Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника



Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника
Устройство и способ обнаружения возмущения металлического проводника

 


Владельцы патента RU 2613774:

КРЕЗАТЕК ЛИМИТЭД (GB)

Способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34) содержит операции получения цепи (12) датчика индуктивности, механически и электрически связанной с металлическим проводником (34) с отслеживаемой величиной индуктивности, настройки цепи (12) датчика индуктивности, основанной на электромагнитном поле, приложенном извне к металлическому проводнику (34), и на вырабатываемом внутренним образом колебании цепи, и вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи (12) датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника (34) при добавлении или удалении по меньшей мере части металлического проводника (34). Также предложено устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника в соответствии с таким способом, причем устройство (10) содержит цепь (12) датчика индуктивности, выполненную с возможностью настройки амплитуды и/или частоты, и цепь (16) аварийной сигнализации для вывода сигнала аварийной сигнализации на основании выходного сигнала цепи (12) датчика индуктивности.

6 н. и 25 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройству обнаружения возмущения металлического проводника и к способу обнаружения возмущения в металлическом проводнике или вблизи него.

Вследствие быстро возрастающей стоимости металлов количество случаев искажения и/или удаления металлических проводников, например, из меди или алюминия, в металлических инфраструктурах, таких как телекоммуникационные объекты и транспортные объекты, в последние годы постоянно возрастает, вследствие чего стало проблемой мирового масштаба.

Кроме того, предпочтительно обеспечение возможности отслеживания естественной деградации металлических проводников вследствие коррозии или случайно причиненных повреждений.

В борьбе с широко распространенным воровством таких металлических проводников был предложен ряд технических решений. Эти технические решения можно обычно разделить на три категории: предотвращение доступа воров или неуполномоченных лиц на объект или к объекту; обнаружение воров или неуполномоченных лиц при их нахождении на объекте; и задержание воров или «скупщиков краденого», получающих незаконно снятые материалы после акта кражи.

Предотвращение доступа обычно включает использование защитного ограждения, включая электрическое ограждение, но такой подход не показал себя эффективным для предотвращения доступа решительных воров.

При обнаружении в основном используют установленную «традиционную» технологию безопасности, предназначенную для обнаружения воров при их нахождении на объекте. При этом преимущественно используют систему охранного видеонаблюдения с мониторами, датчики движения и звуковые датчики. Система охранного видеонаблюдения с мониторами, следящими за объектом, способна заметить воров на объекте, но не способна подтвердить что было украдено. Кроме того, такая система все еще чрезвычайно дорога для большинства объектов. Такие устройства, как датчики движения и звуковые датчики склонны к ложным срабатываниям на таких объектах, вследствие, например, проходящих через объект животных, что увеличивает эксплуатационные затраты и приводит к неудобствам.

Третий подход должен гарантировать задержание воров или скупщиков после акта кражи. Отметим наиболее известные способы и технологии в этой области: технология RTM SmartWater, обеспечивающая невидимое отслеживание украденных материалов и доказавшая свою высокую эффективность при обнаружении перепродажи украденных материалов; выполнение печати идентификации владельца на обшивке/кожухе, что представляет собой фактор сдерживания, но в качестве обычной практики такая печать может быть выжжена; и капсула «Land Mines», содержащая видимый и/или невидимый краситель и выполняющая взрыв после ее возмущения при нахождении воров в запрещенных зонах. Это последнее техническое решение представляет собой новый подход, способный содействовать при выявлении воров.

Настоящее изобретение попадает в категорию обнаружения, стремясь, тем самым, предотвратить или ограничить удаление и/или повреждение металлических проводников, и тем самым увеличить безопасность и уменьшить время эксплуатационного простоя.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике, который включает операции обеспечения цепи датчика индуктивности, механически и электрически связанной с металлическим проводником с отслеживаемой величиной индуктивности, настройки цепи датчика индуктивности, основанной на электромагнитном поле, приложенном извне к металлическому проводнику, и на вырабатываемом внутренним образом колебании цепи, и вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника при добавлении или удалении, по меньшей мере, части металлического проводника.

Предпочтительные и/или дополнительные признаки первого аспекта настоящего изобретения сформулированы в пунктах 2-15 формулы изобретения включительно.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устройство обнаружения возмущения металлического проводника для способа обнаружения возмущения в металлическом проводнике, которое содержит цепь датчика индуктивности, выполненную с возможностью настройки амплитуды и/или частоты, которая механически и электрически связана с металлическим проводником, и цепь аварийной сигнализации для вывода сигнала аварийной сигнализации на основании выходного сигнала цепи датчика индуктивности при добавлении или удалении, по меньшей мере, части металлического проводника.

Предпочтительные и/или дополнительные признаки второго аспекта настоящего изобретения сформулированы в пунктах 17-27 формулы изобретения включительно.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложено устройство обнаружения возмущения металлического проводника, предназначенное для обнаружения возмущения в металлическом проводнике, причем устройство содержит цепь датчика индуктивности, включающую трансформатор, имеющий первую и вторую первичные обмотки и вторичную обмотку, и настраиваемый генератор колебаний, электрически связанный с первой первичной обмоткой трансформатора, причем вторая первичная обмотка механически и электрически связана с металлической инфраструктурой, а вторичная обмотка выполнена с возможностью вывода настроенного выходного сигнала на основании первого состояния металлической инфраструктуры, и расстроенного выходного сигнала на основании второго состояния металлической инфраструктуры, вызванного добавлением или удалением, по меньшей мере, части металлического проводника.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предложено устройство обнаружения возмущения металлического проводника, механически и электрически связанное с металлической инфраструктурой, причем устройство содержит цепь датчика индуктивности, содержащую трансформатор, имеющий первую и вторую первичные обмотки и вторичную обмотку, и настраиваемый генератор колебаний, электрически связанный с первой первичной обмоткой трансформатора, причем вторая первичная обмотка механически и электрически связана с металлической инфраструктурой, а вторичная обмотка выполнена с возможностью вывода настроенного выходного сигнала на основании неискаженного состояния металлической инфраструктуры, и расстроенного выходного сигнала на основании искаженного состояния металлической инфраструктуры.

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предложен способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике, причем способ включает операции обеспечения цепи датчика индуктивности, электрически связанной с металлическим проводником с отслеживаемой величиной индуктивности, настройки цепи датчика индуктивности, основанной на электромагнитном поле, приложенном извне к металлическому проводнику, и на вырабатываемом внутренним образом колебании цепи, и вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника при добавлении или удалении, по меньшей мере, части металлического проводника.

Согласно шестому аспекту настоящего изобретения предложен способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике, который включает операции обеспечения цепи датчика индуктивности, механически и электрически связанной с металлическим проводником с отслеживаемой величиной индуктивности, настройки цепи датчика индуктивности посредством использования генератора колебаний, прилагающего электромагнитное поле к металлическому проводнику, и вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника при добавлении или удалении, по меньшей мере, части металлического проводника.

