全方位防盗防火保安装置 一种涉及空间全方位防盗防火保安装置。
已有防盗报警装置，其传感器普遍存在检测范围小，有死角及安装受限的缺陷，而且传感器的灵敏度通常采用模拟电路调整，因此，其检测灵敏度不但随探测距离变化，而且随季节(温度)变化，容易产生误报和漏报。近年来，利用相位相关原理制成的超声防盗报警器，则必须使用多个探头或传感器，安装不便，造价亦高，又缺少防火报警功能。通常具备防盗防火两种功能的保安装置，至少需要两只传感器和相应的设备。
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种探测灵敏度不随季节(温度)和接收信号幅度(探测距离变化的稳定可靠的报警装置。
本发明的目的还在于提供一种兼有防盗和防火、实现一机多用的多功能报警装置和方法。
为了便于理解本发明，简要地叙述一下其原理是必要的：由振荡器产生超声单频正弦波信号，经放大推动高频扬声器向空间辐射，声波在封闭的空间内经多面反射，在整个空间形成驻波声场，在无干扰(即无活动目标)时，空间声场处于稳态，即空间各点驻波的波节、波腹基本稳定，此时在固定位置上的接收传感器所接收的信号幅度基本不变。反之，当空间某处声场受到干扰，就会导致整个声场的波节和波腹的重新分布，致使接收传感器接收的信号幅度随之产生变化，且其幅度的变化频率与声场内目标的运动速度成正比(激发声源信号频率一定时)。研究发现，同样当该声场内某处的温度变化与周围空间形成一定温度梯度时，即声速的局部跃变及其产生的局部声折射和气流的影响也会导致稳定声场地重新分布，也将致使接收传感器幅度变化频率与此处的温度梯度成正比。
本发明是这样实施的：设置由振荡器、功率放大器和一个或多个高频扬声器构成的发射装置，在被监测空间建立驻波声场；经由接收传感器接收的声信号通过选频放大器放大后进行检波并分两路输出：一路送低通滤波器获得模/数转换电路的参考电平；另一路送高通滤波器，与低通滤波器输出的参考电平构成模/数转换器电路的过零检测信号，参考电平自动跟踪接收传感器所接收的信号幅度变化，经模/数转换器，输出与外界声场变化成正比的数字信号，以保证探测灵敏度不随季节(温度)及接收信号幅度(探测距离)的变化而改变。即由高、低通滤波器和模/数转换器组成了一种检测灵敏度自动调整电路。再经由整形电路整形定宽后，送到一种专门设计的探测灵敏度数字(予置)控制电路进行数字处理，该电路主要由目标速度比较器、累加计数器和检测时间计数器构成，在时钟电控制下，对整形电路输出的数字信号进行比较、判断，并对装置的探测灵敏度进行数字设置。通过报警信号处理电路、外部终端接口及终端设备实现全方位报警。
下面结合附图详细给出本发明的具体实施例
图1接收装置和探测灵敏度数字控制电路方框图。
图2发射装置方框图。
图3外壳前面板布设结构示意图。
图4检测灵敏度自动调整电路原理图。
图5探测灵敏度数字(予置)控制电路原理图。
其中：1.接收传感器；2.选频放大器；3.检波器；4.高通滤波器；5.低通滤波器；6.模/数转换器；7.整形电路；8.目标速度比较器；9.累加计数器；10.检测时间计数器；11.外部装置接口；12.时钟电路；13.报警信号处理电路；14.外部终端装置；15.电源；16.振荡器；17.功率放大器；18.高频扬声器；19.发射装置；20.接收装置(电路)；21.电子控制电路；22.输出接线端子；23.外壳；24.检测灵敏度自动调整电路；25.探测灵敏度数字(予置)控制电路。
本发明由带有接收传感器1的接收装置20，建立驻波声场的发射装置19，相应的电子控制电路21，外接终端装置14和电源15五部分并由外壳23包容其中组成。
