Датчик охранной сигнализации объекта

 

Изобретение относится к технике охранной сигнализации и может быть использовано для защиты от несанкционированного доступа к различным объектам, например автомобилям, сейфам, входным дверям и т.д. Цель изобретения - повышение надежности защиты путем увеличения чувствительности датчика. Датчик охранной сигнализации объекта содержит магнит 6 и выполнен на герконе, содержащем баллон 3 и замкнутые контакт-детали 1, 2. Контакт-детали 1, 2 вварены с противоположных торцов баллона 3. Область контактирования образована перекрытием контакт-деталей 1,2 внахлест. Предлагаемый датчик охранной сигнализации объекта отличается от известного тем, что магнит 6 расположен подвижно относительно геркона на расстоянии, опpеделяемом выражением: X_ср < Х₁ < X_отп, где Х_cp - радиус зоны срабатывания геркона; Х₁ - расстояние от центра магнита до области контактирования контакт-деталей; Х_отп - радиус зоны отпускания магнита. Предлагаемый датчик отличает высокая виброустойчивость и регулируемая чувствительность. 2 ил.

Изобретение относится к технике охранной сигнализации и может быть использовано для защиты от несанкционированного доступа различных объектов, например автомобилей, сейфов, входных дверей и т.д.

Известен ударно-контактный датчик [1] выполненный на герконе с нормально замкнутыми контактами (КЭМ-3), которые подпружинены в направлении, перпендикулярном плоскости контактирования. Однако, этот прибор имеет низкую виброустойчивость, недостаточную чувствительность. Кроме того, датчик реагирует только на один параметр вибрацию объекта, что определяет не всегда достаточную степень защиты объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является магнитный датчик для системы тревожной сигнализации [2] выполненный на герконе с нормально замкнутыми контактами (КЭМ-3), которые подпружинены в направлении, перпендикулярном плоскости контактирования. Контакт-детали вварены с противоположных торцов баллона, и область контактирования образована с перекрытием контакт-деталей внахлест.

Этот датчик обладает рядом недостатков: датчик имеет недостаточную чувствительность, т.к. его конструкция не обеспечивает возможность регулировки силы контактного давления; при значительных уровнях ускорений (около 100 g) датчики с небольшими величинами контактного давления имеют низкую виброустойчивость, т.к. в процессе эксплуатации контактное давление падает и контакт-детали могут оказаться в конечном итоге в нормально разомкнутом состоянии, что приводит к выходу датчика из строя.

Цель изобретения повышение надежности защиты от несанкционированного контакта различных объектов путем увеличения чувствительности датчика и обеспечения ее регулировки в процессе работы.

Для решения этой задачи в датчике охранной сигнализации объекта, содеpжащем магнит и выполненном на герконе с замкнутыми контакт-деталями, вваренными с противоположных концов баллона, с областью контактирования, образованной перекрытием контакт-деталей внахлест, магнит расположен подвижно относительно геркона на расстоянии, определяемом выражением: X_cp < X₁ < X_отп, где Х_cp. радиус зоны срабатывания геркона; X₁ расстояние от центра магнита до области контактирования контакт-деталей; X_отп. радиус зоны отпускания магнита.

На фиг. 1 представлена конструкция датчика; на фиг.2 график зависимости силы контактного давления Р_к от расстояния между центром магнита О и областью контактирования контакт-деталей.

Основой конструкции заявляемого датчика охранной сигнализации объекта (фиг. 1) является геркон, имеющий две контакт-детали 1 и 2, вваренные с противоположных торцов стеклянного баллона 3.

Область контактирования 4 образована перекрытием контакт-деталей внахлест.

Геркон жестко фиксирован в корпусе датчика 5, представляющем собой прямоугольный параллелепипед, одна из граней которого является установочной.

Датчик снабжен постоянным стержневым магнитом 6, ориентированным параллельно продольной оси У геркона и расположенным на расстоянии X₁, удовлетворяющем выражению: X_cp. < X₁ < X_отп, где X_cp. радиус зоны 7 срабатывания геркона; X₁ расстояние от центра магнита до области контактирования контакт-деталей; X_отп радиус зоны 8 отпускания магнита.

Магнит имеет возможность перемещения вдоль оси Х₁, т.е. перпендикулярно продольной оси Y геркона.

Для работы корпус 5 жестко фиксируется установочной гранью на поверхности неподвижной части защищаемого объекта (например, на дверной коробке). Магнит 6 крепится к подвижной части защищаемого объекта (например, к дверному полотну). Магнит может быть помещен в корпус (на чертежах не показан).

При этом взаимная ориентация геркона и магнита соответствует фиг.1.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При разовом воздействии на защищаемый объект в нем возбуждаются свободные затухающие колебания. Колебания передаются через корпус датчика 5, баллон геркона 3 на замкнутые контакт-детали 1 и 2.

При уровнях ускорений, превышающих порог виброустойчивости, происходит серия размыканий и срабатывание выходной цепи охранной сигнализации.

При перемещении магнита 6 вдоль оси Х с изменением расстояния между герконом и магнитом изменяется сила контактного давления.

