[go: up one dir, main page]

RU2263969C2 - Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone - Google Patents

Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone Download PDF

Info

Publication number
RU2263969C2
RU2263969C2 RU2001123790/09A RU2001123790A RU2263969C2 RU 2263969 C2 RU2263969 C2 RU 2263969C2 RU 2001123790/09 A RU2001123790/09 A RU 2001123790/09A RU 2001123790 A RU2001123790 A RU 2001123790A RU 2263969 C2 RU2263969 C2 RU 2263969C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
control
radiation
reflected echo
solid
Prior art date
Application number
RU2001123790/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001123790A (en
Inventor
В.А. Подгорнов (RU)
В.А. Подгорнов
А.Ю. Брызгалов (RU)
А.Ю. Брызгалов
В.Р. Казаков (RU)
В.Р. Казаков
Original Assignee
Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академика Е.И. Забабахина (РФЯЦ - ВНИИТФ)
Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академика Е.И. Забабахина (РФЯЦ - ВНИИТФ), Министерство Российской Федерации по атомной энергии filed Critical Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академика Е.И. Забабахина (РФЯЦ - ВНИИТФ)
Priority to RU2001123790/09A priority Critical patent/RU2263969C2/en
Publication of RU2001123790A publication Critical patent/RU2001123790A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263969C2 publication Critical patent/RU2263969C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: technology for tracking presence of guarded object.
SUBSTANCE: through solid sound guide in form of elongated body with one or more full tears or profiled partial tears, fixed by controlled objects presence, in direction towards position of protected object a probing ultrasound pulse is sent, reflected echo-signal is received, passing through same environment, absolute value of difference of reflected echo signal is calculated, appropriate for probing ultrasound pulse at the moment of control, and reflected echo-signal, taken as standard, this difference is integrated during a certain time and received result is compared to threshold value. If result exceeds threshold value, intrusion presence is considered detected.
EFFECT: higher precision, higher efficiency.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к средствам контроля охраняемых объектов, в частности к средствам, обеспечивающим дистанционное слежение за наличием или отсутствием объекта в установленном месте, и предназначено для контроля за несанкционированным перемещением объекта в пределах зоны контроля или за ее пределы.The invention relates to means of monitoring protected objects, in particular to means providing remote monitoring of the presence or absence of an object in a fixed place, and is intended to control unauthorized movement of an object within or outside the control zone.

Для того чтобы обеспечить дистанционный контроль за одним или несколькими объектами, помещенными в зону контроля, имеющую ограниченную возможность доступа, как правило, используют различные виды излучения, реагирующие на наличие или отсутствие объекта в зоне контроля. Часто используют ультразвуковое излучение.In order to provide remote monitoring of one or more objects placed in a control zone with limited access, as a rule, various types of radiation are used that respond to the presence or absence of an object in the control zone. Often use ultrasonic radiation.

Известен способ контроля вторжения, заключающийся в излучении ультразвуковых импульсов в охраняемую зону, приеме отраженных сигналов, анализе спектра частот принятых сигналов и выявлении частот, отличных от частот излучаемого сигнала, появление которых вызвано перемещением объекта в зоне контроля (заявка Франции №2096792, МПК G 08 B 13/00, опубл. 1972).There is a method of controlling the intrusion, which consists in emitting ultrasonic pulses into the protected area, receiving reflected signals, analyzing the frequency spectrum of the received signals and identifying frequencies other than the frequencies of the emitted signal, the appearance of which is caused by the movement of the object in the control zone (French application No. 2096792, IPC G 08 B 13/00, publ. 1972).

Недостаток заключается в необходимости использования сложной анализирующей аппаратуры.The disadvantage is the need to use sophisticated analyzing equipment.

Известен способ контроля распространения звуковых волн в акустической среде, заключающийся в формировании несущей частоты волновых колебаний, модулировании несущей частоты с целью получения частотно-модулированного сигнала, определении временного сдвига между переданным и принятым модулированным сигналами, регистрации изменений полученного таким образом временного интервала с целью оценки различных скоростей распространения волнового сигнала в акустической среде и формировании предупредительного сигнала при превышении указанным временным интервалом заданного значения (патент США №3946377, МПК G 08 B 13/08, публикация 1976). Такое превышение может быть вызвано произошедшим вмешательством в акустическую среду, например появлением постороннего объекта в зоне контроля.A known method of controlling the propagation of sound waves in an acoustic environment, which consists in generating a carrier frequency of wave vibrations, modulating the carrier frequency in order to obtain a frequency-modulated signal, determining the time shift between the transmitted and received modulated signals, recording changes in the time interval thus obtained in order to evaluate various the propagation velocity of the wave signal in the acoustic environment and the formation of a warning signal when exceeding the specified the time interval of the set value (US patent No. 3946377, IPC G 08 B 13/08, publication 1976). Such an excess can be caused by an intervention in the acoustic environment, for example, the appearance of a foreign object in the control zone.

Недостаток заключается в пониженной точности контроля при не ярко выраженных нарушениях, например при перемещении объекта в пределах зоны контроля.The disadvantage is the reduced accuracy of the control with not pronounced violations, for example, when moving an object within the control zone.