Некоторые примеры настоящего изобретения теперь будут описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1a показывает принципиальную схему первого варианта реализации устройства обнаружения возмущения металлического проводника в соответствии со вторым аспектом изобретения, на которой для ясности показаны модули цепи;

фиг. 1b показывает принципиальную схему по фиг. 1a с электрическими деталями, на которые ссылаются для ясности;

фиг. 2 показывает принципиальную схему, иллюстрирующую электрическое представление металлического проводника, подлежащего контролю устройством обнаружения возмущения металлического проводника по фиг. 1a и 1b;

фиг. 3 показывает блок-схему первого варианта соединения между устройством обнаружения возмущения металлического проводника и металлической инфраструктурой, содержащей по меньшей мере один металлический проводник, в соответствии с первым аспектом изобретения;

фиг. 4 показывает блок-схему второго упрощенного варианта соединения между устройством обнаружения возмущения металлического проводника и металлической инфраструктурой, содержащей по меньшей мере один металлический проводник, в соответствии с первым аспектом изобретения;

фиг. 5 показывает блок-схему третьего примера соединения между устройством обнаружения возмущения металлического проводника и металлической инфраструктурой, содержащей по меньшей мере один металлический проводник, в котором между устройством и проводником необходимо только одно соединение, снова в соответствии с первым аспектом изобретения;

фиг. 6 показывают второй вариант реализации устройства обнаружения возмущения металлического проводника в соответствии со вторым аспектом изобретения;

фиг. 7 показывает третий вариант реализации устройства обнаружения возмущения металлического проводника в соответствии со вторым аспектом изобретения; и

фиг. 8 показывает четвертый вариант реализации устройства обнаружения возмущения металлического проводника в соответствии со аспектами изобретения со второго по пятый.

На фиг. 1a и 1b настоящего изобретения показан первый вариант реализации устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника, содержащего цепь 12 датчика индуктивности, цепь 14 фильтра, присоединенную к выходу цепи 12 датчика индуктивности, и цепь 16 аварийной сигнализации, предназначенную для вывода сигнала аварийной сигнализации на основании выходного сигнала цепи 14 фильтра. Предпочтительно, чтобы устройство 10 содержало цепь 18 драйвера для управления цепью 12 датчика индуктивности, цепь 14 фильтра и/или цепь 16 аварийной сигнализации, и дополнительно или в соответствии с другим вариантом реализации изобретения цепь 20 регулировки напряжения.

Считывающий провод 22 проходит в цепь 12 датчика через кнопку мгновенного действия испытательного переключателя SW, размещенную на левой стороне цепи 12 датчика.

От переключателя диагностики вторичной обмотки соединение проведено к регулируемому конденсатору C1, образующему часть цепи 24 настройки из цепи 12 датчика. В настоящем варианте реализации изобретения регулируемый конденсатор C1 имеет значение емкости, составляющее от 9 до 180 пикофарад, и использован для регулировки или для соединения устройства 10 с металлическим проводником, являющимся частью металлической инфраструктуры 26, подлежащей контролю.

Если дополнительную устойчивость полагают желательной или необходимой для правильного функционирования цепи, резистор R1 с сопротивлением 2 Мом, размещенный между входом регулируемого конденсатора C1 и точкой (B-) устройства 10, может быть использован для шунтирования части приложенного извне сигнала на землю, ограничивая, тем самым, начальное усиление, которое будет иметь цепь датчика, и предотвращая ее насыщение.

Регулируемый конденсатор C1 присоединен к базе транзистора Q1, в этом случае представляющего собой транзистор типа n-p-n в режиме малого сигнала, который образует первую ступень цепи 28 усиления / колебаний из цепи 12 датчика.

Смещающий резистор R2 сопротивлением примерно 200 кОм присоединен между коллекторным контактом транзистора Q1 и базовым контактом для обеспечения необходимого смещения транзистора Q1.

Резистор R3 сопротивлением 5 кОм (между точкой (B+) и коллектором транзистора Q1) предназначен для регулировки напряжения в транзисторе Q1.

Может быть желательно, в зависимости от типа приложения, использовать шунт R4 сопротивлением примерно 100 кОм (от базового контакта транзистора Q1 к земле) для дополнительной стабилизации устройства 10 при его использовании в приложении, где риск перенасыщения базы первого указанного транзистора Q1 может стать существенным.

При использовании происходит смешивание поступающего сигнала заданной частоты и амплитуды с локальным колебанием, выработанным цепью 28 усиления / колебаний, содержащей транзистор Q1. Затем происходит подача сигнала через керамический конденсатор C2 с фиксированным значением емкости примерно 1,5 нФ на базовый контакт второго транзистора Q2, посредством которого происходит дополнительное усиление комбинированного сигнала тем же самым способом и при той же конфигурации, как и при использовании транзистора Q1.

Резистор R5 сопротивлением 50 кОм, подающий напряжение смещения от коллектора к базе, и резистор R6 сопротивлением 2,1 кОм между напряжением (B+) и коллекторным контактом предпочтительно использованы на транзисторе Q2.

Входной сигнал в этой точке усилен в достаточной степени цепью 28 усиления / колебаний и непосредственно введен в потенциометр P1 с сопротивлением 100 кОм, используемый как устройство регулировки выходного усиления. Потенциометр P1 сопротивлением 100 кОм присоединен к точке (B-) через резистор R7 с очень высоким значением сопротивления, которое в данном случае составляет 15 МОм, однако даже при весьма малом значении сопротивления, например 2 МОм, могут быть получены хорошие результаты.

Подвижный контакт потенциометра P1 с сопротивлением 100 кОм соединен с анодом первого светодиода, обозначенного как LED1, для реализации одной формы визуальной индикации эксплуатационного состояния устройства 10. Катодный контакт светодиода LED1 присоединен к регулируемому полосовому фильтру 30 из цепи 14 фильтра, который подсоединен параллельно с выходом указанного светодиода LED1 и точкой B-.

Цепь 14 фильтра, имеющая связь с выходом цепи 28 усиления / колебания, в этом случае представляет собой катушку 32 с индуктивностью 100 мкГ, подсоединенную последовательно с резистором R8 сопротивлением 5,3 кОм к точке B-. Регулируемый конденсатор C2 с емкостью 0,3 нФ подсоединен параллельно с катушкой 32 и резистором R8. Полосовой фильтр 30 из цепи 14 фильтра может, таким образом, быть настроен посредством изменения емкости относительно индуктивности катушки, если для конкретного приложения желательно изменить характеристики полосового фильтра 30.

Дополнительный катод также присоединен к контакту базы управляющего транзистора Q3, образующего часть цепи 18 драйвера из устройства 10. Цепь 18 драйвера использована для регулировки эксплуатационного состояния оптико-электронных реле O1, выходной сигнал которого подают к цепи 16 аварийной сигнализации.

В нормальном рабочем состоянии управляющий транзистор Q3 находится в состоянии «половинного включения», в идеале примерно на полпути между состоянием полного включения и состоянием полного выключения, реализуя, тем самым, нулевое состояние. Для достижения желательной настройки второй светодиод, обозначаемый как LED2, использован как визуальный индикатор для целей настройки.

Посредством настройки регулируемого конденсатора C1 цепи 24 настройки, потенциометра P1 усиления с сопротивлением 100 кОм цепи 14 фильтра и напряжения B+ посредством цепи 20 стабилизации напряжения достижима правильная настройка устройства 10 и устройство 10 может быть переведено в чувствительное состояние.

Положительное напряжение B+, питающее устройство 10, предпочтительно может быть отрегулировано потенциометром P2 сопротивлением 1 кОм, соединенным последовательно с источником напряжения B+ и цепью 28 усиления/колебаний устройства 10. На практике этот потенциометр P2 обычно отрегулирован до некоторого идеального или оптимального значения и позднее будет требовать лишь небольшой объем дополнительной регулировки или вовсе ее не требовать в полевых условиях, причем основные средства регулировки устройства 10 в настроенное состояние будут выполнены посредством регулировок конденсатора C1 переменной емкости цепи 24 настройки и выходного усиления потенциометра P1 с сопротивлением 100 кОм из цепи 14 фильтра.

