Ультразвуковий охоронний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охоронні пристрої та сигналізація об'єктів

 Коментарі до статті

В охоронних системах приміщень застосовують різні датчики. Особливість ультразвукових – простота установки. При їх використанні у приміщенні відпадає потреба у прокладанні охоронного шлейфу.

Пристрій складається з датчика переміщення, звукового сигналу та автономного блока живлення, об'єднаних в одному корпусі. Воно може охороняти кімнату площею до 20 кв. Розміщують його на стіні всередині об'єкта, що охороняється. Спрацьовування звукового сигналу відбувається при переміщенні якогось предмета, при цьому спочатку подається короткий звуковий сигнал. Якщо в приміщення зайшов господар, цей сигнал попередить його, що пристрій спрацював і потрібно вимкнути. Якщо цього не зробити, то через хвилину пристрій подасть гучний звуковий сигнал, що звучить протягом декількох хвилин, а потім знову перейде в режим охорони.

До складу датчика переміщення входять акустичний випромінювач та приймач. Випромінювач виробляє сигнал в ультразвуковому діапазоні стабільної амплітуди та частоти. Частоту бажано вибирати не більше 25...35 кГц. Звукові хвилі поширюються на всі боки від випромінювача і потрапляють у приймальний датчик різними шляхами. Прямий сигнал йде безпосередньо від випромінювача до приймача. Крім цього, на вхід приймального датчика надходять сигнали, відбиті від навколишніх предметів. Амплітуда і зсув фази відбитого сигналу щодо прямого мають випадкову, але постійну величину і залежать від розмірів приміщення, місця розташування датчика і предметів, що знаходяться в приміщенні.

У приймальному датчику прямий та відбитий сигнали змішуються, утворюючи сумарний прийнятий сигнал певної амплітуди. При переміщенні хоча б одного предмета, який потрапляє звукова хвиля, фаза і амплітуда відбитого сигналу змінюються. Переміщення поверхні, що відбиває приблизно на 1 см приведе до зміни фази відбитого сигналу на 180°, тому тривале переміщення поверхні, що відбиває, викличе пульсацію сумарного прийнятого сигналу з частотою від 1 до 100 Гц в залежності від швидкості і напрямку переміщення. При появі у прийнятому сигналі такого роду пульсації спрацьовує сигнальний пристрій і подається звуковий сигнал.

Схема пристрою показано малюнку. Генератор випромінювача побудований за схемою ємнісної триточки. Випромінювач BQ1 включений у ланцюг зворотного зв'язку транзистора VT1.

(Натисніть для збільшення)

Частота коливань генератора залежить від частоти резонансної випромінювача BQ1 і параметрів контуру L1 С1. Потужність випромінювання регулюють підбором резистора R3, а підстроювання частоти роблять підбором конденсатора С1.

Приймач складається з ультразвукового мікрофона ВМ1, підсилювача сигналу, що приймається на ОУ DA1.1, детектора на елементах R11, VD2, С8, R13, підсилювача продетектованого сигналу на ОУ DA1.2 і транзисторного ключа VT2VT3. Параметри детектора підібрані таким чином, щоб придушення несучої частоти в діапазоні 25...35 кГц було максимальним, а ослаблення низькочастотної пульсації 1...100 Гц - мінімальним. Ланцюг C7R12C9R14 задає коефіцієнт посилення та смугу пропускання ОУ DA1.2. При появі змінної напруги з його виході позитивна напівхвиля через конденсатор С10 відкриває транзисторний ключ VT2VT3, а негативна напівхвиля через діод VD3 перезаряджає конденсатор С10.

Сигнальний пристрій включає тригер Шмітта на елементах DD1.1, DD1.2, вузол управління на елементах DD1.3, DD1.4, підсилювач струму на транзисторах VT5, VT6, тиристор VS1 і випромінювач звукового сигналу BF1. При включенні живлення заряджається конденсатор С12. Приблизно через 1...1.5 хв виведення 2 елемента DD1.1 виникає високий рівень. Тепер, якщо спрацює детектор переміщення, транзистори VT2, VT3 і VT4 відкриються, високий рівень виведення 1 елемента DD1.1 переключить тригер. На виході DD1.1 виникне низький рівень, але в виході тригера (висновок 4 DD1.2) - високий. Ланцюг C13R23 задає тривалість короткого звукового сигналу – 0,1 с, а ланцюг R21C14 – затримку подачі тривалого звукового сигналу – 60 с. Ланцюг R20C12 визначає тривалість звукового сигналу та затримку роботи пристрою після включення живлення.

Споживаний струм у черговому режимі вбирається у 70 мА, а режимі подачі звукового сигналу - 1...2А.

