專利名稱：防盜報警用磁性傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，具體是一種防盜報警用磁性傳感器及其輔助裝置。
背景技術：
目前家庭防盜報警用傳感器，常用的有紅外傳感器和磁控開關(門磁)兩種。安裝報警器通常采用的方案是室內重要位子裝上被動紅外傳感器，門上裝一個門磁，一旦竊賊越窗入室被紅外傳感器擦測，或門被撬開致使門磁斷開，報警器就會報警。這種方案雖然室內有竊賊時能報警，但存在嚴重的安全隱患。當深夜竊賊撬窗而入，報警器報警驚醒主人，主人難免要跟竊賊發生正面沖突，所以這種方案不能給主人帶來安全感。理想的防盜報警方案應該把竊賊拒之窗外，即窗戶被竊賊撬開時報警器就應報警，要達到此目的必須在窗戶上安裝傳感器。
現在可用于窗戶的防盜報警用傳感器，主要有磁控開關和主動紅外傳感器兩種。但這兩種均不實用，主動紅外傳感器成本高，可靠性低，安裝調試難且易被破壞；而磁控開關在報警器設防時，所有的窗戶必須關閉失去了窗戶應有的通風作用。另外，在成排的推拉窗上安裝磁控開關隱弊性很差，加上磁控開關自身又無較好的保護功能，容易被竊賊破壞。
發明內容
本實用新型的目的是提供適合門窗特別是推拉窗安裝的，具有多重自身保護功能的防盜報警用磁性傳感器及其輔助裝置。
為實現上述目的該防盜報警用磁性傳感器(簡稱磁性傳感器)，包括磁控開關、信號轉換電路、自身保護電路，輔助裝置，其特征是信號轉換電路是一個由邏輯電路組成的脈沖跳變檢測器，脈沖跳變檢測器的輸入接磁控開關，輸出接自身保護電路。當磁控開關的開(導通)與關(截止)兩種狀態相互反轉時，信號轉換電路就輸出脈沖信號觸發報警器報警，平時不輸出脈沖信號，這樣就給實際應用帶來了靈活性。
以窗戶為例，實際應用時磁性傳感器安裝在窗戶的固定框上，對應一個窗扇裝一個。永磁體裝在窗扇的外框上，根據需要每個窗扇可裝一塊或兩塊永磁體。只裝一塊永磁體的窗扇只有處在關閉狀態永磁體正對傳感器時才具有報警作用，裝有兩塊永磁體的窗扇在關閉和打開一定的寬度(不超過15公分)這兩種狀態時均有報警作用，因為這兩種狀態都有一塊永磁正對傳感器，或在竊賊推動窗扇時經過傳感器。把某個較安全(竊賊不易光顧或采取了其它措施)的窗扇完全打開通風，雖然該窗扇失去了報警作用，但并不影響整個報警系統其它窗扇的報警功能。
根據磁性傳感器輸出脈沖的性質不同，可分為輸出電壓脈沖的電壓磁性傳感器和輸出電流脈沖的電流磁性傳感器兩種。電壓磁性傳感器有三個連接端即電源輸入端，信號輸出端和接地端；電流磁性傳感器只有兩個連接端即電源輸入端和接地端。但電壓磁性傳感器的自身保護功能比電流磁性傳感器強。
磁性傳感器安裝在窗扇多的成排推拉窗外框上，很難做到每個傳感器都安裝在竊賊無法觸及的位子。為防竊賊破壞，磁性傳感器還有多重自身保護電路，包括防撬開關、防損壞的保護線、防脫線的場效應管和防外來永磁體“欺騙”磁性傳感器的付磁控開關。
多個磁性傳感器應采用并聯的方式連接，如果這些磁性傳感器全部是電壓磁性傳感器或者是電壓磁性傳感器和電流磁性傳感器混裝，就需用三根連接導線即電源線、信號線和地線連接成傳感器輸出回路；如果全部是電流磁性傳感器則只需兩根連接線，即電源線和地線連接成傳感器輸出回路。
磁性傳感器結構簡單體積小，可根據不同使用場合的具體要求，加工成不同的形狀。
基于防盜用磁性傳感器的輔助裝置，包括過渡器和反射器，過渡器的輸出接至報警器，輸入接傳感器輸出回路，一個過渡器可根據需要接一個或幾個傳感器輸出回路，反射器連接于傳感器輸出回路的末端。