В качестве прототипа выбран способ обнаружения изменений в охраняемой зоне, заключающийся в излучении импульса акустической энергии, например ультразвуковой, от источника через среду, передающую это излучение по направлению к месту размещения контролируемого объекта, и анализе контрольной зарегистрированной информации, причем этот анализ включает в себя измерение интервала времени между моментом излучения и моментом поступления отраженного эталонного импульса на приемник, а также измерение интервала времени между моментом излучения контрольного импульса и моментом поступления отраженного импульса на приемник, сравнение указанных интервалов путем вычисления разности между ними и генерирование предупредительного сигнала (патент США №4242743, МПК G 08 B 13/16, публикация 1980).As a prototype, the method of detecting changes in the protected area, which consists in the emission of an acoustic energy pulse, such as ultrasound, from a source through a medium transmitting this radiation towards the location of the controlled object, and analysis of the control recorded information, is selected, and this analysis includes measurement the time interval between the moment of radiation and the moment of arrival of the reflected reference pulse at the receiver, as well as the measurement of the time interval between the moment of radiation I test pulse and the instant of receipt of the reflected pulse at the receiver, comparing said intervals by calculating the difference therebetween and generating a warning signal (U.S. Patent №4242743, MPK G 08 B 13/16, Publication 1980).

Недостатком является то, что отраженный сигнал, как правило, содержит множественные гармоники, затрудняющие определение точного момента времени отражения, что вносит определенную погрешность в результат контроля. Кроме того, с течением времени параметры среды, через которую передается ультразвуковое излучение, могут меняться и это также вносит дополнительную погрешность в результат контроля.The disadvantage is that the reflected signal, as a rule, contains multiple harmonics that make it difficult to determine the exact moment of time of reflection, which introduces a certain error in the control result. In addition, over time, the parameters of the medium through which the ultrasonic radiation is transmitted can change and this also introduces an additional error in the control result.

Задача стоит в создании способа, обеспечивающего высокую точность определения присутствия или отсутствия контролируемых объектов на определенном месте независимо от изменения или флуктуации параметров среды с течением времени.The task is to create a method that provides high accuracy in determining the presence or absence of controlled objects in a certain place, regardless of changes or fluctuations in environmental parameters over time.

Поставленная задача решается тем, что в способе ультразвукового контроля объектов, заключающемся в излучении зондирующего ультразвукового импульса от источника через среду, передающую это излучение по направлению к месту размещения контролируемого объекта, регистрации отраженного эхосигнала и анализе контрольной зарегистрированной информации, согласно изобретению в качестве среды, передающей ультразвуковое излучение, используют твердотельный звукопровод, в котором периодически возбуждают зондирующий ультразвуковой импульс, а в качестве контрольной зарегистрированной информации используют проинтегрированное за определенный промежуток времени абсолютное значение разности прошедших через твердотельный звукопровод отраженного эхосигнала, соответствующего зондирующему ультразвуковому импульсу на момент контроля, и отраженного эхосигнала, принятого за эталон, сравнивают полученный результат с предварительно определенным пороговым значением, и по полученному результату сравнения делают вывод об изменении местоположения контролируемого объекта, установленного с обеспечением звукопроводящего контакта с твердотельным звукопроводом.The problem is solved in that in the method of ultrasonic monitoring of objects, which consists in emitting a probe ultrasonic pulse from a source through a medium transmitting this radiation towards the location of the controlled object, registering the reflected echo signal and analyzing the control recorded information according to the invention as a medium transmitting ultrasonic radiation, a solid-state sound duct is used, in which a probing ultrasonic pulse is periodically excited, and in As control recorded information, the absolute value of the difference between the reflected echo signal transmitted through the solid-state sound duct corresponding to the probing ultrasonic pulse at the time of monitoring and the reflected echo signal accepted as the standard is used, and the result obtained is compared with a predetermined threshold value, and the obtained comparison result conclude that the location of the controlled object changes, setting Nogo ensuring sound-conducting contact with twin-turbo solid.

В качестве эталона может быть использован сохраняемый в памяти отраженный эхосигнал, соответствующий заведомо исходному состоянию контролируемого объекта. Это будет, так называемый, постоянный эталон.As a reference, a reflected echo signal stored in the memory corresponding to the obviously initial state of the controlled object can be used. This will be the so-called permanent standard.

Однако эталон может быть «плавающим». В этом случае в качестве эталона используют отраженный эхосигнал, возникающий при воздействии зондирующего ультразвукового импульса, являющегося контрольным в предыдущем цикле контроля.However, the reference may be floating. In this case, the reflected echo signal arising from the action of the probe ultrasonic pulse, which is the control signal in the previous control cycle, is used as a reference.

В другом варианте реализации вводят дополнительные один или более эталонов, разнесенные друг относительно друга на заданное количество циклов контроля, вычисляют дополнительные значения разностей отраженного эхосигнала на момент контроля и дополнительных эталонов, интегрируют их за тот же промежуток времени и последовательно сравнивают полученные результаты с пороговым значением.In another embodiment, additional one or more standards are introduced, spaced relative to each other by a predetermined number of control cycles, additional values of the differences of the reflected echo signal at the time of monitoring and additional standards are calculated, they are integrated over the same period of time, and the results are successively compared with the threshold value.