Як випромінювач BQ1 і приймача ВМ1 використані біморфні п'єзоелементи, налаштовані на ту саму резонансну частоту, наприклад 34 кГц. Відстань між п'єзоелементами має бути 3...5 см. Між ними необхідно прокласти звукоізоляційну прокладку з поролону. У принципі, якщо не знайдеться біморфних п'єзоелементів, можна застосувати звичайну динамічну високочастотну головку і мікрофон, знизивши при цьому частоту випромінювання аж до 10 кГц. Але це погіршить помехозащищенность пристрою, оскільки погіршиться частотна вибірковість приймача. Також буде чути випромінюваний звук, але для охорони невеликих закритих приміщень, об'єктів, наприклад автомобіля, чутливості виявиться цілком достатньо, а звукове випромінювання добре екрануватиме корпус автомобіля. У такому варіанті конструкцію генератора необхідно змінити.

Звукова сирена BF1 - автомобільний сигнал зі струмом споживання 1...2 А. Котушка L1 намотана на феритовому кільці марки М2000 розмірами 20х12х6 і містить 100 витків дроту ПЕВ-0,3 з відведенням від середини. Корпус пристрою повинен бути зроблений із запасом міцності і надійно закріплений на стіні всередині приміщення, що охороняється.

Налагодження починають із налаштування генератора. Для цього необхідно відключити приймальний п'єзоелемент ВМ1 та підключити його до осцилографа. Розташувавши п'єзоелементи один проти одного і подавши харчування на генератор, підбором конденсатора С1 і резистора R3 домагаються максимальної амплітуди сигналу, що приймається. Можна виміряти частоту генератора – вона повинна відповідати резонансній частоті випромінювача. Потім потрібно відновити з'єднання, розмістити п'єзоелементи в корпусі та подати живлення на весь пристрій. Напруга на виходах ОУ DA1.1 і DA1.2 (висновки 10 і 12) має дорівнювати половині напруги живлення.

На закінчення перевіряють амплітуду посиленої змінної напруги на виході ОУ DA1.1, вона повинна бути приблизно 0,1 В. Сильне відмінність амплітуди від цього значення призведе до деякого погіршення чутливості. Якщо провести рукою перед п'єзоелементами, амплітуда змінної напруги на виході ОУ DA1.1 почне пульсувати. Частота пульсації буде тим вищою, чим вище швидкість переміщення.

Інша частина пристрою не потребує налаштування і при правильному монтажі повинна працювати відразу.

Автор: А. Койнов, м. Знахідка Приморського краю; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Охоронні пристрої та сигналізація об'єктів.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Виявлено топологічні фонони у графені 02.10.2023 Китайські вчені зробили значне відкриття, виявивши топологічні фонони у графені. Для дослідження фононних спектрів по всій двовимірній зоні Бріллюена вони використовували метод високороздільної електронної мікроскопії, аналізуючи характерні втрати енергії електронів. Фонони відіграють важливу роль у властивостях кристалічних матеріалів, включаючи теплові та механічні характеристики, а також їх електронні властивості. Особливий інтерес становлять топологічні фонони, що виникають при перетині фононних гілок з різними параметрами. Проте вивчення таких станів є щодо новою областю досліджень. Донедавна, у двовимірних матеріалах, таких як графен, топологічні фонони не виявлялися через необхідність дуже високої роздільної здатності в межах від 0,1 до 10 міліелектронвольт. Цього дозволу складно було досягти традиційними методами, такими як рентгенівська чи нейтронна дифракція, що робить експериментальне вивчення топологічних станів фононних складним завданням. Китайські вчені з Пекінської Національної лабораторії фізики конденсованих середовищ та інших інститутів використовували високодозвільну електронну мікроскопію, щоб досліджувати фононні структури у графені. Це дозволило їм отримати високороздільні спектри фононів по всій двовимірній зоні Бріллюена і виявити кілька топологічних фононів. Вчені відзначають, що в періодичних кристалах, таких як гексагональні грати графена, топологічні характеристики визначаються симетріями кристалічних грат. Ці симетрії визначають можливі топологічні структури фононів, такі як фонони Дірака та кільцеві вузлові фонони. Комп'ютерне моделювання передбачило наявність двох видів кільцевих вузлових фононів та чотирьох видів фононів Дірака у графені. Вчені провели експериментальне дослідження на одношаровому зразку графену, використовуючи систему лінз, електронний монохроматор та аналізатор електронів. Їхні експериментальні результати збіглися з прогнозами комп'ютерного моделювання, і вони змогли визначити тривимірну структуру топологічних фононних станів у просторі імпульсів та енергії.

Інші цікаві новини:

▪ Комахоподібна камера

▪ Гібрид нанотрубки та золота

▪ Найменший човен

▪ Apple, олівець

▪ Проблеми з цифровими фотоапаратами CANON та NIKON

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Інструкції з експлуатації. Добірка статей

▪ стаття Зовнішність оманлива. Крилатий вислів

▪ стаття Чим харчуються восьминоги? Детальна відповідь

▪ стаття Наладчик та оператор верстатів з ЧПУ. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Простий стробоскоп із двома випромінювачами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Хризантема у петлиці. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024