Устройство для охраны водных рубежей


 


Владельцы патента RU 2568781:

Старожук Евгений Андреевич (RU)

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для защиты водозаборных сооружений потенциально опасных объектов, в рыбной промышленности - для защиты водозаборных сооружений от проникновения биологических объектов к предприятиям энергетического, химико-технологического. Технический результат изобретения состоит в снижении чувствительности к помехам, вызванным природными факторами. Технический результат достигается тем, что в устройстве для охраны водных рубежей под водой вдоль охраняемого рубежа установлены ненаправленные электроакустические излучатели, равноудаленные от каждого из грузов отрезков пьезоэлектрического кабеля, синфазно включенные по отдельной линии связи с генератором напряжения килогерцового диапазона частот, причем все соединения герметизированы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для защиты от проникновения на охраняемые объекты со стороны водных акваторий, в частности на предприятиях 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.

Известно устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное заграждение, выполненное в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа и закрепленного на вертикальных опорах, на котором 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. Недостатком устройства является низкая чувствительность (обнаружение лишь при непосредственном воздействии на устройство) и кратковременность акта обнаружения. Возможны и ложные тревоги при соприкосновении с устройствами механического воздействия, например, затопленными предметами.

Известно устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное 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, выполненный в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположных концов, в точках крепления коаксиального радиочастотного кабеля к тросу, отрезки пьезоэлектрического кабеля соединены с 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 радиочастотного кабеля, а второй полюс источника питающего напряжения соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля. Патент Российской Федерации №2375755, МПК: G08B 23/00, G01S 15/04, 2009 г. Прототип.

Прототип чувствителен к воздействию помех, возбуждаемых в отрезках пьезоэлектрического кабеля природным фактором - перемещением относительно отрезков водных масс, вызванных действием ветра или приливно-отливными явлениями, что приводит к генерации сигналов ложной тревоги или даже пропуску нарушителя. Напряжение помех, возбуждаемых природным фактором, и ширина его спектра частот зависит от скорости перемещения водных масс относительно отрезков пьезоэлектрического кабеля.

Технический результат изобретения состоит в снижении чувствительности к помехам, вызванным природными факторами.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для охраны водных рубежей, содержащем сигнальное 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, чувствительный элемент, выполненный в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположных концов в точках крепления коаксиального радиочастотного кабеля к тросу и соединенных с 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 радиочастотного кабеля, а второй полюс источника питающего напряжения соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля, под водой вдоль охраняемого рубежа установлены ненаправленные электроакустические излучатели, равноудаленные от каждого из грузов отрезков пьезоэлектрического кабеля, синфазно включенные по отдельной линии связи с генератором напряжения килогерцового диапазона частот, причем все соединения герметизированы.

Сущность изобретения 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, 11 - нагрузочный резистор, 12 - источник питающего напряжения, 13 - ненаправленные электроакустические излучатели, 14 - генератор напряжения килогерцового диапазона частот, 15 - отдельная линия связи.

Коаксиальный радиочастотный кабель 7 закреплен на распорках 8 и соединен через разделительный конденсатор 9 с входом формирователя сигнала тревоги 10, а через нагрузочный резистор 11 с выходом источника напряжения питания 12 всех согласующих устройств 6, причем второй полюс источника напряжения питания Еп соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля 7.

Устройство работает следующим образом.

Перемещение подводного объекта - потенциального нарушителя охраняемого рубежа в водной среде 4, возбуждает акустическую волну, распространяющуюся, в том числе, и в направлении охраняемого рубежа. 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. 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, или звуковые элементы.

Ненаправленные электроакустические излучатели 13 создают акустическое поле в области расположения всех отрезков 5 пьезоэлектрического кабеля 3, достаточное для получения на их выходах напряжений с частотой, генерируемой генератором напряжения 14 килогерцового диапазона частот, и с уровнем, намного превышающим напряжение помехи, вызванной природным фактором.

Проникновение нарушителя в контролируемую область искажает за счет отражения, поглощения и рассеяния акустических волн акустическое поле в области расположения отрезков 5 пьезоэлектрического кабеля 3.

На нагрузочном резисторе 11 происходит суммирование признаков перемещения нарушителя как функции изменения уровня суммарного сигнала килогерцового диапазона частот, т.е. амплитудной модуляции этого сигнала и обеспечивается требуемое превышение им при поступлении на вход формирователя сигнала тревоги 10 уровня помех, вызванных природным фактором.

Механизмы перемещения позволяют установить ненаправленные электроакустические излучатели 13 на одинаковых расстояниях от каждого из грузов 5 отрезков пьезоэлектрического кабеля 3. Этим снижается уровень помех, возникающих при неравномерном распределении в плоскости ненаправленных электроакустических излучателей 13.

Ненаправленные электроакустические излучатели 13 создают акустическое поле в области расположения всех отрезков 5 пьезоэлектрического кабеля 3, достаточное для получения на их выходах напряжений с частотой, генерируемой генератором напряжения 14 килогерцового диапазона частот, и с уровнем, намного превышающим напряжение помехи, вызванной природным фактором.

Частота напряжения, развиваемая генератором напряжения 14 килогерцового диапазона частот, выбрана из условия минимально допустимого поглощения создаваемого ненаправленными электроакустическими излучателями 13 акустического поля в водной среде и соразмерности излучаемых длин волн с линейными размерами нарушителя. Уровни выходного напряжения всех отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 зависят от перемещения нарушителя как за счет отражения волн, так и за счет их поглощения. Реально частота может быть ограничена пределом в 1 кГц, т.е. возбуждение ненаправленных излучателей должно быть относительно низкочастотным.