過渡器主要由電壓檢測電路，電流檢測電路和信號過渡電路組成，其作用主要有1、把傳感器輸出回路送來的電壓或電流報警信號過渡為報警器能識別的報警信號輸出，觸發報警器報警。2、濾除干擾信號。3、輸出報警信號的同時會發出提示音起輔助報警作用。4、把幾個傳感器輸出的回路匯集成一路輸出，減少了磁性傳感器跟報警器之間的連接線，方便安裝。
反射器內有一個高精度低溫漂的基準電壓源，其作用是給傳感器輸出回路中的信號線輸出一個基礎電壓和基礎電流，起保護傳感器及其輸出回路不被竊賊破壞的作用。
在磁性傳感器內的多重自身保護電路和過濾器、反射器協同作用下，磁性傳感器及其輸出回路具備很好的自身保護功能。不論竊賊用何種手段破壞磁性傳感器及其輸出回路，過渡器均會給報警器輸出一個觸發報警信號，只要將過渡器和反射器安裝在竊賊無法觸及的位子，磁性傳感器及其輸出回路就是安裝在竊賊能觸及的地方也無法被破壞。所以磁性傳感器可以安全地在窗扇多的成排推拉窗上使用。
圖1為電壓磁性傳感器電路圖圖2為電流磁性傳感器電路圖圖3為過渡器電路圖圖4為反射器電路圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。
圖1為電壓磁性傳感器，該傳感器包括磁控開關、信號轉換電路和自身保護電路，它通過三個連接端連接于傳感器輸出回路中，這三個連接端分別是+9.5V輸入端，Signal輸出端和GND端。
磁控開關SK1起接近永磁體導通離開關斷的作用。在上拉電阻R1的作用下，SK1開關狀態的反轉會引起A點電平高低跳變。信號轉換電路包括一個反向器U1A和兩個或門電路U2A、U2B及電阻R2、R3電容C1、C2。A點電平高低跳變一次信號轉換電路就產生一個電壓脈沖信號，從Signal輸出端輸出。
自身保護電路包括防撬開關SK2，保護線S，場效應管Q1、Q2和付磁控開關SK3。
防撬開關SK2的作用是在磁性傳感器被撬時斷開。保護線S是由低熔點的細導線以一定的間距纏繞在磁性傳感器的外圍，外表面內側，其作用是磁性傳感器被竊賊用火燒破壞或機械損壞是斷線。防撬開關SK2斷開或保護線S斷線U2B的輸出均由低電平變成高電平，通過過渡器觸發報警器報警。
Q1、Q2為N溝通MOS耗盡型場效應管，其作用是檢測磁性傳感器的三個連接端與其輸出回路的三根導線是否連接完好。Q1的柵極與+9.5V輸入端相連，當三個連接端中只有該端脫線時，Q1失去柵極電壓而導通，吸收一定的電流；Q2的柵極與Signal輸出端相連，當三個連接端中只有該端脫線時，Q2失去柵極電壓而導通，吸收一定的電流；當三個連接端中只有GND端脫線時，Q2同樣因失去柵板電壓而導通，通過D3使跟Signal輸出端連接的信號線的基礎電壓發生改變。因此任何一個連接端脫線均會使磁性傳感器輸出一個電流或電壓的改變信號，通過過渡器觸發報警器報警，防止竊賊利用脫線法使磁性傳感器不能發揮正常作用。
SK3為付磁控開關，其作用是竊賊想利用備用永磁體“欺騙”磁性傳感器時，觸發報警器報警。付磁控開關SK3跟磁控開關SK1分開一定的距離，平時起報警作用的永磁體磁場對付磁控開關SK3不起作用，只有當竊賊拿備用永磁體接近磁性傳感器時付磁控開關SK3導通，吸收一定的電流，通過過渡器觸發警報器報警。