Технический результат заключается в следующем. Твердотельный материал звукопровода слабо меняет свои звукопроводящие свойства с течением времени. Но вместе с тем, зондирующее ультразвуковое излучение реагирует на изменение пограничных состояний, отвечающих за его отражение. Отраженный сигнал имеет ярко выраженные отличия в исходном состоянии и в состоянии произошедшего вмешательства. Однако сам эхосигнал представляет собой набор разнообразных гармоник и флуктуаций на фоне основной гармоники, что представляет определенную трудность для процедуры сравнения. Интегрирование разности двух эхосигналов: контрольного и эталонного за определенный промежуток времени дает усредненную абсолютную величину, являющуюся наиболее оптимальной для организации процесса сравнения, результат которого воспринимается наиболее однозначно. Действительно, если произошло даже незначительное вмешательство, например объект был перемещен на другое место в пределах зоны контроля, разность отраженных эхосигналов, текущего и исходного, претерпит существенные изменения по сравнению с аналогичной разностью, выбранной за пороговое значение. Тем не менее, за достаточно большой промежуток времени отраженный эхосигнал, соответствующий исходному состоянию, претерпит некоторые изменения из-за нестабильности флуктуаций и паразитных гармоник. В этом случае целесообразно использовать «плавающий» эталон, который соответствует времени контроля. Если позволяет память запоминающего устройства, то эталонов может быть несколько, чтобы наиболее точно определить момент произошедшего вмешательства при разумной частоте опроса.The technical result is as follows. The solid material of a sound duct changes slightly its sound conductive properties over time. But at the same time, probing ultrasonic radiation reacts to a change in the boundary states responsible for its reflection. The reflected signal has pronounced differences in the initial state and in the state of the intervention. However, the echo signal itself is a set of various harmonics and fluctuations against the background of the fundamental harmonic, which presents a certain difficulty for the comparison procedure. Integration of the difference between two echo signals: the control and the reference for a certain period of time gives an average absolute value, which is the most optimal for organizing the comparison process, the result of which is perceived most unambiguously. Indeed, if even a minor intervention has occurred, for example, an object has been moved to another place within the control zone, the difference between the reflected echo signals, the current and the original, will undergo significant changes compared to the similar difference selected for the threshold value. Nevertheless, over a sufficiently long period of time, the reflected echo signal corresponding to the initial state will undergo some changes due to the instability of fluctuations and spurious harmonics. In this case, it is advisable to use a "floating" standard, which corresponds to the control time. If the memory allows the memory device, then there may be several standards in order to most accurately determine the moment of the intervention at a reasonable polling frequency.

В качестве прототипа устройства для ультразвукового контроля одного или нескольких объектов, размещенных заданным образом в зоне хранения, выбрано устройство, содержащее один или более ультразвуковых передатчиков, осуществляющих передачу ультразвукового излучения в одном или более направлениях, среду, передающую ультразвуковое излучение к области размещения контролируемых объектов, один или более ультразвуковых приемников отраженного излучения и блок управления и анализа зарегистрированных с выходов указанных приемников сигналов (европейский патент №0018206, МПК G 08 B 13/16, G 21 C 19:06, публ. 1980 г.).As a prototype of a device for ultrasonic monitoring of one or more objects placed in a predetermined manner in the storage area, a device is selected that contains one or more ultrasonic transmitters that transmit ultrasonic radiation in one or more directions, a medium that transmits ultrasonic radiation to the area of placement of the controlled objects, one or more ultrasonic reflected radiation receivers and a control and analysis unit for the signal registered from the outputs of said receivers (European Patent №0018206, MPK G 08 B 13/16, G 21 C 19:06, publ. 1980 YG).

Недостаток устройства заключается в том, что в качестве звукопередающей среды используется вода или воздух, свойства которых могут очень заметно изменяться от внешних условий. Кроме того, такое устройство не обладает достаточно высокой чувствительностью, что снижает достоверность контроля.The disadvantage of this device is that water or air is used as a sound-transmitting medium, the properties of which can vary very significantly from external conditions. In addition, such a device does not have a sufficiently high sensitivity, which reduces the reliability of the control.

Задача заключается в создании устройства, обладающего расширенными возможностями применения, высокой достоверностью контроля и повышенной чувствительностью.The task is to create a device with advanced features, high reliability control and increased sensitivity.

Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве контроля объектов, размещенных заданным образом в зоне хранения, содержащем один или более ультразвуковых передатчиков, осуществляющих передачу ультразвукового излучения в одном или более направлениях, среду, передающую ультразвуковое излучение к области размещения контролируемых объектов, один или более ультразвуковых приемников отраженного излучения и блок управления и анализа зарегистрированных с выходов указанных приемников сигналов, согласно изобретению, среда, передающая ультразвуковое излучение выполнена в виде твердотельного звукопровода с одним или более полными или частичными разрывами сплошности, устраняемыми контролируемыми объектами.The problem is solved as follows. In the device for monitoring objects placed in a predetermined manner in a storage area containing one or more ultrasonic transmitters transmitting ultrasonic radiation in one or more directions, a medium transmitting ultrasonic radiation to the area of placement of controlled objects, one or more ultrasonic reflected radiation receivers and a control unit and analysis of the signals registered from the outputs of these receivers, according to the invention, the medium transmitting ultrasonic radiation is made in e acoustic conductor solid with one or more complete or partial breaking of continuity, eliminates controlled objects.