Высокая чувствительность и помехозащищенность устройства позволяет увеличить расстояние между соседними отрезками пьезоэлектрического кабеля 3 по сравнению с прототипом, т.к. уровень развиваемого в них под действием акустического поля напряжения сигнала может превышать на 6-10 дБ уровень напряжения помех, вызванных природным фактором.

Устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное 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, чувствительный элемент, выполненный в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля с грузами на одном конце, подвешенных с противоположных концов в точках крепления коаксиального радиочастотного кабеля к тросу и соединенных с 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 радиочастотного кабеля, а второй полюс источника питающего напряжения соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля, отличающееся тем, что под водой вдоль охраняемого рубежа установлены ненаправленные электроакустические излучатели, равноудаленные от каждого из грузов отрезков пьезоэлектрического кабеля, синфазно включенные по отдельной линии связи с генератором напряжения килогерцового диапазона частот, причем все соединения герметизированы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для охраны протяженных рубежей. Технический результат - повышение помехоустойчивости и надежности, полная визуальная маскируемость и масштабируемость.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, людей, попавших под завал, при условии наличия электронного часового устройства.

Изобретение относится к системам сигнализации вторжения и автосигнализации. .

Изобретение относится к сигнальным устройствам для защиты автомобиля от краж и взлома. .

Изобретение относится к акустическим сигнальным устройствам. .

Изобретение относится к области технических средств охраны и может быть использовано для обнаружения движущихся нарушителей по их сейсмическим сигналам при охране территорий и подступов к различным объектам.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при защите замкнутых пространств. .

Изобретение относится к охранной технике и может использоваться при создании средств скрытного наблюдения за движением людей на границе и в пределах охраняемых территорий.

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для охраны участков местности и подступов к объектам. .

Управление состоянием устройства осуществляется путем обнаружения (403) присутствия пользователя; изменения состояния устройства на первое состояние (405), если присутствие пользователя обнаружено в пределах первой заданной зоны; изменения состояния устройства на второе состояние (407), если присутствие пользователя обнаружено за пределами второй заданной зоны, причем первая заданная зона меньше второй заданной зоны и полностью содержится во второй заданной зоне; и поддержания (407) текущего состояния устройства, если присутствие пользователя обнаружено за пределами первой заданной зоны и в пределах второй заданной зоны.

Предлагаемое изобретение относится к технике обнаружения цели под водой, а именно к устройствам активной физической защиты периметров объектов и может быть использовано для охраны периметров подводной части акваторий от несанкционированного проникновения на охраняемый объект движущихся подводных объектов.

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к устройствам обнаружения шумовых гидроакустических сигналов в виде дискретных составляющих (ДС) на фоне аддитивной помехи.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем классификации объектов, обнаруженных гидролокаторами ближнего действия.

Способ заключается в сужении прилегающей ко всем водоподводящим каналам части водоема-охладителя 4 путем перегораживания его части искусственной дамбой. Способ включает создание первого 28 рубежа безопасности и первой физической защиты 36 от проникновения биологических подводных объектов (БПО) и средств их доставки, первой очистки оборотной технической воды 37 от механических (МПР) и биологических (БПР) примесей, первой защиты рыб, в том числе ее молоди, первого охлаждения оборотной технической воды.

Использование: относится к области пассивной локации, в частности гидролокации. Сущность: в способе определения местоположения объектов в пассивной системе мониторинга осуществляют приём сигналов аппаратурой разнесенных позиций, пространственную селекцию по принятым сигналам в каждой из приемных позиций, некогерентное накопление по времени каждого из результатов пространственной селекции, принятие решения об обнаружении отметок целей по результатам накопления по времени и формирование по результатам обнаружения пеленгационных линий положения в не менее чем двух позициях, определение расстояний между каждой из не менее чем двух приемных позиций системы и точками пересечения пеленгационных линий положения, сформированных в этих позициях, измерение уровней принимаемых этими позициями сигналов по тем результатам некогерентного накопления по времени, по которым обнаружены отметки, пересчет каждого из этих уровней к точкам пересечения пеленгационных линий положения, соответствующих указанным отметкам, формирование функций разности результатов пересчета уровней сигналов от каждой из указанных приемных позиций к одной и той же точке пересечения этих линий положения для этих точек и определение координат целей как координат тех точек пересечения пеленгационных линий положения, для которых функции разности результатов пересчета уровней сигналов будут больше порога.

Изобретение используется для защиты подводных конструкций и оборудования от их биологического обрастания. На выходе из отводного канала формируют и излучают энергетические, информационные, высокоградиентные и биорезонансные сигналы, которые воздействуют на рыб и изменяют их поведенческие характеристики.

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для обнаружения, определения местонахождения и классификации подводных лодок и надводных кораблей, может выбрасываться в море самолетом и "за борт" с кораблей.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов, применительно к гидролокационным станциям ближнего действия.

Изобретение относится к области гидроакустики и производит обнаружение локального объекта в условиях наличия распределенных помех различного происхождения. .

Изобретение относится к лазерно-акустической системе обнаружения подводных объектов. Указанная система содержит расположенный над поверхностью водоема источник акустических сигналов в виде лазера, гидрофон и установленный над водной поверхностью вычислительный блок, соединенный с выходом приемного гидрофона. Источником акустических сигналов является импульсный газоразрядный СO2 лазер, длина волны излучения которого обеспечивает создание поверхностного импульса давления. Приемный гидрофон выполнен широкополосным. Вычислительный блок содержит последовательно соединенные с выходом приемного гидрофона модуль сегментации, модуль памяти, коммутатор, модуль сравнения и модуль принятия решения(классификации). Технический результат заключается в обеспечении возможности по изменению сегментов эхосигналов в сравнении с калиброванными сигналами обнаруживать и классифицировать различные подводные объекты в контролируемом водоеме. 1 ил.
Наверх