Пристрій для виявлення рухомих об’єктів

Винахід належить до галузі електротехніки. а точніше, до пристроїв виявлення рухомих об'єктів з генератором на діоді Ганна, І може бути використаний для датчиків наявності руху в автоматизованих дверях. Відомі пристрої для виявлення рухомих об'єктів, які містять надвисокочастотний (НВЧ) випромінювачприймач, який містить резонансну камеру з діодом Ганна І приймаючий НВЧ-елемент (змішуючий НВЧ-діод або сам діод Ганна), вихід якого через фільтр сигналу з частотою доплерівського зсуву з'єднаний з входом підсилювача змінної напруги [І]. Недоліком цих пристроїв є низька точність виявлення рухомих об'єктів, так як вони чутливі до постійної зовнішньої завади. яку не дають контрольовані об'єкти, наприклад, до вібрації конструкцій, до яких закріплений сам пристрій; так як вібрація самого пристрою сприймається як наявність руху. Найближчим по технічній суті е відомий пристрій для виявлення рухомих об'єктів, який містить надвисокочастотний (НВЧ) випромінювач-приймач, який містить резонансну камеру з діодом Ганна і прийомний НВЧ-елемент, вихід якого через фільтр сигналу з частотою доплерівського зсуву з'єднаний з входом підсилювала змінної напруги, пороговий блок, вхід якого з'єднаний з виходом фільтра змінної напруги, ви хід порогового блока з'єднаний з входом блока затримки, вихід якого з'єднаний з входом ключового елемента, виходи якого є виходами пристрою для виявлення рухомих об'єктів [2]. Недоліком прототипу є низька точність виявлення рухомих об'єктів в результаті його чутливості до постійної зовнішньої завади, що не забезпечує виявлення рухомих об'єктів при їх появі в контрольованій зоні у випадку установлення його на постійно вібруючих конструкціях або при наявності постійно вібруючих елементів в контрольованій ним зоні, так як зовнішня завада сприймається як наявність руху контрольованого об'єкту. В прототипі відсутні те хнічні засоби і рішення, які виключають цей недолік. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою для виявлення рухомих об'єктів, в якому підвищення точності виявлення рухомих об'єктів забезпечується завдяки його нечутливості до постійної зовнішньої завади і за рахунок цього забезпечується виявлення рухомих об'єктів в контрольованій зоні у випадку установлення його на постійно вібруючих конструкціях або при наявності постійно вібруючих елементів в контрольованій ним зоні. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для виявлення рухомих об'єктів. який містить надвисокочастотний (НВЧ) випромінювач-приймач, який містить резонансну камеру з діодом Ганна і прийомний НВЧ-елемент, вихід якого через фільтр сигналу з частотою доплерівського зсуву з'єднаний з входом підсилювача зміно, напруги, пороговий блок, вхід якого з'єднаний з виходом фільтра змінної напруги, ви хід порогового блока з'єднаний з входом блока затримки, вихід якого з'єднаний з входом ключового елемента, виходи якого є виходами пристрою для виявлення рухомих об'єктів, додатково уведений детектор додатньої напруги. Інтегратор, подільник напруги, блок вибрання максимальної напруги і обмежувач напруги, при цьому вхід детектора додатньої напруги з'єднаний з виходом підсилювача змінної напруги, а вихід - з входом інтегратора і через подільник напруги з першим входом блока вибрання максимальної напруги, ви хід інтегратора з'єднаний з виходом обмежувача напруги і з другим входом блока вибрання максимальної напруги, вихід якого з'єднаний з входом фільтра змінної напруги. Суть винаходу пояснюється графічними матеріалами, де на фіг. 1 приведена структурна схема пристрою для виявлення рухомих об'єктів, на фіг. 2 - приклад схеми блока затримки, на фіг. 3 - приклад схеми ключового елементу. Пристрій для виявлення рухомих об'єктів (фіг. 1) містить надвисокочастотний (НВЧ) випромінювач-приймач 1, який містить резонансну камеру з діодом Ганна 11 І прийомний НВЧ-елемент 12, вихід якого через фільтр 2 сигналу з частотою доплерівського зсуву з'єднаний з входом підсилювача 3 змінної напруги, пороговий блок 4, вхід якого з'єднаний з виходом фільтра 5 змінної напруги, вихід порогового блока 4 з'єднаний з входом блока 6 затримки, вихід якого з'єднаний з входом ключового елемента 7, виходи 81, 82 якого є виходами пристрою для виявлення рухомих об'єктів, а також детектор 9 додатньої напруги. Інтегратор 10, подільник 11 напруги, блок 12 вибрання максимальної напруги і обмежувач 13 напруги, при цьому вхід детектора 9 додатньої напруги з'єднаний з виходом підсилювача 3 змінної напруги, а ви хід - з входом інтегратора 10 І через подільник 11 напруги з першим входом блока 12 вибрання максимальної напруги, вихід інтегратора 10 з'єднаний з виходом обмежувача 13 напруги і з другим входом блока 12 вибрання максимальної напруги, вихід якого з'єднаний з входом фільтра 5 змінної напруги, крім цього комутаційні шини 14... 23. Детектор 9 додатньої напруги містить Діод 24. Інтегратор 10 містить резистор 25, конденсатор 26. Подільник 11 напруги містить змінний резистор 27. Блок 12 вибрання максимальної напруги містить перший 28 і другий 29 діоди, резистор 30. Обмежувач 13 напруги містить змінний резистор 31, діод 32. Фільтр 5 змінної напруги містить конденсатор 33. Пороговий блок 4 містить Інвертор 34, змінний резистор 35. Блок 6 затримки (фіг. 2) містить Інвертор 36, конденсатор 37, діод 38, змінний резистор 39. Ключовий елемент 7 (фіг. 3) містить елемент 40 підсилення, оптопару41, резистори 42, 43, діодний міст 44. Пристрій для виявлення рухомих об'єктів (фіг. 1) працює таким чином. Діод Ганна 11, який є в резонансній камері НВЧ випромінювача-приймача 1, забезпечує мікрохвильове опромінювання рухомого об'єкту, від якого відбите опромінювання повертається в НВЧ випромінювач-приймач 1. На прийомному НВЧ-елементі 12 (наприклад, змішуючому діоді-НВЧ) виділяється напруга з різницею частоти падаючої і відбитої від рухомого об'єкта хвилі, тобто напруга з частотою до-плерівського зсуву. При наявності рухомого об'єкта з прийомного НВЧ-елемента 12 напруга надходить на фільтр 2 сигнала з частотою доплерівського зсуву, з якого виділена низькочастотна напруга, частота якої пропорційна швидкості руху об'єкта, надходить на підсилювач 3 змінної напруги, який цю напругу підсилює. Детектор 9 додатньої напруги зрізає від'ємну складову напруги на ви ході підсилювача 3 змінної напруги. Таким чином, на виході детектора 9 додаткової напруги буде підсилена підсилювачем 3 змінної напруги додатня напруга, яка надходить на інтегратор 10, а також на подільник 11 напруги, з виходу якого зменшена по амплітуді ця напруга надходить по комутаційній шині 18 на перший вхід блока 12 вибрання максимальної напруги. З виходу інтегратора 10 проінтегрована його вхідна напруга надходить по комунаційній шині 19 на другий вхід блока 12 вибрання максимальної напруги, величина якої обмежується обмежувачем 13 напруги. При відсутності р ухомого об'єкту на перший вхід блока 12 вибрання максимальної напруги надходить напруга, яка відповідає статичному зовнішньому руху, що не дають контрольовані об'єкти, а на другий вхід інтегрована напруга, значення якої перевищує амплітудне значення напруги, яка надходить на його перший вхід. що забезпечується подільником 11 напруги. При цьому обмежувач напруги 13 не обмежує напругу, на виході Інтегратора 10, що забезпечується настроюванням його змінного резистора 31. Відповідно, на виході блока 12 вибрання максимальної напруги буде виділена напруга, яка надходить з Інтегратора 10, яка не містить змінної складової І, таким чином, на виході фільтра 5 змінної напруги змінна напруга відсутня І на ви ході порогового блока 4 буде нульовий логічний рівень, що забезпечується настроюванням його змінного резистора 35. При наявності рухомого об'єкта в контрольованій зоні на перший вхід блока 12 вибрання максимальної напруги надходить напруга, яка відповідає сумарному рухові статичного зовнішнього руху, що не дають контрольовані об'єкти, і руху ци х об'єктів, а на другий вхід - напруга, яка надходить з обмежувача 13 напруги, так як вона обмежує Інтегровану напругу на виході інтегратора 10. В цьому випадку напруга на виході подільника 11 напруги буде перевищувати значення обмежуючої напруги І, відповідно. на виході блока 12 вибрання максимальної напруги буде напруга, яка містить змінну складову, що надходить з подільника 11 напруги. Таким чином, з вихода фільтра 5 змінної напруги змінна складова цієї напруги надходить на вхід порогового блока 4, на виході якого при цьому буде одиничний логічний рівень, при наявності якого на виході блока 6 затримки на відключення буде нульовий логічний рівень. При надходженні на вхід ключового елемента 7 нульового логічного рівня, він комутує ви хідні шини 81, 82. На схемі пристрою (див. фіг. 1) показана форма сигналів, що проходять в електричному колі схеми пристрою: зверху - при наявності рухомого об'єкта в контрольованій зоні, а знизу - при відсутності рухомого об'єкта І наявності тільки статичного зовнішнього руху, що не дають контрольовані об'єкти. В пристрої забезпечуються наступні регулювання при наявності тільки статичного зовнішнього руху: змінним резистором 27 подільника 11 напруги встановлюють на його виході напругу, амплітудне значення якої трохи менше від напруги на виході Інтегратора 10, змінним резистором 31 обмежувача 13 напруги на його виході встановляють напругу, яка трохи більша від напруги на виході Інтегратора 10, при цьому діод 32 обмежувача 13 напруги закритий; змінним резистором 35 порогового блока 4 встановлюють напругу, яка трохи перевищує рівень спрацювання його інвертора 34, що контролюється наявністю логічного нуля на виході порогового блока 4. Пунктирною лінією на діаграмах сигналів на вході порогового блока 4 показаний пороговий рівень спрацювання інвертора 34. Змінним резистором 39 блока 6 затримки на відключення встановлюють необхідну тривалість комутації ви хідних шин 81, 82 після закінчення руху в контрольованій зоні. Фільтр 2 сигнала з частотою доплерівського зсуву містить конденсатор (на фіг. 1 не показаний), через який проходить сигнал на вхід підсилювача 3 змінної напруги. Виконання підсилювача 3 змінної напруги базується на операційних підсилювачах згідно типових схем з регулюванням коефіцієнта підсилення. Таким чином, при наявності статичного зовнішнього руху, що не дають контрольовані об'єкти, змінними резисторами 27, 31 і 35 завжди можна встановити на виході порогового блока 4 рівень логічного нуля, який забезпечує постійну чутливість до руху контрольованих об'єктів. Завдяки цьому запропонований пристрій функціонує 1 при встановленні його на вібруючих конструкціях, або при постійно вібруючих конструкціях в контрольованій зоні, тобто, при наявності статичного зовнішнього руху, що не дають контрольовані об'єкти, 1 дає достовірну Інформацію про наявність їх в контрольованій зоні. Таким чином, в порівнянні з відомими пристроями для виявлення рухомих об'єктів запропонований пристрій має більшу точність виявлення рухомих об'єктів.