Технический результат заключается в том, что применение подобного звукопровода повышает реакцию системы на любое перемещение контролируемого объекта даже в пределах территории хранения, т.к. при любом перемещении резко изменяются параметры звукопровода, по которому проходит зондирующее ультразвуковое излучение к объекту (или к области размещения контролируемого объекта) и отраженное излучение. При появлении разрыва в цепи прохождения ультразвука возникает эхосигнал, форма которого разительно отличается от формы отраженного эхосигнала, имевшего место при ненарушенном звукопроводе, т.е. в исходном состоянии.The technical result consists in the fact that the use of such a sound pipe increases the response of the system to any movement of the controlled object even within the storage area, because during any movement, the parameters of the sound duct through which the probing ultrasonic radiation to the object (or to the area of the controlled object) passes and the reflected radiation change sharply. When a gap appears in the ultrasound path, an echo signal arises, the shape of which is very different from the shape of the reflected echo signal that occurred with an undisturbed sound duct, i.e. in the initial state.

Твердотельный звукопровод может быть выполнен в форме протяженного тела с одним или более полными или частичными разрывами, по крайней мере, на одном конце которого установлены ультразвуковой передатчик и ультразвуковой приемник.The solid-state sound duct can be made in the form of an extended body with one or more complete or partial breaks, at least one end of which has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver.

В качестве протяженного тела могут быть использованы лента, прут или проволока.As an extended body, a tape, rod or wire may be used.

Протяженное тело может быть выполнено из отдельных отрезков, снабженных звукопроводными элементами крепления к контролируемым объектам.An extended body can be made of separate segments equipped with sound-conducting fastening elements to controlled objects.

Твердотельный звукопровод может быть выполнен в виде плоскости, профилированные частичные разрывы сплошности которой предназначены для установки контролируемых объектов из звукопроводящего материала, а ультразвуковые приемники и передатчики подсоединены к точкам плоскости с обеспечением ввода-вывода ультразвукового излучения по отношению к областям размещения контролируемых объектов.The solid-state sound duct can be made in the form of a plane, the profiled partial discontinuities of which are designed to install controlled objects from sound-conducting material, and the ultrasonic receivers and transmitters are connected to the points of the plane with the provision of input-output of ultrasonic radiation in relation to the areas of placement of the controlled objects.

Ультразвуковые передатчики и приемники и блок управления и анализа могут быть размещены вне зоны нахождения звукопровода с контролируемыми объектами, например под звукопроводящей плоскостью, и соединены с ним с помощью вспомогательных звукопроводов с обеспечением заданных геометрических условий ввода-вывода ультразвукового излучения по отношению к областям размещения контролируемых объектов.Ultrasonic transmitters and receivers and a control and analysis unit can be placed outside the zone of the sound duct with controlled objects, for example, under the sound-conducting plane, and connected to it using auxiliary sound ducts providing specified geometric conditions for the input / output of ultrasonic radiation with respect to the areas of placement of the controlled objects .

На фиг.1 схематически показано устройство, реализующее способ со звукопроводом в форме протяженного тела, на фиг.2 показаны эпюры отраженных эхосигналов, на фиг.3 приведены эпюры абсолютных разностей сигналов, на фиг.4 - результаты интегрирования разностных сигналов, на фиг.5 показан фрагмент устройства с выполнением контролируемого объекта в форме болта, ввинчиваемого в охраняемый объект. На фиг.6 схематически показано устройство со звукопроводом, выполненным в форме плоскости.Figure 1 schematically shows a device that implements a method with a sound guide in the form of an extended body, figure 2 shows a plot of the reflected echo signals, figure 3 shows a plot of the absolute differences of the signals, figure 4 shows the results of integrating the difference signals, figure 5 Shows a fragment of the device with the implementation of the controlled object in the form of a bolt screwed into the protected object. Figure 6 schematically shows a device with a sound pipe made in the form of a plane.

Устройство, реализующее способ на фиг.1, содержит звукопровод 1, выполненный в форме отрезков протяженного эксплуатационно-стойкого тела, например толстой ленты с элементами 2 для крепления к контролируемым объектам 3. В качестве элементов крепления могут быть использованы, например, магнитные наконечники, обеспечивающие надежный звуковой и механический контакт с контролируемым объектом. Материалом звукопровода может служить медь, сталь или свинец, покрытые пластиковым или иным звукопоглощающим покрытием. На обоих концах звукопровода установлены ультразвуковые приемопередатчики 4.5, соединенные с блоком 6 управления, обработки и анализа. Приемопередатчики 4, 5 и блок 6 вынесены за пределы охраняемой зоны.The device that implements the method of figure 1, contains a sound pipe 1, made in the form of segments of an extended, operation-resistant body, for example, a thick tape with elements 2 for attaching to controlled objects 3. As the fastening elements, for example, magnetic tips providing reliable sound and mechanical contact with the controlled object. The material of the sound duct can be copper, steel or lead coated with a plastic or other sound-absorbing coating. At both ends of the sound duct, ultrasonic transceivers 4.5 are connected to the control, processing and analysis unit 6. Transceivers 4, 5 and unit 6 are outside the protected area.

Способ реализуют следующим образом. Изначально контролируемые объекты 3, обладающие звукопроводящими свойствами, устанавливают в разрывы жесткого звукопровода 1, обеспечивая тем самым его непрерывность. Протяженная форма звукопровода на фиг.1 обеспечивает направленное излучение в сторону контролируемых объектов 3. Блоком управления 6 поочередно задействуют передатчики 4 ультразвукового излучения, имеющего вид отдельного импульса или пачки импульсов заданного вида (короткого цуга). При достижении ультразвуковым импульсом конца звукопровода 1 с установленными контролируемыми объектами 3 возникает отраженный эхосигнал, который возвращается на приемники 5 и передается в блок 6 (фиг.2 Uисх.). Этот сигнал обрабатывают соответствующим образом, в частности выделяют огибающую, оцифровывают и сохраняют в памяти в качестве эталонного. Если в процессе контроля исходное состояние звукопровода 1 не было нарушено, то отраженный эхосигнал практически не изменится. Если же какой-то из объектов был изъят, в звукопроводе возникнет разрыв, резко меняющий условия отражения для зондирующего импульса. В результате в блок 6 поступит отраженный эхосигнал Uизм, который имеет вид абсолютно отличный от аналогичного эхосигнала в исходном состоянии. В каждом цикле контроля при поступлении очередного зондирующего импульса вычисляют абсолютную разность соответствующего ему эхосигнала и эхосигнала, соответствующего исходному состоянию (фиг.3), и берут интеграл за время t1 (фиг.4). Если имело место изменение эхосигнала, то меняется и разность и величина интеграла, которая превышает заданный порог ∑пор. и служит сигналом вмешательства. Если же контролируемый объект не менял своего места расположения, величина этого интеграла не превышает заданный порог. Величина порога задается предварительно, исходя из набора интегралов нескольких разностных сигналов, соответствующих исходным состояниям звукопровода в разных климатических условиях контроля.The method is implemented as follows. Initially controlled objects 3 having sound-conducting properties are installed in the gaps of the hard sound duct 1, thereby ensuring its continuity. The extended shape of the sound duct in Fig. 1 provides directional radiation toward the objects being monitored 3. The control unit 6 alternately activates the ultrasonic radiation transmitters 4, having the form of a single pulse or burst of pulses of a given type (short train). When the ultrasonic pulse reaches the end of the sound pipe 1 with installed controlled objects 3, a reflected echo signal arises, which is returned to the receivers 5 and transmitted to block 6 (Fig . 2 U ref. ). This signal is processed accordingly, in particular, the envelope is extracted, digitized and stored in the memory as a reference. If during the control process the initial state of the sound duct 1 was not violated, then the reflected echo signal practically does not change. If any of the objects was removed, a gap will occur in the sound duct, which sharply changes the reflection conditions for the probe pulse. As a result, the reflected echo signal U ISM , which has the form completely different from the similar echo signal in the initial state, will enter block 6. In each control cycle, upon the arrival of the next probe pulse, the absolute difference of the corresponding echo signal and the echo signal corresponding to the initial state is calculated (Fig. 3), and the integral over time t 1 is taken (Fig. 4). If there was a change in the echo signal, then the difference and the value of the integral, which exceeds a predetermined threshold ∑ pores , change. and serves as a signal of intervention. If the controlled object did not change its location, the value of this integral does not exceed a predetermined threshold. The threshold value is predefined, based on a set of integrals of several difference signals corresponding to the initial states of the sound duct in different climatic control conditions.

Эхосигнал, соответствующий исходному состоянию, может быть не только постоянным, но и «плавающим».The echo signal corresponding to the initial state can be not only constant, but also “floating”.

В этом случае он формируется следующим образом. Например, отраженный эхосигнал, полученный в очередном цикле контроля, после соответствующей обработки сохраняют в памяти на некоторый промежуток времени и используют в следующем цикле контроля в качестве эталонного. В следующем цикле контроля после определения соответствующей разности и ее интеграла осуществляют процедуру сравнения. Если в какой-то момент времени произошло изменение параметров звукопровода, результат сравнения превысит заданный порог, что послужит причиной инициирования сигнала тревоги с хронологической привязкой ко времени произошедшего вмешательства.In this case, it is formed as follows. For example, the reflected echo received in the next control cycle, after appropriate processing, is stored in memory for a certain period of time and used in the next control cycle as a reference. In the next control cycle, after determining the corresponding difference and its integral, a comparison procedure is carried out. If at some point in time there is a change in the parameters of the sound pipe, the comparison result will exceed the specified threshold, which will cause an alarm to be triggered with a chronological reference to the time of the intervention.