Заявителем было установлено, что эта зависимость описывается кривыми 1 и 2 на фиг.2. При приближении магнита 6 к геркону на контакт-детали 1 и 2 начинает действовать сила магнитного поля, возрастающая по мере перестройки доменной структуры материала контакт-деталей, связанной с дальнейшим приближением магнита. При приближении магнита на расстояние Х_cp. происходит замыкание контакт-деталей 1 и 2. При этом величина установившейся силы контактного давления равна превышению силы, действующей на контакт-детали в магнитном поле, над силой упругости контакт-деталей. Если после замыкания контакт-деталей продолжать увеличение магнитного потока путем дальнейшего приближения магнита, то сила контактного давления растет незначительно ввиду окончания процесса перестройки доменной структуры.

Зависимость величины силы контактного давления от расстояния между герконом и магнитом при их сближении описывается кривой II. При удалении магнита от геркона картина иная. В этом случае плавное снижение магнитного потока приводит к постепенному изменению доменной структуры и уменьшению силы контактного давления до нуля, после чего при Х₁ X_отп контакт-детали размыкаются. Зависимость силы контактного давления от расстояния между герконом и магнитом в этом случае описывается кривой I.

Для приведения датчика в рабочее состояние необходимо снова сблизить геркон и магнит до расстояния Х₁ X_cp., контакт-детали замкнутся, и датчик готов к работе. Изменяя рабочее расстояние Х₁ между герконом и магнитом, можно менять величину контактного давления (фиг.2), регулируя тем самым чувствительность датчика.

Из анализа кривых I и II следует, что расстояние от магнита до геркона наиболее предпочтительно выбирать в диапазоне между радиусами срабатывания и отпускания. В этом диапазоне крутизна зависимости силы контактного давления от расстояния от геркона до магнита позволяет эффективно управлять величиной силы контактного давления положением магнита. Исследования, проведенные заявителем, показали, что датчики обладают достаточно стабильным значением контактного давления при длительных вибрационных воздействиях различной интенсивности. Кроме того, при обнаружении ухода значения силы контактного давления в процессе работы можно восстановить ее номинальное значение путем регулировки расстояния Х₁ между магнитом и герконом.

Следует отметить, что управление величиной силы контактного давления можно осуществлять, перемещая магнит в любом направлении относительно геркона, например, под углом к продольной оси геркона или параллельно ей. Предлагаемый датчик охранной сигнализации был изготовлен и испытан. Контакт-детали были изготовлены из проволоки 52Н-ВИ-0,6 ТУ 14-1-4602-89 диаметром 0,6 мм. Протяженность перекрытия внахлест 0,7 мм, длина баллона 20 мм; диаметр 3,0 мм; толщина стекла 0,5 мм. Постоянный магнит размерами 7х7х36 мм изготавливался методом прессования из магнитного твердого феррита 18 БА 220 ГОСТ 24063-80. Корпуса геркона и магнита изготовлены литьем из полистирола УПМ-0612Л. Расстояние между корпусами геркона и магнита 15,0 мм. Сила контактного давления в этом случае составляла 2,8 г. Х_cp. 13,0 мм, X_отп 30,0 мм.

Датчик был установлен на дверцу водителя автомобиля Москвич-412. При этом магнит устанавливается на дверцу, а геркон был закреплен на стойке корпуса. При воздействии в области дверного замка металлическим предметом с силой около 300 г происходило 100%-ное срабатывание датчика. Это эквивалентно незначительному удару отмычкой или другим инструментом при неосторожном движении рукой во время нелегальной попытки открыть дверцу автомобиля. В случае, если датчик не сработает при открывании замка от вибрации, то при открывании двери увеличивается расстояние между герконом и магнитом. При достижении расстояния порядка 30 мм геркон размыкается и охранная сигнализация срабатывает.

Если при закрытой дверце разместить геркон и магнит на большем расстоянии, например 20 мм, то величина контактного давления снижается до 1,8 г и, соответственно, увеличивается чувствительность датчика. В этом случае порог срабатывания уменьшается до 150 г.

Две партии датчиков с контактным давлением в пределах 0,5-2,5 г были подвергнуты испытаниям на вибростенде с ускорением до 100 g. Датчики первой партии представляли собой заявляемую конструкцию, где необходимая величина контактного давления между контакт-деталями геркона задавалась постоянным магнитом. В датчиках второй партии применялись нормально-замкнутые герконы, контактное давление между контакт-деталями которых задавалось подпружиниванием при заварке.

После испытаний было установлено, что более 80% герконов второй партии оказались нормально-разомкнутыми и непригодными для дальнейшего использования. В первой партии после испытаний была проведена корректировка положения магнита относительно геркона, в результате чего были восстановлены значения контактного давления, которые были у герконов до испытания, обеспечивая тем самым 100%-ную годность герконов после испытаний для последующего использования в датчиках.

Таким образом, предлагаемый датчик отличает высокая виброустойчивость и регулируемая чувствительность.

Формула изобретения

Датчик охранной сигнализации объекта, содержащий магнит и выполненный на герконе с замкнутыми контакт-деталями, вваренными с противоположных торцов баллона, с областью контактирования, образованной перекрытием контакт-деталей внахлест, отличающийся тем, что магнит расположен подвижно относительно геркона на расстоянии, определяемом выражением
Х_ср. < Х₁ < Х_отп.,
где Х_ср. радиус зоны срабатывания геркона;
Х₁ расстояние от центра магнита до области контактирования контакт-деталей;
Х_отп. радиус зоны отпускания магнита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2