Для предотвращения повреждения светодиода LED2 предусмотрен резистор R9 сопротивлением 800 Ом, соединенный последовательно с анодом светодиода LED2 для ограничения потенциально разрушительного тока. В этой ситуации оптоизолятор O1 смещен во включенное состояние, причем напряжение смещения проходит через дополнительный транзистор Q4 для управления оптореле OR1, OR2, предусмотренными в цепи 16 аварийной сигнализации.

Со ссылками на фиг. 2 будет рассмотрено электрическое представление металлического проводника 34, образующего часть металлической инфраструктуры 26, например, телекоммуникационной вышки или телекоммуникационного объекта, коммунального объекта, например, электрической подстанции, и/или транспортного объекта, например, объекта железнодорожной сигнализации, и рассмотрено, как цепь 24 настройки из цепи 12 датчика присоединена к этому проводнику.

В этом случае металлический проводник 34 заземлен таким образом, как может быть найдено в сетке заземления. Контролируемый металлический проводник 34, например, выполненный из меди и обычно определенной длины, обладает определенной естественной индуктивностью, а также естественной емкостью при размещении проводника 34 или немного выше земли или внутри земли. Поскольку металлический проводник 34 образует слой окисления вследствие контакта с воздухом и/или грунтом, небольшая емкость сформирована окисным слоем.

Металлический проводник 34 также обладает естественным сопротивлением в зависимости от длины упомянутого проводника 34. Это сопротивление может быть очень низким или может превышать 1 Ом или больше при большой длине проводника. В этом случае можно сказать, что вследствие присутствия индуктивности L, емкости C и сопротивления R, называемых ниже набором «LCR», структура будет иметь тенденцию к образованию настроенной цепи вследствие присутствия параметров LCR.

В земле существует множество паразитных токов, как естественного, так и искусственного происхождения, а также присутствуют низкочастотные и высокочастотные переменные токи, частота которых может попадать в низкочастотный радиодиапазон или радиочастотный спектр. Эти токи и напряжения индуцированы в металлической инфраструктуре 26 вследствие ее связи с землей. Известно, что такие напряжения и токи могут быть считаны с металлического проводника 34 или вольтметром или осциллографом, и будут давать показания и частоты и амплитуды. Эти токи и напряжения образуют часть средств, с помощью которых могут быть отслежены изменения при возмущении металлического проводника 34 из инфраструктуры 26 тем или иным способом.

Полная цепь устройства 10 также генерирует колебание, которое может быть измерено на заземленной инфраструктуре 26, и которое в настоящем изобретении скомбинировано с сигналами, уже существующими в подлежащем контролю металлическом проводнике 34 или на нем, с целью обнаружения присутствия любых изменений.

При возмущении металлического проводника 34, например, вследствие удаления или повреждения его части, изменение значений напряжений и амплитуды на приложенных частотах получены устройством 10, что приводит к реализации условия аварийной сигнализации. Также следует иметь ввиду, что изменения значений напряжения и амплитуды приложенных извне частот, или другими словами, характеристик электропроводности контролируемого металлического проводника 34 могут также возникать вследствие естественной коррозии и/или пребывания тела в непосредственной близости к металлическому проводнику 34. В этом случае также возникает состояние аварийной сигнализации.

На фиг. 3 показан первый пример устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника, выполненного с возможностью слежения за заземленным металлическим проводником 34 из контролируемой инфраструктуры 26. Вход цепи 24 настройки из устройства 10 механически присоединен через электрический считывающий провод, соединительный проводник или кабель 22 к одной части сетки заземления, которая в этом примере показана как соединение с зажимом 38 заземления из входной коробки 40 электропитания, служащей в качестве основной единственной точки заземления объекта.

От источника 42 электропитания, в этом случае выполненного в виде комплекта батарей, подающего электропитание на устройство 10 и, возможно, на другие электронные элементы объекта, дополнительный провод 44 часто проводят для заземления источника 42 электропитания. Это может быть заземлением с положительным полюсом, как показано на фиг. 3, или заземлением с отрицательным полюсом, как показано на фиг. 4.

В некоторых вариантах использования настоящего изобретения второе соединение с комплектом батарей или с другим источником 42 электропитания и с устройством 10 также использовано как второй путь считывания, предназначенный для контроля изменений внутри другого металлического проводника 34 из контролируемой инфраструктуры 26 или вблизи его.

Электрическая шина или основная шина 46 заземления образуют часть контролируемой инфраструктуры 26 и электрически связаны с металлическим проводником или проводниками 34. Различные структуры имеют потенциал заземления, взаимно соединены и заземлены посредством основной шины 46 заземления. Обычно эти структуры соединены или связаны вместе и присоединены к основной шине 46 заземления посредством медного кабеля разумно большого диаметра или заглубленного в землю, или размещенного выше уровня земли. В некоторых вариантах использования дополнительная сеть заземления, удаленная от входной коробки 40 электропитания, присоединена к основной шине 46 заземления и к заземлению 38 ввода, образуя, тем самым, контур заземления. Обычно в таких сетях один контур 50 заземления или большее количество таких контуров имеют место внутри инфраструктуры 26, как показано на чертеже по фиг. 3. При искажении или удалении любой части инфраструктуры 26 будет иметь место соответствующее изменение, обычно, амплитуды и/или индуктивности приложенного извне сигнала внутри инфраструктуры 26 и, как уже упомянуто, это изменение вызывает возникновение состояния аварийной сигнализации в устройстве 10.

На фиг. 4 показан второй вариант подсоединения устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника к контролируемой инфраструктуре 26, содержащей один металлический проводник 34 или большее количество таких проводников. Расположение на фиг. 4 представляет собой упрощенный вариант расположения по фиг. 3, в котором опущены описанные ранее дополнительные сети заземления. Вход цепи 24 настройки механически соединен посредством электрического считывающего кабеля, провода или соединительного проводника 22 со щитом распределения электропитания или с другим входным блоком 40 электропитания. Предпочтительно, чтобы источник 42 электропитания был, как и раньше, заземлен на электрическую шину или основную шину 46 заземления. Следовательно, устройство работает почти так же, как в первом варианте выше.

На фиг. 5 показан третий вариант подсоединения устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника к контролируемой инфраструктуре 26, содержащей один металлический проводник 34 или большее количество таких проводников. Схема соединений в этом варианте отлична от схем в двух предшествующих вариантах. В этом случае, комплект батарей или источник 42 электропитания могут быть независимыми или «плавающими» относительно металлической инфраструктуры 26. Как таковое, необходимо лишь одно присоединение через цепь 24 настройки к контролируемой инфраструктуре 26. Таким образом, при правильной регулировке устройства 10 оно способно обнаруживать изменения внутри указанной инфраструктуры 26 при использовании только одного соединения, выполненного к устройству 10.

Теперь, со ссылками на фиг. 6, будет описан второй вариант реализации устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника. Одинаковые позиционные обозначения имеют отношение к частям, которые подобны или идентичны частям из первого варианта реализации, и, следовательно, их дальнейшее подробное описание будет опущено. Часть цепи 18 драйвера от оптоизолятора O1 и цепь 16 аварийной сигнализации опущены для простоты ссылок, поскольку они совпадают или по существу совпадают с цепями на фиг. 1a и 1b. Устройство 10 содержит, как прежде, цепь 12 датчика, цепь 14 фильтра, цепь 20 стабилизации напряжения, цепь 18 драйвера и цепь 16 аварийной сигнализации. Цепь 12 датчика содержит цепь 24 настройки и модифицированную цепь 28 усиления/колебаний. Основное различие состоит в модифицированной цепи 12 датчика.

В этом варианте реализации настоящего изобретения цепь 12 датчика была приспособлена с возможностью содержания считывающей токосъемной катушки 52 на входе к цепи 24 настройки. Токосъемная катушка 52 присоединена между входом регулируемого конденсатора C1 и точкой B- через второй конденсатор C3 с малой емкостью порядка нано- или пикофарад. Этот беспроводной соединитель обеспечивает возможность использования устройства 10 в окружающей среде, где прямое механическое подсоединение к контролируемой инфраструктуре 26 полагают или опасным или иным образом нежелательным, например, при ее электропитании переменным током или постоянным током, или при использовании ею сигнала другого типа. При наличии таких ограничений было обнаружено, что использование токосъемной катушки 52 в конфигурации, показанной на фиг. 6, дает очень хорошие результаты.

Может оказаться выгодным использовать до некоторой степени электрическую экранировку для предотвращения или ограничения насыщения цепей устройства 10 паразитными радиопомехами.

Теперь, со ссылками на фиг. 7, будет описан третий вариант реализации устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника. Снова, одинаковые позиционные обозначения имеют отношение к частям, которые подобны или идентичны частям из первого и второго вариантов реализации, и, следовательно, их дальнейшее подробное описание будет опущено. Как и на фиг. 6, часть цепи 18 драйвера от оптоизолятора O1 и цепь 16 аварийной сигнализации опущены для ясности, поскольку они совпадают или по существу совпадают с цепями на фиг. 1a и 1b.

Устройство 10 из второго варианта реализации изобретения содержит, как и раньше, цепь 12 датчика, цепь 14 фильтра, цепь 20 стабилизации напряжения, цепь 18 драйвера и цепь 16 аварийной сигнализации. Цепь 12 датчика содержит цепь 24 настройки и дополнительно модифицированную цепь 28 усиления/колебаний. Основное различие снова состоит в дополнительно модифицированной цепи 12 датчика.

Дополнительно модифицированная цепь 12 датчика содержит считывающую токосъемную катушку 52 на входе к цепи 24 настройки и катушку 54 обратной связи. Часть выходного сигнала цепи 14 фильтра направлена назад к входу цепи 24 настройки и заставляет индуктивно воздействовать на токосъемную катушку 52 способом, подобным регенеративной цепи обратной связи. Цепь 12 датчика, таким образом, выполнена чрезвычайно чувствительной к внешним радиочастотным сигналам.

Совершенно понятно, что могут быть использованы комбинации вышеупомянутых примеров и вариантов реализации изобретения.

При использовании предпочтительные примеры реализации устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника обеспечивают лишь одно соединение с цепью 24 настройки от внешней металлической инфраструктуры 26, а цепь 24 настройки использует регулируемый конденсатор C1 для содействия настройке.

Металлический проводник 34 из контролируемой инфраструктуры 26 обладает набором параметров RCL и может, таким образом, быть рассмотрен как настроенная или способная к настойке цепь.

Хотя в таких случаях металлический проводник 34 может быть заземлен тем или иным способом, тем не менее, он, как упомянуто выше, будет под влиянием окружающего радиочастотного поля и других форм электромагнитных полей, присутствующих и в атмосфере и в земле.

Электрическое колебание выработано внутренним образом внутри устройства 10 посредством обратной связи от выходного каскада цепи 14 фильтра назад к входному каскаду через шину B+ или соединительную линию.

Посредством регулировки цепи 14 фильтра и цепи 20 стабилизации напряжения, например, при использовании соответствующих потенциометров и цепи 24 настройки, например, при использовании регулируемого конденсатора, частота колебаний может быть отрегулирована до точки выполнения резонансного условия. Сначала происходит возбуждение устройства 10 и его регулировка до состояния, в котором устройство 10 близко к идеальному резонансному состоянию. При настройке регулируемого конденсатора C1 цепи 24 настройки происходит увеличение амплитуды от внешней цепи. В определенный момент эта амплитуда начинает воздействовать на свободное колебание цепи 12 датчика. Это происходит вследствие некоторой степени насыщения базы транзистора Q1 при увеличении амплитуды приложенного извне сигнала, достигающего транзистора Q1 через инфраструктуру 26 с переменными параметрами RCL. В некоторый момент это насыщение воздействует на собственную частоту цепи 12 датчика, в результате чего изменение частоты цепи 12 датчика заставляет считывание стать чрезвычайно чувствительным, что может быть рассмотрено как состояние, близкое к идеальному резонансу. При подаче слишком большой амплитуды от внешней инфраструктуры 26 в базу транзистора Q1 база станет перенасыщенной и переведет цепь 12 датчика в состояние полного насыщения, при котором подлежащие измерению изменения внутри внешней инфраструктуры 26 больше не могут быть обнаружены. Таким образом, важно, чтобы идеальная регулировка напряжения B+, хорошо выполняемая цепью 20 стабилизации напряжения, и степень связывания между цепью 28 усиления / колебаний и внешней инфраструктурой 26 поддерживались при оптимальных значениях с обеспечением сохранения идеальной чувствительности в любой момент.

Регулируемый полосовой фильтр 30 связан с выходом цепи 28 усиления / колебаний и отрегулирован с возможностью пропускания частот только из определенной полосы частот с ослаблением нежелательных частот.

При присоединении устройства 10 к контролируемой металлической инфраструктуре 26 устройство 10 должно быть настроено таким образом, что и электромагнитные поля, воздействующие на металлическую инфраструктуру 26 со стороны внешних источников, и выработанные внутренним образом колебания, созданные цепями устройства 10, были скомбинированы внутри устройства 10 с образованием выходной частоты, легко проходящей через полосовой фильтр 30.

Частота и амплитуда важны для правильной работы цепи по настоящему изобретению.

Амплитуда в основном управляема посредством настройки регулируемого конденсатора C1 цепи 24 настройки на входе устройства 10. Регулируемый конденсатор C1 регулирует величину сигнала, достигающего цепь 28 усиления/колебания от металлической инфраструктуры 26.

При настройке устройства 10 до желательного рабочего состояния, при котором выходной драйвер транзистора Q3 цепи 18 драйвера смещен к состоянию «включено» или «наполовину включено» таким образом, что не создано никакого условия аварийного сигнала, полагают, что устройство 10 находится в «Режиме ожидания».

При повреждении, удалении или возмущении части металлической инфраструктуры 26 таким образом, что происходит изменение значения индуктивности внутри инфраструктуры 26, это изменение воздействует и на резонансное состояние инфраструктуры 26 и также на амплитуду измеряемых электромагнитных полей, присутствующих внутри инфраструктуры 26.

С другой стороны, эти изменения будут воздействовать и на амплитуду и на выработанную внутренним образом частоту цепи 28 усиления / колебаний, изменяя, тем самым, выходной сигнал, поступающий в полосовой фильтр 30 цепи 14 фильтра.

Такие изменения могут или увеличить амплитуду и частоту или уменьшить их в зависимости от природы внешних изменений. Это, таким образом, изменяет уровень сигнала, проходящего от полосового фильтра 30 к управляющему транзистору Q3.

