Разработка и исследование адаптивных приборов охраны на основе емкостных преобразователей с разветвлением токов в измерительной цепи

• Автор: Галков, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 136 с. : ил.

1. Общая характеристика проблемы и основные направления её 10 решения.
1.1. Обзор существующих приборов охраны
1.1.1. Требования, предъявляемые к приборам охраны
1.1.2. Различные физические принципы, лежащие в основе работы 13 приборов охраны.
1.1.3. Нормативная база приборов и средств охраны
1.2. Принципы построения и функционирования систем на основе
емкостных преобразователей
1.2.1. Измерительные цепи емкостных преобразователей с прямо- 19 угольным напряжением питания
1.2.2. Измерительные цепи емкостных преобразователей с сину- 23 соидальным напряжением питания
1.2.3. Выходные сигналы емкостных преобразователей
1.3. Обзор существующих емкостных приборов охраны
1.3.1 Периметровых емкостные приборы охраны (Ромб-5, Радиан- 30 М, Радиан-14)
1.3.2 Объектовые емкостные приборы охраны (ПИК ИО305-3/2, 35 Вернисаж ИО305-5, Ромб-12)
1.4. Выбор и обоснование направления исследования
1.4.1. Основные проблемы и ограничения существующих емкост- 41 ных приборов охраны
1.4.2. Постановка задачи и список проблем для решения
1.5. Выводы
2. Разработка математической модели емкостного преобразователя
и объекта контроля
2.1. Обзор методов расчёта электрической емкости
2.2. Оценка влияния геометрических характеристик рабочего элек
трода емкостного преобразователя на параметры математической модели
2.3. Оценка влияния объекта контроля на параметры математической модели изменения емкости.
2.4. Модель влияния погодно-климатических условий на работу емкостного датчика
2.5. Модель выделения электрического сигнала с емкостного мостового датчика.
2.6. Оценка влияния помех на работу датчика емкостного типа.
2.7 Обратная связь в емкостных приборах контроля
2.8 Выводы
3. Основные вопросы проектирования охранной системы на базе емкостного датчика.
3.1. Меры по обеспечению адаптивности охранной системы на базе емкостного датчика.
3.2 Модуль выделения и обработки аналогового сигнала
3.3 Модуль выделения информационного сигнала
3.4 Дополнительные модули охранной системы на базе емкостного датчика
3.5 Использование средств микропроцессорной техники для повышения гибкости охранной системы
3.6 быводы
4, Экспериментальное исследование факторов, влияющих на функционирование емкостных приборов охраны
4.1 Исследование влияния внешних факторов на свойства емкостных датчиков
4.1.1. Исследование влияния геометрических характеристик электродов на работу прибора
4.1.2. Исследование влияния погодно-климатических условий на работу системы

4.1.3. Исследование динамики движения объекта контроля
4.2. Исследование процессов преобразования и выделения сигна
лов в системах, использующих переходной процесс перезаряда емкости.
4.2.1. Исследование характеристик переходного процесса
4.2.2. Исследование зависимости параметров прибора от длины 111 линии связи
4.2.3. Исследование зависимости параметров прибора от асиммет- 113 рии плеч измерительного моста
4.2.4. Исследование влияния помех на работу прибора
4.3. Исследование надежности работы прибора охраны с емкост- 116 ными датчиками.
4.4. Практическая реализация разработанных приборов контроля 119 в системах охранной сигнализации
4.5. Выводы
Заключение
Литература
Приложения

Под плоскими поверхностями обычно понимают любой геометрический объект, толщина которого во много раз меньше его ширины и длины. В качестве объектов контроля такого типа могут быть использованы металлические двери и ворота, расположенные как в помещении, так и вне таковых. Наиболее интересным применением данного типа объектов контроля является охрана картин в картинных галереях в присутствии посетителей. Для осуществления этого необходимо за охраняемую композицию поместить плоский объект контроля в виде металлического листа или фольги. В большинстве литературных источников для упрощения расчётов толщина пластины предполагается нулевой. Интервальная оценка электрической емкости такой уединённой пластины приведена в [23], приближенное значение, найденное методом средних потенциалов, можно рассчитать по формуле:
о л
С0 » 2л££о52
а^Ь^Аяк— + Ь2аА$к — + -(а]3 +б]3)---(а|2 +Ь})2 Д| Ъ 3
(2.7)
где: 5 = а-Ьа,Ь- стороны прямоугольной пластины.
Объемные тела могут быть выполнены в виде сплошных проводников и в виде оболочек. Оболочки эквивалентны в электростатических системах сплошным проводникам той же формы [23], поэтому далее они будут рассматриваться без разделения. Основные типы объектов контроля объемного типа - сейфы, решетки на окнах, искусственные металлические емкости.
2.2 Оценка влияния геометрических характеристик рабочего электрода емкостного преобразователя на параметры математической модели.
Рассмотрим две модели помещений, в которые могут быть установлены охранные системы. В качестве ёмкостного датчика используется металлическая дверь площадью б) = а ■ Ь. Моделью человека упрощенно можно считать прямоугольную проводящую пластину 5*2 = а2
Модель №1 соответствует установке охранной системы в длинном коридоре с диэлектрическими стенами с коэффициентом отражения к
На рисунке 2.2-а изображена изометрическая проекция рассматриваемой модели. Расчётная модель изображена на рисунке 2.1-с, где: