声学运动传感器。方案、说明

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文章评论

许多防盗报警系统的运行都基于一个非常简单的原则：非正常时间保护区内不应有任何活动。为了检测它，房间“充满”辐射——通常是无线电或声波。光线经过房间内墙壁和物体的反复反射后，到达接收器。环境的任何变化都会引起接收信号的调制，从而修复传感器。

与使用无线电波的传感器相比，这种类型的声学（超声波）传感器具有相当显着的优势 - 它们不会向“空气”发射任何东西，不需要安装和操作许可。我们向读者提供了其中一款传感器的描述，该传感器相对简单且灵敏，足以保护面积达 20 平方米的房间。

与声学传感器不同，声学传感器的描述已发表在《Radio》杂志上 [1 - 3]，所提出的传感器的工作原理略有不同，并受专利保护 [4]。

主要技术特点

声音频率，千赫兹...... 10
辐射声功率，mW，不再......5
电源电压（常数），V......10...16
待机功耗，mW......120
尺寸，毫米......150x50x30

输出电路是“干”继电器触点，此外，操作通过 LED 发光发出信号。

该装置的方案如图所示。一。

声学运动传感器
（点击放大）

压电麦克风BM1.1连接到运算放大器DA1.2和DA1上的放大器的输入端，压电发声器BF1连接到输出端。结果，放大器被通过受控气体体积的声反馈覆盖，从而导致系统中发生自振荡。它们的频率取决于元件（主要是麦克风和发射器）的频率响应和相位响应以及受保护场所的声学特性。振荡幅度由二极管 VD2、VD3 上的检测器和 DA2 K176LP1 微电路元件之一上的放大器的 AGC 系统保持恒定。 AGC 控制元件是同一微电路中的独立场效应晶体管，其漏极-源极部分包含在运算放大器 DA1.1 和 DA1.2 级联的本地反馈电路中。

如果任何物体（入侵者）在传感器的敏感区域内移动，则其反射的声波的衰减和延迟会发生变化，从而导致传感器产生的振荡幅度发生变化。 R7C10和R6C1C6电路设置AGC环路的频率特性，这对于传感器在各种条件下稳定工作同时有效跟踪信号幅度的变化是必需的。

AGC 放大器输出端由运动引起的交流电压分量被馈送到比较器 DA1.3 的输入端。响应阈值由微调电阻器 R8 设置。 HL1 LED 通过缓冲放大器连接到比较器的输出，该缓冲放大器由 DD1 微电路的两个并联元件组成，闪烁以指示保护区内的移动。

此外，来自元件DD1.1和DD1.2输出的信号启动元件DD1.3和DD1.4上的单个振动器，其脉冲打开晶体管VT2上的钥匙，导致继电器K1操作。仅当DD13元件的输入1.4为高逻辑电平时，单个振动器才产生脉冲。由于采用了 R14C16 电路，只有在上电一段时间后才会达到该电平，从而使传感器有机会进入稳定状态而不发出警报。

如果警报脉冲重复得太频繁，则电容器 C16 通过电阻器 R16 和二极管 VD5 放电，从而阻止单个振动器的启动并防止继电器 K1 不必要的跳闸。因此，实现了中继资源和功耗的显着节省。

电源电压稳定器是根据一种有些不寻常的方案构建的，在负电路中有一个调节晶体管 VT1，这使得减少器件中的部件数量成为可能。二极管 VD1 可防止电源极性连接错误。

传感器外观如图所示。 2.它被组装在放置在聚苯乙烯等绝缘材料中的印刷电路板上。 BM1 麦克风和 BF1 换能器安装在外壳顶盖上，通过 3 毫米厚的泡沫橡胶垫圈与外壳和彼此之间进行声学隔离。发射器和麦克风之间的距离越大，传感器的灵敏度越高。在作者的设计中它是100毫米。同一盖子上有一个用于 HL1 LED 的孔。

声学运动传感器

BF1和BM1使用由Alfa-Optim企业（伏尔加格勒）制造的相同VUTA-1压电换能器。用频率更高、更灵敏的传感器代替它们是可取的，但这需要对传感器进行一些修改，从而改变自动生成电路的频率特性。

传感器配置有氧化电容K50-35、陶瓷电容K10-17、电阻MLT-0,125、继电器RES55A（通行证RS4.569.600-01）。 KT361B晶体管可以用KT361G、KT361E等低功耗硅pn-p结构代替。

当调节传感器的灵敏度（用调谐电阻R8）时，有时需要交换DA12元件的结论13和1.3才能达到期望的结果。

文学

Will W. 超声波自动防护装置。 - 广播，1996 年，第 1 期，p。 52-54。
Volkov A. 用于安全警报的超声波传感器。 - 电台，1996 年，第 5 期，第 54 页。 56-XNUMX。
Koinov A. 超声波安全装置。 - 广播，1998 年，第 7 期，p。 42.
Guskov V.，Guskova M。一种用于确定填充有弹性介质的体积状态变化的方法，以及用于其实现的设备（选项）。 - 俄罗斯联邦专利号2104494 MKI 6G 01D1 / 18，26年1995月10日声明，1998年XNUMX月XNUMX日公布

作者：V.Guskov、V.Sviridov、Samara

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