При наличии большого объема памяти сравнение может вестись с несколькими «плавающими» эталонами, соответствующими отраженным эхосигналам на предыдущие моменты контроля, опережающие на заданное число тактов момент текущего контроля. При этом процедура контроля может вестись с меньшей частотой без потери хронологической информативности о произошедшем событии.In the presence of a large amount of memory, a comparison can be made with several “floating” standards corresponding to the reflected echo signals at the previous moments of control, ahead of the moment of current control by a specified number of clock cycles. Moreover, the control procedure can be conducted with a lower frequency without loss of chronological information about the event.

Варианты реализации устройства могут быть различными. Распределенные по длине звукопровода 1 разрывы могут быть сформированы за счет того, что звукопровод выполняют из отдельных отрезков провода или ленты, соединяемых друг с другом посредством зацепления с обеих сторон с контролируемыми объектами звукопроводными элементами крепления 2, например магнитами или другими элементами, обеспечивающими звукопроводящий контакт (фиг.1). В лентообразном протяженном звукопроводе могут быть выполнены отверстия, имеющие соответствующие размеры и форму для установки в них звукопроводных контролируемых объектов 3, с обеспечением неразрывного звукового контакта. Например, разрывы в протяженном звукопроводе 1 могут быть выполнены в виде отверстий, форма которых позволяет устанавливать в них болты различной конфигурации, которые, в свою очередь, являются запорными элементами для охраняемых объектов 7 и контролируемыми объектами 3 (фиг.5а, б). При извлечении болта нарушается цельность звукопровода 1, в результате чего отраженный эхосигнал существенно видоизменяется.Embodiments of the device may be different. The gaps distributed along the length of the sound duct 1 can be formed due to the fact that the sound duct is made of separate pieces of wire or tape connected to each other by means of engagement on both sides of the sound-conducting fastening elements 2, for example, magnets or other elements providing sound-conducting contact ( figure 1). In a ribbon-like extended sound duct, holes having appropriate sizes and shapes can be made for installing sound conductive objects 3 in them, providing continuous sound contact. For example, breaks in an extended sound duct 1 can be made in the form of holes, the shape of which allows you to install bolts of various configurations in them, which, in turn, are locking elements for guarded objects 7 and controlled objects 3 (Fig. 5a, b). When removing the bolt, the integrity of sound duct 1 is violated, as a result of which the reflected echo signal is substantially modified.

На фиг.6 приведено устройство, где звукопровод 1 выполнен в виде плоскости из звукопроводного материала, например из стали, в которой выполнены отверстия 2 соответствующих размеров и формы для установки в них контролируемых объектов 3, например контейнеров, содержащих опасные вещества. Передатчики и приемники 4, 5 ультразвукового излучения и блок 6 могут быть вынесены за пределы звукопровода 1 и соединены с ним с помощью вспомогательных звукопроводов 8. Например, их можно разместить под звукопроводом, в частности на дне вентиляционных колодцев. Такое размещение обеспечит удобство обслуживания аппаратуры и щадящий режим ее работы. Количество контролируемых объектов и количество приемопередатчиков должно быть достаточным, чтобы совокупность зарегистрированной информации показывала не только факт нарушения целостности звукопровода, т.е. появление в нем разрывов, вызывающих изменение отраженного эхосигнала, но и месторасположение возникшего разрыва.Figure 6 shows a device where the sound pipe 1 is made in the form of a plane made of sound-conducting material, for example, steel, in which holes 2 of corresponding sizes and shapes are made for the installation of controlled objects 3 in them, for example containers containing hazardous substances. The transmitters and receivers 4, 5 of ultrasonic radiation and the unit 6 can be moved outside the sound duct 1 and connected to it using auxiliary sound ducts 8. For example, they can be placed under the sound duct, in particular at the bottom of the ventilation wells. Such placement will provide ease of maintenance of equipment and a sparing mode of its operation. The number of monitored objects and the number of transceivers should be sufficient so that the totality of the recorded information shows not only the fact of violating the integrity of the sound pipe, i.e. the appearance of gaps in it, causing a change in the reflected echo, but also the location of the gap.

Для подтверждения работоспособности способа были проведены модельные эксперименты, сняты множественные эпюры эхосигналов, проведена их обработка и анализ. Результаты показали, что заявляемые способ и устройство обладают высокой достоверностью выявления факта изменения звукопроводящих параметров твердотельного звукопровода.To confirm the operability of the method, model experiments were carried out, multiple plots of echo signals were taken, their processing and analysis were carried out. The results showed that the claimed method and device have a high reliability of detecting the fact of a change in the sound-conducting parameters of a solid-state sound duct.