上述发射装置19是由振荡器16，功率放大器17和高频扬声器18组成，如图2所示。其中的高频扬声器18和接收传感器1设置在外壳23前、后面板上，图3为布设在前面板上的图例，但要求其辐射面和接收面露在面板外，使用时不受安装方式和位置等的限制。也可与外壳23分开，安装在监测区域内的适当位置处，如监测区域较大(仓库等场所)应该提高发射功率或在监测区内设置多个同频同相的发射装置19。显然提高发射功率并以一个或多个高频扬声器18布点为好。接收传感器1只用一个即可。
如图1所示，接收装置20是由一只接收传感器1，选频放大器2，检波器3和与之相连的两个RC滤波器——高通滤波器4和低通滤波器5，之后的模/数转换电路6和整形电路7组成。如图4所示，上述检波器3的输出信号经电容C1耦合到高通滤波器4和低通滤波器5。R5为C1的放电回路电阻，R1、R3为高、低滤波器的输入电阻，R2、R4为零偏值电阻。高、低通滤波器分别由IC1(1/2 LM353)，IC2(1/2 LM353)及外围元件构成RC滤波网络，R6C2和R7C3分别决定高、低通滤波器的时间常数，且有R7C3》R6C2。高通滤波器4和低通滤波器5的信号由IC1和IC2的输出端输出，经与模/数转换器的输入端串联的电阻R8、R9和二极管D1、D2(与模/数转换器6的输入端反向并联)组成的保护电路送入IC3(LM339)的两个输入端构成模/数转换器的过零检测信号。模/数转换器6的输出端与同相输入端之间跨接电阻R10，构成正反馈同相比较器，与电源15正端连接的R11为上拉电阻。模/数转换器6输出的数字信号通过整形电路7进行整形、定宽，以防误记数。
上述接收传感器1可以选用驻极体微音器，而高频扬声器18宜选用磁流体扬声器。
如图1所示，上述电子控制电路21主要由对装置的灵敏度进行数字设置的探测灵敏度数字(予置)控制电路25，时钟电路12，对报警时间的长短等进行设置的报警信号处理电路13和能够启动外部终端装置14的外部装置接口11组成。其中，目标速度比较器8、累加计数器9和检测时间计数器10构成的探测灵敏度数字控制电路，如图5所示。在时钟电路12的控制下，对整形电路7输出的数字信号进行处理并确定装置的探测灵敏度。如图5所示，时钟电路12输出的时钟脉冲信号，一路送IC4、IC5的复位端R控制目标速度比较器8的计数控制门；另一路送检测时间计数器10进行时间计数。其中上述目标速度比较器8由IC5、拨码开关(或拨位开关)B1、IC4及外围元件组成。IC4的D端与 Q端相连，CP端接地，构成R-S双稳态触发器。其复位端R和输出端Q通过隔离二极管D4、D3加至IC5的复位端，以控制IC5的开门计数与清零。检测时间计数器10的输出端A3，一路通过隔离二极管D5与IC6的复位端相连，以清除累加计数器9的计数；另一路则通过延时电路R16C4和两极反相器IC8(CD40106)与IC7的复位端R相连，使检测时间计数器清零，以便于按拨码开关B3所予置的时间重复循环检测。集成组件IC5、IC6、IC7为BCD计数器，将其时钟端CP接地，信号由使能端EN输入，构成下降沿计数器；其输出端Q0～Q3与拨码开关(或拨位开关)的输入端20～23对应相连，拨码开关B1、B2、B3的输出端A1、A2、A3通过电阻R13、R14和R15与电源15相连，构成一种灵敏度数字控制电路25。
上述报警信号处理电路13的输入端与累加计数器9的拨码开关B2的输出端A2相连，其输出经由外部装置接口11及设在面板上的输出接线端子22与外部终端装置14相连。输出接线端子22有多个，可以根据需要与声光报警器、摄象机和计算机监测装置等外部终端装置相连实现报警。
本发明提供了在封闭空间内建立驻波声场，并利用目标运动或烟雾火焰引起声场变化时，通过声接收传感器和相应电子控制电路及外部终端装置监测与处理这种变化的信号，实现了防火、防盗全方位探测报警的新方法。
综上所述，本发明公开了一种利用驻波声场的变化同时防火防盗的方法和装置，不但实现了当有烟雾火焰或入侵目标时的全方位探测，而且其检测灵敏度不随距离和季节(温度)的变化而变化，消除了误报和漏报，稳定可靠，安装方便，价格便宜，是人们久日期盼的理想报警装置。