圖2為電流磁性傳感器，該磁性傳感器與電壓磁性傳感器基本相同，元件標號相同的元件其作用也相同，不同之處有1、信號轉換電路輸出的電壓脈沖信號，由增強型場效應管Q轉換成電流脈沖信號輸出。2、只有兩個連接端分別為+9.5V輸入端和GND端。3、沒有連接端脫線保護電路。所以電流磁性傳感器安裝比電壓磁性傳感器方便，但沒有脫線保護功能，只能安裝在竊賊無法觸及的地方。不過增加該傳感器的靜態工作電流到一定值，同樣具備脫線保護功能。
圖3為過渡器電路圖，該電路包括電流檢測電路，電壓檢測電路，過渡電路。過渡器的輸入接口(+9.5V輸出端，Signal輸入端和GND端)連接傳感器輸出回路，其輸出至報警器。
電流檢測電路的作用是檢測流過電感L的電流是否發生改變。磁性傳感器的自身保護電路工作時，或其輸出電流脈沖報警信號時均會引起流過電感L的電流發生改變。電流檢測電路的輸出端net1跟過渡電路的一個輸入端net1相連。運算放大器U2B、U2C電阻R7、R8、R9組成一個上下限電壓比較器，上下限電壓VA1、VB1對稱分布在電源電壓中心點兩側，R8調節上下限電壓VA1、VB1的分離度。運算放大器U2A起信號放大作用，調節R1使U2A無信號輸入時輸出一個接近電源電壓中心點的電壓。電感L自感應產生的信號經電容C3耦合至運算放大器U2A的同相輸入端，經U2A放大后輸出到上下限電壓比較器的輸入端。當上下限電壓比較器的輸入電壓落在上下限電壓VA1、VB1之間時，Net1輸出低電平；當輸入電壓超出上下限電壓VA1、VB1時，Net1輸出高電平。所以只有當流過電感L的電流有一定強度的變化時Net1才輸出高電平脈沖。通過調節R6、R8來調節檢測電流的靈敏度，使外界干擾引起流過電感L的電流改變不會使Net1輸出高電平脈沖，只有磁性傳感器送來報警電流信號時才會使Net1輸出高電平脈沖，因為報警信號的電流改變強度明顯大于干擾引起的電流改變強度。
電壓檢測電路的作用，是檢測傳感器輸出回路中信號線上的電壓變化。該電路也是一個由運算放大器U3A、U3B電阻R11、R12、R13、R14組成的上下限電壓比較器，Signal輸入端連接信號線，輸出端Net2與過渡器的另一個輸入端Net2相連。一個高精度低溫漂的可調基準電壓源(圖中未畫出)給上下限電壓比較器提供一個可調中心基準電壓ADJREF，要求可調中心基準電壓ADJREF的大小等于Singnal輸入端輸入的基礎電壓。上下限基準電壓VA2，VB2分布在可調中心基準電壓ADJREF的兩側，當Signal輸入端的電壓落在上下限基準電壓VA2、VB2之間時，Net2輸出低電平，超出時Net2輸出高電平。當電壓磁性傳感器工作輸出電壓脈沖信號時，Net2輸出高電平脈沖。
為提高竊賊在破壞磁性傳感器及其輸出回路時報警的靈敏度，電壓檢測電路中的上下限基準電壓VA2、VB2之間的差調到最小，這樣從Singnal輸入端輸入的報警信號和干擾信號均會使Net2端輸出高電平脈沖，但脈寬不同。
發光二極管D7的作用有兩個1、指示工作狀態，2、從傳感器輸出回路中的信號線上吸收一個基礎電流，以增加竊賊想割斷傳感器輸出回路連接線而又不報警的難度。
過渡電路的主要作用是把電流檢測電路和電壓檢測電路輸出的高電平信號，通過繼電器RELAY過渡為報警器(一般采用電話網絡報警器)能識別的觸發信號。
上述電流檢測電路本身具備過濾干擾信號的作用，所以它從Net1輸出的高電平信號直接通過R20觸發可控硅Q4導通，此時，三極管Q1的基極通過R15、C5、Q4流過一個基極電流而導通，繼電器RELAY吸合，alarm輸出端給報警器輸出一個觸發信號，同時蜂鳴器BUZZER發出提示音。當C5充電結束時(幾秒鐘)Q1截止，Q4隨之截止，繼電器釋放。R16起C5慢放電作用，場效應管Q2導通時起C5快速放電作用。