Claims (11)

1. Способ ультразвукового контроля объектов в охраняемой зоне, заключающийся в излучении зондирующего ультразвукового импульса от источника через среду, передающую это излучение по направлению к месту размещения контролируемого объекта, регистрации отраженного эхосигнала, и анализе контрольной зарегистрированной информации, отличающийся тем, что в качестве среды, передающей ультразвуковое излучение, используют твердотельный звукопровод, в котором периодически возбуждают зондирующий ультразвуковой импульс, а в качестве контрольной зарегистрированной информации используют проинтегрированное за определенный промежуток времени абсолютное значение разности прошедших через указанный твердотельный звукопровод отраженного эхосигнала, соответствующего зондирующему ультразвуковому импульсу на момент контроля, и отраженного эхосигнала, принятого за эталон, сравнивают полученный результат с предварительно определенным пороговым значением и по полученному результату сравнения делают вывод об изменении местоположения контролируемого объекта, установленного с обеспечением звукопроводящего контакта с твердотельным звукопроводом.1. The method of ultrasonic monitoring of objects in a protected area, which consists in the emission of a probe ultrasonic pulse from a source through a medium that transmits this radiation towards the location of the controlled object, registration of the reflected echo signal, and analysis of the control recorded information, characterized in that as the medium, transmitting ultrasonic radiation, use a solid-state sound duct in which a probe ultrasonic pulse is periodically excited, and as a control The registered information uses the absolute value of the difference between the reflected echo signal corresponding to the probing ultrasonic pulse at the time of monitoring and the reflected echo signal accepted as the standard, integrated over a certain time period, and the result obtained is compared with a predetermined threshold value and, based on the obtained comparison result, a conclusion is made on changing the location of the controlled object installed with both biscuits sound-conducting contact with twin-turbo solid. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эталона используют сохраняемый в памяти отраженный эхосигнал, соответствующий заведомо исходному состоянию контролируемого объекта.2. The method according to claim 1, characterized in that the reflected echo signal stored in the memory corresponding to the known initial state of the monitored object is used as a reference. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эталона используют отраженный эхосигнал, возникающий при воздействии зондирующего ультразвукового импульса, являющегося контрольным в предыдущем цикле контроля.3. The method according to claim 1, characterized in that, as a reference, a reflected echo signal is used that occurs when a probe ultrasonic pulse is used, which is a control pulse in the previous control cycle. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что вводят дополнительные один или более эталонов, разнесенные относительно друг друга на заданное количество циклов контроля, вычисляют дополнительные абсолютные значения разностей отраженного эхосигнала на момент контроля и дополнительных эталонов, интегрируют их за тот же промежуток времени и последовательно сравнивают полученные результаты с пороговым значением.4. The method according to claim 3, characterized in that additional one or more standards are introduced, spaced relative to each other by a given number of control cycles, additional absolute values of the differences of the reflected echo signal at the time of control and additional standards are calculated, integrate them for the same period of time and successively comparing the results with a threshold value. 5. Устройство для ультразвукового контроля объектов, размещенных заданным образом в зоне хранения, содержащее один или более ультразвуковых передатчиков, осуществляющих передачу ультразвукового излучения в одном или более направлениях, среду, передающую ультразвуковое излучение к области размещения контролируемых объектов, один или более ультразвуковых приемников отраженного излучения и блок управления и анализа зарегистрированных с выходов ультразвуковых приемников сигналов, отличающееся тем, что среда, передающая ультразвуковое излучение, выполнена в виде твердотельного звукопровода с одним или более полными или профилированными частичными разрывами сплошности, устраняемыми контролируемыми объектами.5. Device for ultrasonic monitoring of objects placed in a predetermined manner in the storage area, containing one or more ultrasonic transmitters that transmit ultrasonic radiation in one or more directions, a medium that transmits ultrasonic radiation to the area of placement of controlled objects, one or more ultrasonic reflected radiation receivers and a control and analysis unit for the signals recorded from the outputs of the ultrasonic receivers, characterized in that the medium transmitting ultrasound radiation, is designed as a solid acoustic line with one or more complete or partial shaped discontinuities eliminates controlled objects. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что твердотельный звукопровод выполнен в форме протяженного тела с одним или более полными или частичными разрывами, по крайней мере, на одном конце которого установлены ультразвуковой передатчик и ультразвуковой приемник.6. The device according to claim 5, characterized in that the solid-state sound duct is made in the form of an extended body with one or more complete or partial breaks, at least one end of which has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что протяженное тело выполнено в форме ленты.7. The device according to claim 6, characterized in that the extended body is made in the form of a tape. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что протяженное тело выполнено в форме прута или проволоки.8. The device according to claim 6, characterized in that the extended body is made in the form of a rod or wire. 9. Устройство по п. 5, или 6, или 7, отличающееся тем, что протяженное тело состоит из отдельных отрезков, снабженных звукопроводными элементами крепления к контролируемым объектам.9. The device according to p. 5, or 6, or 7, characterized in that the extended body consists of separate segments provided with sound-conducting fastening elements to controlled objects. 10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что твердотельный звукопровод выполнен в виде плоскости с профилированными частичными разрывами сплошности для установки контролируемых объектов из звукопроводящего материала, а ультразвуковые приемники и передатчики подсоединены к точкам плоскости с обеспечением заданных геометрических условий ввода-вывода ультразвукового излучения по отношению к областям размещения контролируемых объектов.10. The device according to claim 5, characterized in that the solid-state sound duct is made in the form of a plane with profiled partial discontinuities for the installation of controlled objects from sound-conducting material, and ultrasonic receivers and transmitters are connected to the points of the plane with the specified geometric conditions for the input / output of ultrasonic radiation in relation to the areas of placement of controlled objects. 11. Устройство по любому из пп.5-8, 10, отличающееся тем, что ультразвуковые приемники и передатчики и блок управления и анализа зарегистрированных с выходов ультразвуковых приемников сигналов размещены вне зоны нахождения твердотельного звукопровода с контролируемыми объектами, например под плоскостью размещения твердотельного звукопровода, и соединены с ним с помощью вспомогательных твердотельных звукопроводов с обеспечением ввода-вывода ультразвукового излучения по отношению к областям размещения контролируемых объектов.11. A device according to any one of claims 5 to 8, 10, characterized in that the ultrasonic receivers and transmitters and the control and analysis unit of the signals recorded from the outputs of the ultrasonic receivers are located outside the zone of the solid-state sound duct with controlled objects, for example, under the plane of placement of the solid-state sound duct, and connected to it using auxiliary solid-state sound ducts with the provision of input-output of ultrasonic radiation in relation to the areas of placement of controlled objects.
RU2001123790/09A 2001-08-27 2001-08-27 Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone RU2263969C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123790/09A RU2263969C2 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123790/09A RU2263969C2 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001123790A RU2001123790A (en) 2003-06-27
RU2263969C2 true RU2263969C2 (en) 2005-11-10

