超音波セキュリティデバイス。スキーム、説明

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超音波セキュリティ装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / セキュリティデバイスとオブジェクトシグナリング

施設のセキュリティシステムでは、さまざまなセンサーが使用されています。超音波の特徴 - インストールの容易さ。屋内で使用する場合、セキュリティループを敷設する必要はありません。

このデバイスは、モーションセンサー、音声信号、および20つのハウジングに統合された自律型電源で構成されています。それはXNUMX平方メートルまでの部屋を保護することができます。保護対象物の内側の壁に置きます。オブジェクトが移動すると、最初に短い警告音が鳴り、可聴信号がトリガーされます。所有者が部屋に入った場合、この信号は、デバイスが機能しており、電源を切る必要があることを警告します。これが行われない場合、XNUMX分後、デバイスは数分間大きなビープ音を鳴らし、その後再び武装モードに切り替わります。

変位センサーは音響エミッターとレシーバーを備えています。エミッタは、安定した振幅と周波数の超音波範囲で信号を生成します。 25 ... 35 kHz 以内の周波数を選択することが望ましいです。音波は発信器からあらゆる方向に伝播し、さまざまな方法で受信センサーに入ります。直接信号は送信機から受信機に直接送信されます。さらに、周囲の物体から反射された信号が受信センサーの入力で受信されます。直接信号に対する反射信号の振幅と位相シフトはランダムですが一定の値を持ち、部屋の大きさ、センサーの位置、部屋内の物体によって異なります。

受信センサーでは、直接信号と反射信号が混合され、特定の振幅の合計受信信号が形成されます。音波に当たる少なくとも 1 つの物体を動かすと、反射信号の位相と振幅が変化します。反射面を約 180 cm 動かすと、反射信号の位相が 1° 変化するため、反射面を長時間動かすと、速度と方向に応じて、受信信号全体が 100 ～ XNUMX Hz の周波数でリップルします。動きの。このようなリップルが受信信号に現れると、警報装置が作動し、可聴信号が与えられます。

デバイスの図を図に示します。エミッタジェネレータは、容量性1点方式に従って構築されています。エミッタＢＱ１は、トランジスタＶＴ１のフィードバック回路に含まれている。

（クリックして拡大）

発電機の発振周波数は、エミッタBQ1の共振周波数と回路L1 C1のパラメータに依存します。放射電力は抵抗器 R3 の選択によって調整され、周波数はコンデンサ C1 の選択によって調整されます。

受信機は、超音波マイクロ波ＢＭ１、オペアンプＤＡ１．１上の受信信号の増幅器、要素Ｒ１１、ＶＤ２、Ｃ８、Ｒ１３上の検出器、オペアンプＤＡ１上の検出信号の増幅器からなる。 1とトランジスタスイッチVT1.1VT11。検出器のパラメータは、2〜8 kHzの範囲の搬送周波数の抑制が最大になり、13〜1.2Hzの低周波リップルの減衰が最小になるように選択されます。回路C2R3C25R35は、オペアンプDA1のゲインと帯域幅を設定します。交流電圧が出力に現れると、コンデンサC100を通る正の半波がトランジスタスイッチVT7VT12を開き、ダイオードVD9を通る負の半波がコンデンサC14を再充電します。

信号装置は、要素ＤＤ１．１、ＤＤ１．２上のシュミットトリガー、要素ＤＤ１．３、ＤＤ１．４上の制御ユニット、トランジスタＶＴ５、ＶＴ６上の電流増幅器、サイリスタＶＳ１、および音響信号エミッタＢＦ１を含む。。電源を入れるとコンデンサC1.1が充電されます。約1.2〜1.3分後、DD1.4エレメントのピン5で高レベルが発生します。ここで、変位検出器がトリガーされると、トランジスタVT6、VT1、およびVT1が開き、DD12エレメントのピン1のハイレベルがトリガーを切り替えます。低レベルはDD1.5の出力で発生し、高レベルはトリガーの出力（DD2のピン1.1）で発生します。回路C2R3は、短いビープ音の持続時間を4秒に設定し、回路R1C1.1は、長いビープ音の供給の遅延を1.1秒に設定します。 R4C1.2回路は、ビープ音の持続時間と、電源がオンになった後のデバイスの動作の遅延を決定します。

スタンバイモードでの消費電流は70mAを超えず、音声信号モードでは1 ... 2Aです。

同じ共振周波数、たとえば 1 kHz に同調されたバイモルフ圧電素子が、BQ1 エミッターと BM34 レシーバーとして使用されます。圧電素子間の距離は3 ... 5 cmである必要があり、それらの間に発泡ゴム製の防音ガスケットを置く必要があります。原則として、バイモルフ圧電素子がない場合は、放射周波数を 10 kHz まで下げながら、通常の高周波ダイナミックヘッドとマイクを使用できます。ただし、これにより受信機の周波数選択性が悪化するため、デバイスのノイズ耐性が悪化します。放射された音も聞こえますが、狭い密閉空間や車などの物体を保護する場合、感度は十分であり、音の放射は車体を十分に遮蔽します。この場合、発電機の設計を変更する必要がある。

サウンドサイレン BF1 は、消費電流が 1 ... 2 A の車の信号です。コイル L1 は、M2000 ブランドのフェライトリングに 20x12x6 の寸法で巻かれ、100 ターンの PEV-0,3 ワイヤが含まれています。真ん中。装置の本体は、安全域を確保して作成し、保護された敷地内の壁にしっかりと固定する必要があります。

設立は発電機の設置から始まります。これを行うには、受信圧電素子 BM1 をオフにして、オシロスコープに接続します。圧電素子を互いに向かい合わせて配置し、発生器に電力を供給することによって、コンデンサ C1 と抵抗 R3 を選択することによって、受信信号の最大振幅が達成されます。ジェネレーターの周波数を測定できます-エミッターの共振周波数に対応している必要があります。次に、接続を復元し、圧電素子をケースに配置して、デバイス全体に電力を供給する必要があります。オペアンプ DA1.1 と DA1.2 (ピン 10 と 12) の出力の電圧は、供給電圧の半分に等しくなければなりません。

結論として、オペアンプ DA1.1 の出力で増幅された交流電圧の振幅がチェックされます。これは約 0,1 V に等しいはずです。この値との振幅の大きな差は、感度の低下につながります。圧電素子の前に手をかざすと、オペアンプ DA1.1 の出力の AC 電圧の振幅が脈動し始めます。脈動の周波数が高いほど、移動速度が速くなります。

デバイスの残りの部分は構成する必要がなく、正しくインストールされていればすぐに動作するはずです。

著者：A.コイノフ、ナホトカ、沿海地方。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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