В зависимости от природы изменения обеспечена возможность прохождения большего или меньшего сигнала через полосовой фильтр 30. Цепь 18 драйвера переходит или в состояние с высоким уровнем или в состояние с низким уровнем в зависимости от природы происходящего изменения. При переходе цепи 18 драйвера в состояние с высоким уровнем, например, вследствие резкого увеличения амплитуды, большему сигналу обеспечена возможность прохождения через полосовой фильтр 30, что отмечено резким увеличением интенсивности светодиода LED2. Имеет место воздействие на регулировку нуля цепи 18 драйвера, и одно оптореле OR1, OR2 будет реагировать посредством перехода в состояние разомкнутой цепи. При переходе цепи 18 драйвера в состояние с низким уровнем вследствие резкого уменьшения амплитуды приложенного извне сигнала выходная частота из цепи 28 усиления/колебания выходит за пределы спектра полосового фильтра 30, и ограничение смещающего сигнала, достигающего базы транзистора Q3, заставляет транзистор Q3 или выполнить выключение или почти выполнить выключение и, следовательно, вызывает прерывание нулевого состояния. Другие оптореле OR1, OR2 будут реагировать посредством перехода в состояние разомкнутой цепи, и второе условие аварийной сигнализации будет, таким образом, выполнено. В любом случае при активации состояния аварийной сигнализации происходит возбуждение цепи 16 аварийной сигнализации для вывода сигнала аварийной сигнализации. Предпочтительно, чтобы цепь аварийной сигнализации содержала радиопередающее устройство для вывода сигнала аварийной сигнализации вне места эксплуатации.

Следует понимать, что оптореле OR1, OR2 могут быть выполнены таким образом, что в закрытое положение будет генерироваться в аварийной ситуации в зависимости от использования.

В обычной заземленной инфраструктуре 26, к которой присоединена эта цепь, и содержащей один контролируемый металлический проводник 34 или большее количество таких проводников, обычно присутствует несколько «контуров заземления». Контуры заземления определены как параллельно заземленные структуры, присоединенные к одной точке, а металлические проводники 34 связаны с этими структурами с образованием лишь одной точки заземления, с которой связаны все структуры вместе. С электрической точки зрения эти структуры с соединительными проводниками 34 имеют тенденцию к образованию параллельных индуктивностей, образующих полную индуктивность инфраструктуры 26. При удалении любой части сети с полной индуктивностью, образованной инфраструктурой 26, происходит изменение значения индуктивности. Эти изменения могут проявить себя или в виде изменения резонансной частоты или амплитуды приложенных извне радиочастотных электромагнитных полей или и того, и другого, что приводит к взаимодействию с заземленной сетью, заставляя сеть изменять свои RCL характеристики. Изменение характеристик RCL приводит к индуцированному резонансному отклику или изменению в резонансном состоянии устройства 10, что, тем самым, изменяет частоту, на которой работает устройство 10. Посредством тщательной настройки устройства 10 в околорезонансное состояние этот индуцированный резонансный отклик или изменение, которые по существу представляют собой расстройство ранее настроенного сигнала, могут быть легко идентифицированы посредством полосового фильтра 30.

В зависимости от того, какая часть заземленной инфраструктуры 26 была удалена или изменена, настроенный сигнал, следующий из ранее определенного резонансного условия, становится расстроенным вследствие перехода сети в верхнее состояние резонанса, представляющего собой состояние полного включения, или резонансное состояние становится расстроенным вследствие перехода сети в нижнее состояния резонанса, представляющего собой состояние выключения. В любом случае цепь 14 фильтра идентифицирует эту расстройство и аварийное сообщение может быть выработано через цепь 16 аварийной сигнализации, предупреждая, тем самым, других лиц, что такие изменения имели место внутри контролируемой инфраструктуры 26.

Использование токосъемных катушек 52 во втором и третьем вариантах реализации настоящего изобретения в качестве индуктивных датчиков обеспечивает возможность индуктивного присоединения устройства 10 посредством беспроводных технологий к заземленной инфраструктуре 26 для контроля возмущения любого металлического проводника 34 в этой инфраструктуре.

В этом устройстве индуктивная токосъемная катушка 52 по существу образует часть цепи 28 усиления/колебаний с цепью 24 настройки, вставленной между ними. Колебание, генерируемое цепью 28 усиления/колебаний, имеет место внутри токосъемной катушки 52. При использовании токосъемной катушки 52, как во втором варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 6, токосъемная катушка 52 становится чрезвычайно чувствительной и к внешней пассивной индуктивности, к телам, обладающим электрической емкостью, и к паразитным окружающим полям, таким как радиочастотные и/или электромагнитные поля.

В случае наличия пассивной индуктивности в непосредственной близости от токосъемной катушки 52 эта пассивная индуктивность попадает под влияние поля, вырабатываемого цепью 28 усиления/колебаний и токосъемной катушкой 52, причем эти две индуктивности имеют тенденцию к образованию резонансного контура. При возмущении пассивной индуктивности, например, при ее перемещении, удалении ее части или при ином ее возмущении, изменение в индуктивной зависимости этих двух элементов индуктивности произведет сдвиг значений частоты и амплитуды внутри цепи 28 усиления/колебаний, вызывая, тем самым, переход устройства 10 в верхнее состояние резонанса или в нижнее состояние резонанса, создавая, тем самым, как описано ранее, состояние аварийной сигнализации.

Предпочтительно, чтобы устройство 10 было размещено в металлическом кожухе и могло, при необходимости, быть удобно смонтировано на стойке.

При необходимости использования индуктивной токосъемной катушки 52 устройство 10 может быть размещено рядом со структурой или внешней цепью, подлежащей контролю. В данном приложении цепь может быть размещена или в неметаллическом кожухе или в комбинации неметаллического или металлического кожухов для обеспечения возможности надежной индуктивной связи между устройством 10 и контролируемой инфраструктурой 26.

Также при необходимости возможно, чтобы корпус устройства 10 представлял собой атмосферозащищенный кожух и/или мог быть заглублен рядом с заглубленными проводниками 34 или металлическими структурами. В этом последнем случае при возмущении заглубленных проводников 34, например, при внезапном удалении, изменения значений индуктивности, частоты, амплитуды или комбинации всех трех значений будут достаточны для выработки состояния аварийной сигнализации.

В модифицированном устройстве при возбуждении контролируемой инфраструктуры 26 электрическим током или передачи ею радиочастотного сигнала, электромагнитное поле будет взаимодействовать с колебанием, имеющим место внутри токосъемной катушки 52, при индуктивной связи этих двух элементов, как описано выше. При возникновении существенного изменения, например, прерывания сигнала или какого-либо разрыва цепи, произойдет изменение резонансного состояния устройства 10, создавая, тем самым, состояние аварийной сигнализации тем же самым способом, как ранее описано.

Использование катушки 54 обратной связи, упомянутой в связи с третьим вариантом реализации изобретения и находящейся в тесной индуктивной связи с токосъемной катушкой 52, также выгодно для увеличения чувствительности внутри токосъемной катушки 52. Это обеспечивает возможность обнаружения еще более слабых изменений, имеющих место в пределах контролируемой сети. При настройке устройства 10 должным образом оно переходит в очень чувствительное резонансное состояние вследствие дополнительного пути индуктивной обратной связи, предоставленного катушкой 54 обратной связи. Даже слабые изменения параметров RCL контролируемой инфраструктуры 26 при их использовании для контроля внешней металлической инфраструктуры 26 вызывают значительные изменения внутри цепи с образованием уже упомянутого желательного состояния аварийной сигнализации, причем такие изменения могут быть результатом любого возмущения, включая введение инородного тела, имеющего некоторое значение емкости, например, неуполномоченного лица, в непосредственную близость с инфраструктурой 26. Также устройство 10 может быть использовано в качестве детектора близости.