Family

ID=35865570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001123790/09A RU2263969C2 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263969C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464642C2 (en) * 2011-01-11 2012-10-20 Сергей Юрьевич Моссаковский Method for remote monitoring of objects without access to said objects and apparatus for realising said method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2257618C2 (en) * 2003-09-30 2005-07-27 Подгорнов Владимир Аминович Method for ultrasound control of objects in guarded zone

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946377A (en) * 1973-07-10 1976-03-23 Cerberus Ag Method and apparatus to monitor conduction of sonic waves in an acoustically conductive medium
US4242743A (en) * 1978-11-09 1980-12-30 General Electric Company Intrusion detection method and apparatus
RU2063703C1 (en) * 1994-04-21 1996-07-20 Владимир Эдуардович Абракитов Stereophonendoscope
RU2080824C1 (en) * 1994-04-20 1997-06-10 Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения Device for performing stereo auscultation
RU2140077C1 (en) * 1998-12-23 1999-10-20 Унитарное государственное предприятие Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева Method testing clearance between tie and railway embankment and acoustic sonde for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946377A (en) * 1973-07-10 1976-03-23 Cerberus Ag Method and apparatus to monitor conduction of sonic waves in an acoustically conductive medium
US4242743A (en) * 1978-11-09 1980-12-30 General Electric Company Intrusion detection method and apparatus
RU2080824C1 (en) * 1994-04-20 1997-06-10 Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения Device for performing stereo auscultation
RU2063703C1 (en) * 1994-04-21 1996-07-20 Владимир Эдуардович Абракитов Stereophonendoscope
RU2140077C1 (en) * 1998-12-23 1999-10-20 Унитарное государственное предприятие Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева Method testing clearance between tie and railway embankment and acoustic sonde for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464642C2 (en) * 2011-01-11 2012-10-20 Сергей Юрьевич Моссаковский Method for remote monitoring of objects without access to said objects and apparatus for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1172346A (en) Seismic streamer locator
CN102197284B (en) fibre optic acoustic sensing
CA1238110A (en) Method and arrangement for signal transmission in ultrasonic echo sounding systems
JP2008525796A (en) Radar level gauge system
US8106812B2 (en) Method and device for detection of motion of the surface of an object
RU2263969C2 (en) Method and device for ultrasound control of objects in guarded zone
US5379025A (en) Method and apparatus for seismic tornado detection
EP1288879B1 (en) Intrusion detection system using microwave barrier
RU2278378C1 (en) Method of revealing disturbances of polymer coating/metal tubes connection
JPH09282581A (en) Method and device for detecting vehicle accident in tunnel
JPH09257930A (en) Ultrasonic distance measuring device
LU100017B1 (en) A method and system for determining event-parameters of an object
CN119731512A (en) Method and apparatus for detecting shock and vibration conditions in magnetostrictive transducers
RU2257618C2 (en) Method for ultrasound control of objects in guarded zone
KR100976941B1 (en) A raid detecting method with a radiowave beam sensor
JP3518729B2 (en) Detection system, control method thereof, and recording medium
RU2668941C1 (en) Method of detecting defects in rails
CN1103717A (en) Method for increasing measuring range of ultrasonic wave range finder
JP2881494B2 (en) Double mode ultrasonic alarm
JPH0352031B2 (en)
JPS6365999B2 (en)
JPS62140084A (en) Ultrasonic object detector
KR102135121B1 (en) Reflector based FMCW radar Sensor capable of Casaded Radar Installation without Non Detecting Area and Method thereof
Crowther et al. The lifetimes, velocities and probable origin of sonic and ultrasonic noise sources on the sea surface
JPS6245600B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180828