上述電壓檢測電路Net2輸出的高電平信號，如果是觸發報警信號就能通過由R17、C6、D11組成的延時過濾器，再經D12、R20觸發可控跬Q4導通；如果是干擾信號就不能通過延時過濾器。因為觸發報警信號的脈沖寬度明顯大于干擾信號的脈沖寬度。場效應管Q3在Net2輸入端為低電平時導通C6快速放電，避免延時過濾器不能濾除連續的干擾脈沖信號。
開關SK平時關斷使場效應管Q2始終處于截止狀態，當要對各磁性傳感器是否正常例行檢測時打開，此時只要Net2端高電平Q2就導通。對磁性傳感器進行挨個檢測(挨個打開窗扇)，只要正常均會送來高電平脈沖信號，均能聽到蜂鳴器BUZZER發出提示音，不需等C5放電，方便對傳感器進行檢測。
當圖3所示的過渡器，同時連接多個含有電壓磁性傳感器的傳感器輸出回路時，需要有相應個數的電壓檢測電路(圖中只畫了一個)。各電壓檢測電路的輸入端跟各自的信號線連接，輸出共同接過渡電路的Net2輸入端，而電流檢電路卻可以各傳感器輸出回路共用一個。
圖4為反射器電路圖，它連接于傳感器輸出回路的末端，包括一個高精度低溫漂的基準電壓源D1、D2，分壓電阻R1、R2、R3、R4，電壓跟隨器UA。其作用是給與Signal輸出端連接的信號線提供一個基礎電壓。調節R3可以改變基礎電壓的大小。基礎電壓應在一定的范圍內可調，這樣每戶安裝的報警系統，其傳感器輸出回路信號線的基礎電壓就不相同，增加竊賊破壞的難度。
如果某個傳感器輸出回路中連接的全為電流磁性傳感器，那么，該傳感器輸出回路的末端就不需要反射器，但最后一個傳感器的靜態電流要足夠大(幾個毫安)，才能確保竊賊在該傳感器輸出回路的任何位子切斷連接線時報警器報警。
權利要求1.一種防盜報警用磁性傳感器，包括磁控開關、信號轉換電路、自身保護電路，輔助裝置，其特征是信號轉換電路是一個由邏輯電路組成的脈沖跳變檢測器。
2.根據權利要求1所述的防盜報警用磁性傳感器，其特征是脈沖跳變檢測器的輸入接磁控開關，輸出接自身保護電路。
3.根據權利要求1所述的防盜報警用磁性傳感器，其特征是自身保護電路包括防撬開關SK2，保護線S，場效應管Q1、Q2和付磁控開關SK3。
4.根據權利要求1所述的防盜報警用磁性傳感器，其特征是輔助裝置包括過渡器和反射器，過渡器的輸出接至報警器，輸入接傳感器輸出回路，反射器連接于傳感器輸出回路的末端，過渡器主要由電壓檢測電路，電流檢測電路和信號過渡電路組成，反射器內有一個高精度低溫飄的基準電壓源。
專利摘要一種適合門窗特別是推拉窗上安裝的防盜報警用磁性傳感器，包括磁控開關和把該磁控開關的開關狀態反轉信號，轉換成脈沖信號輸出的的信號轉換電路。該傳感器平時無脈沖信號輸出，只有當與其結對的永磁體運動，使磁控開關的開關狀態出現反轉時才輸出脈沖信號。裝上磁性傳感器的窗戶，具有防盜報警作用的同時不喪失其應有的通風作用。磁性傳感器還具備多重自身保護功能，即使把它安裝在竊賊能觸及的地方也無法被破壞。磁性傳感器結構簡單體積小，安裝時多個磁性傳感器用三根導線以并聯方式連接成傳感器輸出回路，安裝十分方便，可用于各種門窗。
文檔編號G08B13/00GK2898974SQ200520116129
公開日2007年5月9日 申請日期2005年10月19日 優先權日2005年10月19日
發明者蔡春良 申請人:蔡春良