При наличии в токосъемной катушке 52 железного или ферритового сердечника устройство 10 может быть чувствительным к обнаружению перемещения магнитных полей или металлических объектов в диапазоне расстояний в несколько футов от токосъемной катушки 52. В этом устройстве это может быть использовано в качестве средства обнаружения перемещения металлических структур, выполненных из железа или стали, поскольку эти металлы имеют тенденцию обладать определенной степенью естественного магнетизма.

Хотя цепь 24 настройки описана как использующая регулируемый конденсатор, могут быть использованы любые другие подходящие средства регулировки емкости. Дополнительно или в качестве альтернативы допустимо использование катушки с переменной индуктивностью. В этом случае две индуктивно связанных параллельных катушки могут представлять собой часть катушки с переменной индуктивностью или формировать такую часть. При физическом перемещении катушек друг относительно друга может происходить изменение индуктивности. В качестве опции при использовании ферритового сердечника в катушке с переменной индуктивностью регулировка для изменения индуктивности может быть проведена посредством сердечника.

Могут быть использованы другие способы полосовой фильтрации выходного сигнала цепи 28 усиления/колебаний, например, использование схемы сравнения. При выполнении правильной регулировки относительно напряжения B+ и подключенного последовательно регулируемого конденсатора C1, соединенного с базой транзистора Q1, обеспечена возможность управления (через полосовой фильтр 30) посредством частоты из определенной полосы частот третьим транзистором Q3, используемым для управления выходным сигналом цепи 16 аварийной сигнализации из устройства 10. При достижимости такого подхода может быть использована любая подходящая цепь фильтра.

Кроме того, полосовой фильтр может быть выполнен в любой подходящей форме. В качестве примера резистор R8 может быть выполнен переменным, например, в виде потенциометра, катушка 32 может быть выполнена в виде дросселя с переменным сердечником и/или конденсатор C2 переменной емкости может быть выполнен в виде конденсатора постоянной емкости. По меньшей мере один из этих элементов должен быть переменным для выполнения настройки. Однако, может быть обеспечена возможность настройки полосового фильтра, например, до установки, и затем фиксации значений компонент таким образом, чтобы дальнейшая настройка была невозможной или ненужной.

Теперь, со ссылками на фиг. 8, будет описан четвертый вариант реализации устройства 10 обнаружения возмущения металлического проводника. Позиционные обозначения, совпадающие с позиционными обозначениями, использованными в предыдущих вариантах реализации настоящего изобретения, имеют отношение к подобным или идентичным частям и, следовательно, их дальнейшее подробное описание будет опущено.

Принципиальная схема на фиг. 8 упрощена для ясности.

Устройство 10 содержит, как и раньше, цепь 12 датчика, цепь 14 фильтра, цепь стабилизации напряжения (не показана), цепь 18 драйвера и цепь 16 аварийной сигнализации.

Цепь 12 датчика и цепь 14 фильтра могут быть скомбинированы. Цепь 14 фильтра из этого варианта реализации настоящего изобретения содержит, по меньшей мере, конденсатор 64, тем самым эффективно представляющий фильтр с широкой полосой пропускания. Дополнительная электрическая схема фильтра может быть использована для выполнения более предпочтительного фильтра с узкой полосой пропускания.

Основное отличие этого варианта реализации изобретения состоит в модифицированной цепи 12 датчика.

В этом варианте реализации настоящего изобретения цепь 12 датчика была приспособлена для включения в себя феррорезонансного трансформатора 60 с последовательным возбуждением, содержащего первую и вторую первичные обмотки PW1 и PW2 на стороне металлической инфраструктуры, вместе со вторичной обмоткой SW на стороне цепи аварийной сигнализации.

Колебательный сигнал, в данном случае предпочтительно на частоте 34 кГц, подают к первой первичной обмотке PW1 источником колебательной энергии или генератором 62 колебаний. Он может быть резонансным для цепи LC или для промежуточного контура, содержащего вторичную обмотку SW и конденсатор 64. Хотя он, возможно, и резонансный, в текущем варианте реализации изобретения работа может происходить на частоте, равной или примерно равной половине резонансной частоты. Другие частоты могут также быть возможными. Колебательный сигнал не совпадает с конкретной резонансной частотой трансформатора. Как показано, колебательный сигнал хорошо работает в диапазоне частот от 20 кГц до 50 кГц и в значительной степени зависит от конкретного используемого трансформатора 60.

Хотя его использование предпочтительно, можно обойтись без конденсатора 64, но при этом имеет место тенденция уменьшения чувствительности.

Колебательный сиг нал в первичной обмотке PW1 индуцирует напряжение во вторичной обмотке SW. Это напряжение пропорционально и ко входному сигналу в первичной обмотке PW1 и к индуктивному влиянию металлической инфраструктуры 26, механически и электрически прикрепленной посредством считывающего провода 22 ко второй первичной обмотке PW2. Электромагнитное поле приложено извне на металлическую инфраструктуру со стороны генератора колебаний через первую и вторую первичные обмотки PW1 и PW2.

Любое последующее увеличение или уменьшение индуктивности металлической инфраструктуры 26, механически и электрически прикрепленной ко второй первичной обмотке PW2, приводит к измеримых изменениям значений выходных напряжения и тока вторичной обмотки SW. Эти выходные величины могут быть точно настроены посредством уменьшения или увеличения амплитуды и/или частоты сигнала, подаваемого от генератора 62 колебаний в первую первичную обмотку PW1. Кроме того, генератор 62 колебаний по-существу образует первую часть 24a состоящей из двух частей цепи 24 настройки.

В качестве модификации выходные величины могут быть дополнительно точно настроены посредством добавления катушки с переменной индуктивностью, соединенной или последовательно или параллельно с сетевыми считывающими проводами 22, металлической инфраструктурой 26 и/или со второй первичной обмоткой PW2.

Амплитуда сигнала, введенного в первую первичную обмотку PW1, отрегулирована таким образом, чтобы выходной сигнал вторичной обмотки SW, проходящий через присоединенный выходной усилитель, давал достаточные значения напряжения и тока, чтобы не возбуждать цепь 65a верхнего предела аварийной сигнализации через управляющий транзистор 66 цепи 18 драйвера, но возбуждать цепь 65b нижнего предела аварийной сигнализации через управляющий транзистор 68 цепи 18 драйвера и оптореле 70. В этом случае цепь 65b нижнего предела аварийной сигнализации удержана в стационарном состоянии.

Разность напряжений между установкой верхнего и нижнего состояний аварийной сигнализации может быть отрегулирована резистором 72 с переменным сопротивлением на эмиттере управляющего транзистора 66. Резистор 72 с переменным сопротивлением и резистор 74 образуют вторую часть 24b состоящей из двух частей цепи 24 настройки. Это обеспечивает возможность очень малых изменений напряжения сигнала, прилагаемого ко вторичной обмотке SW, что обеспечивает возможность запуска события высокой или низкой аварийной сигнализации.

Хотя предпочтительно, чтобы резистор 72 с переменным сопротивлением был размещен на эмиттере управляющего транзистора 66, он может быть расположен на базе управляющего транзистора 66, причем в этом случае дополнительный, предпочтительно с фиксированным сопротивлением, резистор может быть размещен на эмиттере. Резистор 72 с переменным сопротивлением или дополнительный резистор с переменным сопротивлением могут также быть размещены на эмиттере управляющего транзистора 68. Резистор 72 с переменным сопротивлением может быть взаимозаменяем с резистором 74. Эта взаимозаменяемость обеспечивает возможность регулировки части 16 для изменчивости компонентных допусков чипов оптореле или других подходящих релейных устройств 70 и 76.

При нахождении и верхнего и нижнего пределов аварийной сигнализации в возбужденном состоянии, резистор 72 с переменным сопротивлением может быть отрегулирован посредством изменения его сопротивления, пока верхний предел аварийной сигнализации не будет выключен. Цепь 16 аварийной сигнализации остается в установившемся включенном состоянии, причем верхний предел аварийной сигнализации находится в невозбужденном состоянии, а нижний предел аварийной сигнализации находится в возбужденном состоянии. При использовании нормально замкнутого устройства для верхнего предела аварийной сигнализации и нормально разомкнутого устройства для нижнего предела аварийной сигнализации сами состояния аварийной сигнализации могут быть использованы в качестве индикатора точной настройки цепи чувствительного элемента 12 посредством амплитуды генератора 62 колебаний, как только значения запуска между верхним и нижним пределами будут соответствующим образом отрегулированы.

При нахождении в установившемся состоянии любое увеличение индуктивности металлической инфраструктуры 26, прикрепленной ко второй первичной обмотке PW2, вызванное отсоединением любой части из металлической сети или всех таких частей, вызовет заметное повышение напряжения во вторичной обмотке SW. Это возбуждает цепь 65b верхнего предела аварийной сигнализации через ее оптореле 70 и приводит к активации аварийной сигнализации.

Аналогичным образом любое уменьшение индуктивности контролируемой сети 26, прикрепленной ко второй первичной обмотке PW2, вызванное, например, добавлением дополнительной металлической инфраструктуры при попытке обмануть аварийную сигнализацию до удаления предназначенного для кражи материала, вызовет обнаруживаемое падение напряжения во вторичной обмотке SW. Это выключает цепь 65b нижнего предела аварийной сигнализации через ее оптореле 76, снова приводя к активации аварийной сигнализации.

Любая попытка ввести в заблуждение аварийную сигнализацию посредством удаления считывающих проводов 22 или искажения будет приводить к обнаруживаемому увеличению индуктивности, что переведет верхний предел аварийной сигнализации в состояние «включено».

Возможность «блокировки» частоты сигнала генератора 62 колебаний выгодна, поскольку это обеспечивает возможность регулировки посредством «одной кнопки» и управления всей цепью посредством регулировки амплитуды генератора 62 колебаний после регулировки резистора 72 с переменным сопротивлением. Однако, амплитуда сигнала, выработанного генератором 62 колебаний, может быть заблокирована вместо этого, причем частотой управляют для настройки цепи 12 датчика индуктивности. В качестве альтернативы амплитуда и частота колебательного сигнала, выработанного генератором 62 колебаний, могут быть управляемыми для настройки цепи 12 датчика индуктивности.

В вышеупомянутых случаях предпочтительно требовать, чтобы только одна переменная была управляемой во время установки и, следовательно, во время разработки устройства обнаружения 10 происходит установка значения сопротивления резистора 72 с переменным сопротивлением и одной величины из частоты и амплитуды колебательного сигнала. Могут быть использованы любые подходящие драйверы 66 и 68. Они могут быть твердотельными или механическими. Могут быть рассмотрены несколько оптореле или твердотельных реле на чипе. Способность обнаружения воровства металлической инфраструктуры на объекте в момент его начала обеспечивает возможность быстрых действий по переводу объекта в безопасное состояние, возвращения его в обслуживание и, возможно, поимке воров. Цепь аварийной сигнализации устройства возбуждает аварийный сигнал, который может быть использован для отправки специалиста и/или персонала службы безопасности. Кроме того, возможно, чтобы устройство могло быть использовано для запуска альтернативного приспособления или системы, таких как звуковая, визуальная и/или тактильная аварийная сигнализация или «бомба с краской».

Вследствие особенностей процесса обнаружения обман чрезвычайно затруднителен.

Цепь по настоящему изобретению в значительной степени отлична от известного уровня техники тем, что она измеряет индуктивность внутри металлической инфраструктуры и отслеживает изменения значений индуктивности, имеющих место внутри структуры при возмущении ее частей, например, при ее удалении или попытке искажения.

Таким образом, существует возможность создания устройства обнаружения возмущения металлического проводника, выполненного с возможностью обнаружения изменений значения индуктивности, имеющих место внутри заземленных или незаземленных металлических проводников. Цепь датчика устройства присоединена к цепи аварийной сигнализации, посредством чего происходит дистанционная или выполняемая за пределы объекта передача уведомления о любом возмущении. Настоящее изобретение предназначено для использования в приложениях, использующих большие количества металлических проводников, например, медных кабелей и заземляющих проводов, например, в телекоммуникационных устройствах, при выработке и распределении электроэнергии, на железнодорожном транспорте и на других рынках, широко использующих в больших количествах медь или другие ценные металлы. Также возможно использовать это устройство для контроля естественной деградации или возмущения металлических проводников вследствие коррозии или повреждений, возникших вследствие аварийных условий, и для выработки аварийного сигнала, указывающего на возникновение таких условий.

Описанные выше варианты реализации настоящего изобретения представлены лишь в качестве примеров и специалистам в данной области техники будут очевидны различные другие модификации, не выходящие за пределы объема изобретения, определенного приложенными пунктами формулы изобретения.

1. Способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34), который включает операции

обеспечения цепи (12) датчика индуктивности, механически и электрически связанной с металлическим проводником (34) с отслеживаемой величиной индуктивности,

настройки цепи (12) датчика индуктивности, основанной на электромагнитном поле, приложенном извне к металлическому проводнику (34), и на вырабатываемом внутренним образом колебании цепи, и

вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи (12) датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника (34) при добавлении или удалении по меньшей мере части металлического проводника (34).

2. Способ по п. 1, в котором

настроенный выходной сигнал настроенной цепи (12) датчика индуктивности подают на цепь (14) фильтра, причем

фильтрация основана на частоте настроенного сигнала.

3. Способ по п. 2, в котором

фильтр (14) представляет собой полосовой фильтр (30).

4. Способ по п. 1, в котором

механическое соединение обеспечивает один путь для электрического соединения.

5. Способ по п. 1, в котором

механическое соединение обеспечивает два пути для электрического соединения, формируя тем самым замкнутый контур.

6. Способ по п. 1, в котором

цепь (12) датчика индуктивности содержит трансформатор (60), содержащий первую катушку первичной обмотки и вторую катушку первичной обмотки на стороне металлического проводника (34) и

катушку вторичной обмотки на стороне цепи (16) аварийной сигнализации.

7. Способ по п. 6, в котором

первая катушка первичной обмотки присоединена к генератору (62) колебаний.

8. Способ по п. 7, в котором

частота сигнала, выработанного генератором (62) колебаний, блокирована, а

цепь (12) датчика индуктивности выполнена с возможностью настройки, основанной на амплитуде сигнала, выработанного генератором (62) колебаний.

9. Способ по п. 7, в котором

цепь (12) датчика индуктивности выполнена с возможностью настройки, основанной на амплитуде и частоте сигнала, выработанного генератором (62) колебаний.

10. Способ по п. 7, в котором

амплитуда сигнала, выработанного генератором (62) колебаний, блокирована, а цепь (12) датчика индуктивности выполнена с возможностью настройки, основанной на частоте сигнала, выработанного генератором (62) колебаний.

