеля соединены с коаксиальным радиочастотным кабелем с помощью согласующих устройств, питаемых от общего источника питающего напряжения через нагрузочный резистор, включенный между выходом источника питающего напряжения и центральным проводником коаксиального кабеля, а второй полюс питающего напряжения соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля, соединения согласующих устройств с коаксиальным радиочастотным кабелем и отрезками пьезоэлектрического кабеля герметизированы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема, где: 1 - трос, 2 - вертикальные опоры, 3 - отрезки пьезоэлектрического кабеля, 4 - водная среда, 5 - грузы, 6 - согласующее устройство, 7 - коаксиальный радиочастотный кабель, 8 - распорки, 9 - разделительный конденсатор, 10 - формирователь сигнала
тревоги (компьютер), 11 - нагрузочный резистор, 12 - источник питающего напряжения.
Коаксиальный радиочастотный кабель 7 закреплен на распорках 8 и соединен через разделительный конденсатор 9 с входом формирователя сигнала тревоги (компьютером) 10, а через нагрузочный резистор 11 с выходом источника напряжения питания 12 всех согласующих устройств 6, второй полюс источника напряжения питания Еп соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля 7. Соединения согласующих устройств с коаксиальным радиочастотным кабелем и отрезками пьезоэлектрического кабеля герметизированы.
Устройство работает следующим образом.
Перемещение подводного объекта - потенциального нарушителя охраняемого рубежа в водной среде 4 возбуждает акустическую волну. На выходах отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 возникают электрические сигналы, возрастающие по мере приближения нарушителя к рубежу до максимального значения при механическом контакте его, как минимум, с одним из отрезков пьезоэлектрического кабеля 3.
Эти сигналы через согласующие устройства 6 поступают в коаксиальный радиочастотный кабель 7. Нагрузкой для всех согласующих устройств 6 является коаксиальный радиочастотный кабель 7 и нагрузочный резистор 11, включенный между выходом (центральным проводником) коаксиального радиочастотного кабеля 7 и клеммой источника питающего напряжения 12. Вторая клемма источника питающего напряжения 12 подключена к заземленной экранирующей оплетке коаксиального радиочастотного кабеля 7. На нагрузочном резисторе 11 возникает суммарное напряжение сигналов, возбуждаемых на выходах всех отрезков пьезоэлектрических кабелей 3. Фазовые сдвиги между выходными сигналами ближайших к месту действия нарушителя отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 пренебрежимо малы, а уровни
сигналов этих отрезков имеют наибольшую величину. Высокая чувствительность отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 к акустическому давлению и эффект суммирования возбуждаемых в них сигналов на нагрузочном резисторе 11 обеспечивают повышение чувствительности устройства задолго до прямого соприкосновения нарушителя с элементами барьера. Увеличивается вероятность обоснованного принятия решения о нарушении рубежа.
Напряжение сигнала, снимаемое с нагрузочного резистора 11 через разделительный конденсатор 9, поступает на вход формирователя сигнала тревоги 10, сигнал тревоги формируют по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала, поступающего на вход формирователя сигнала тревоги 10, в качестве которого использован персональный компьютер или сигнальный процессор.
Высокая чувствительность устройства позволяет увеличить расстояние между соседними отрезками пьезоэлектрического кабеля по сравнению с расстоянием между шестами прототипа не менее, чем в пять раз, что существенно упрощает и конструкцию устройства и эксплуатацию.