11. Способ по п. 1, в котором

аварийный сигнал подают на аварийное устройство, удаленное от места расположения цепи (12) датчика индуктивности.

12. Способ по п. 1, в котором

металлический проводник (34) представляет собой металлическую инфраструктуру (26) или представляет собой ее часть.

13. Способ по п. 1, в котором

металлический проводник (34) представляет собой заземленную металлическую инфраструктуру (26) или представляет собой часть заземленной металлической инфраструктуры (26), содержащей по меньшей мере один элемент из вышки мобильной связи, подстанции и коммунального объекта.

14. Способ по п. 1, в котором

металлический проводник (34) представляет собой металлический проводящий кабель (26) или представляет собой часть металлического проводящего кабеля (26), образующего по меньшей мере часть группового сигнального силового кабеля, и группового тягового и/или обратного кабеля.

15. Способ по п. 1, в котором

металлический проводник (34) представляет собой металлическую структуру или представляет собой часть металлической структуры, содержащей по меньшей мере один объект из электрически заземленной конструкции здания, моста и металлического уличного оборудования.

16. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника для способа обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34) по любому из предшествующих пунктов, которое содержит

цепь (12) датчика индуктивности, выполненную с возможностью настройки амплитуды и/или частоты и механически и электрически связанную с металлическим проводником (34), и

цепь (16) аварийной сигнализации для вывода сигнала аварийной сигнализации на основании выходного сигнала цепи (12) датчика индуктивности при добавлении или удалении по меньшей мере части металлического проводника (34).

17. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 16, дополнительно содержащее

цепь (14) фильтра, присоединенную к выходу цепи (12) датчика индуктивности.

18. Устройство обнаружения возмущения металлического проводника (10) по п. 16, в котором

цепь (12) датчика индуктивности содержит трансформатор (60), содержащий первую и вторую первичные обмотки и вторичную обмотку.

19. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 18, в котором

цепь (12) датчика индуктивности дополнительно содержит генератор (62) колебаний,

который электрически связан с первой первичной обмоткой трансформатора (60).

20. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 18, в котором

вторая первичная обмотка трансформатора (60) электрически связана с металлическим проводником (34), подлежащим контролю.

21. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 18, в котором

вторичная обмотка трансформатора (60) связана с цепью (16) аварийной сигнализации.

22. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 18, дополнительно содержащее

цепь (24) настройки, предназначенную для настройки цепи (12) датчика индуктивности, причем

цепь (24) настройки обеспечивает внутреннее колебание цепи, которое прилагает электромагнитное поле к металлическому проводнику (34).

23. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 22, в котором

цепь (24) настройки представляет собой состоящую из двух частей цепь настройки, содержащую блок настройки амплитуды и блок настройки сопротивления.

24. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 23, в котором

блок настройки амплитуды размещен выше по потоку первой первичной обмотки трансформатора (60), а

блок настройки амплитуды размещен ниже по потоку вторичной обмотки трансформатора (60).

25. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 16, в котором

цепь аварийной сигнализации (16) содержит радиопередающее устройство для выведения сигнала аварийной сигнализации вне места эксплуатации.

26. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 25, в котором

радиопередающее устройство представляет собой беспроводное радиопередающее устройство.

27. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника по п. 16, дополнительно содержащее

цепь (18) драйвера для управления цепью (12) датчика индуктивности и/или цепью (16) аварийной сигнализации.

28. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника, предназначенное для обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34), причем устройство (10) содержит

цепь (12) датчика индуктивности, содержащую трансформатор (60), имеющий первую и вторую первичные обмотки и вторичную обмотку, и

настраиваемый генератор (62) колебаний, электрически связанный с первой первичной обмоткой трансформатора (60), причем

вторая первичная обмотка механически и электрически связана с металлической инфраструктурой (26), и

вторичная обмотка выполнена с возможностью вывода настроенного выходного сигнала на основании первого состояния металлической инфраструктуры (26) и расстроенного выходного сигнала на основании второго состояния металлической инфраструктуры (26), вызванного добавлением или удалением по меньшей мере части металлического проводника (34).

29. Устройство (10) обнаружения возмущения металлического проводника, механически и электрически связанное с металлической инфраструктурой (26), причем

устройство (10) содержит

цепь (12) датчика индуктивности, содержащую трансформатор (60), имеющий первую и вторую первичные обмотки и вторичную обмотку, и

настраиваемый генератор (62) колебаний, электрически связанный с первой первичной обмоткой трансформатора (60), причем

вторая первичная обмотка механически и электрически связана с металлической инфраструктурой (26), и

вторичная обмотка выполнена с возможностью вывода настроенного выходного сигнала на основании неискаженного состояния металлической инфраструктуры (26) и расстроенного выходного сигнала на основании искаженного состояния металлической инфраструктуры (26).

30. Способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34), который включает операции

обеспечения цепи (12) датчика индуктивности, электрически связанной с металлическим проводником (34), имеющим отслеживаемую величину индуктивности,

настройки цепи (12) датчика индуктивности, основанной на электромагнитном поле, приложенном извне к металлическому проводнику (34), и на вырабатываемом внутренним образом колебании цепи, и

вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи (12) датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника (34) при добавлении или удалении по меньшей мере части металлического проводника (34).

31. Способ обнаружения возмущения в металлическом проводнике (34), который включает операции

обеспечения цепи (12) датчика индуктивности, механически и электрически связанной с металлическим проводником (34) с отслеживаемой величиной индуктивности,

настройки цепи (12) датчика индуктивности посредством использования генератора(62) колебаний, прилагающего электромагнитное поле к металлическому проводнику (34), и

вывода аварийного сигнала при потере настройки настроенного выходного сигнала от настроенной цепи (12) датчика индуктивности вследствие изменения значения индуктивности металлического проводника (34) при добавлении или удалении по меньшей мере части металлического проводника (34).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опрашиваемому переключаемому устройству, которое содержит корпус, расположенный в корпусе оптический проводник, расположенное в корпусе отклоняющее устройство для оптического проводника и пусковое устройство, которое запускает процесс переключения устройства переключения и по меньшей мере периодически приводит в действие отклоняющее устройство.

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения (СО) с протяженной обрывной линейной частью (ПОЛЧ).

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения (СО) с протяженной обрывной линейной частью (ПОЛЧ) на местности, пересеченной сетью дорог (троп), диапазон скоростей движения нарушителя по которым известен.

Изобретение относится к устройствам для программного управления, а именно к системам охраны периметра и центральным контроллерам для них. Технический результат заключается в возможности охранять периметры большей протяженности, в возможности управлять периметральными тревожными модулями при потере связи с сервером, в возможности «горячего» резервирования центрального контроллера с последовательным подключением, при котором упрощается схема подключения активного и резервного центральных контроллеров.

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения сигнализационных средств охраны с линейной частью обрывного принципа действия (обрывных средств обнаружения).

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения сигнализационных средств охраны с линейной частью обрывного принципа действия (обрывных средств обнаружения).

Изобретение относится к способу контроля контейнера (10) для товаров (20), одна или более поверхностей которого включают электропроводящий материал. .

Изобретение относится к средствам охраны и может быть использовано для тревожной сигнализации о проникновении нарушителя в контролируемую периметровую зону, ограниченную сигнальным шлейфом из проводника малого сечения, с индикацией участка нарушения шлейфа.

Изобретение относится к области сигнализации, а именно к устройствам для сигнализации о нарушении охраны объекта. .

Изобретение относится к области сигнализации, а именно к устройствам для сигнализации о нарушении охраны объекта. .
Наверх