Пленка-скотч для создания напольного покрытия с системой датчиков охранной сигнализации, использующих эффект переключения электропроводности в полимерных пленках
Полезная модель относится к технике охраны объектов от несанкционированного доступа посторонних лиц, т.е. к средствам охранной сигнализации, техническим результатом которого является оперативное определение двумерных координат, а также траекторий движения по охраняемому объекту для одного или одновременно нескольких посторонних лиц. Для этой цели предлагается использовать специальную ленту типа «скотч», представляющую собой полимерную пленку из специального ПВХ-пластиката, либо другого подходящего полимера, обладающего сильно выраженным эффектом переключения электропроводности под действием одноосного давления, на клеевую поверхность которой нанесены тонкие проводники, образующие систему параллельных кромке ленты проводящих линий. При наклеивании указанной ленты на пол защищаемого помещения в качестве основного или дополнительного напольного покрытия двумя взаимно перпендикулярными слоями на поверхности поля образуется ортогональная координатная {x, у}-сетка из электрических проводников, так что при проникновении посторонних лиц на защищаемый объект под давлением подошв их обуви возникает дополнительное одноосное давление, вызывающее локальное падение сопротивления полимерной пленки и закорачивание проводников {x, у}-сетки, что при соединении указанной системы к простейшей компьютерной системе позволяет непосредственно на мониторе компьютера отследить положение и траектории движения указанных посторонних лиц. Отличительной особенностью предлагаемого устройства охранной системы наряду с универсальностью, т.е. пригодностью к использованию одной и той же ленты в помещениях любой формы и размера являются также простота изготовления, помехоустойчивость и возможность одновременного получения декоративного эффекта за счет дополнительного нанесения на поверхность пленки печатного рисунка.
Полезная модель относится к технике охраны объектов от несанкционированного доступа посторонних лиц, т.е. к средствам охранной сигнализации, техническим результатом которой является оперативное определение двумерных координат, а также траекторий движения по охраняемому объекту для одного или одновременно нескольких посторонних лиц. В упрощенной схеме система может использоваться также в режиме определения «свободно-занято», например, для определения количества занятых парковочных мест при использовании рулонируемых покрытий на крытых многоместных автомобильных стоянках.
С этой целью на поверхности пола защищаемого объекта создается покрытие, рабочим элементом которого является тонкая полимерная пленка, на двух поверхностях которой закреплены проводники, образующие декартову сетку системы двумерных координат{x, у}, причем х-проводники закреплены с одной, а у-проводники - с другой стороны несущей тонкой полимерной пленки, играющей роль сенсорного элемента. В качестве несущей может быть использована любая полимерная пленка, для которой достаточно хорошо выражен известный из научной литературы эффект резкого падения сопротивления пленки под воздействием одноосного внешнего давления [1-5], в частности, прозрачная пленка поливинилхлорида (ПВХ), пластифицированного в соответствии с Патентом [6] одного из авторов данного изобретения. Концы проводников с помощью внешних проводов соединяются с компьютером, на экране которого изображается в уменьшенном масштабе аналогичная {x, у}-сетка, причем компьютерная программа устроена так, что при замыкании пары проводников {x, у} в напольном покрытии на пересечении соответствующих осей координатной сетки на мониторе компьютера возникает яркая точка.
В случае несанкционированного проникновения на защищаемый объект посторонних лиц вес их тела вызывает локальное повышение давления внутри полимерной пленки, вследствие чего электрическое сопротивление полимерной пленки, в соответствии с указанным выше физическим эффектом, резко падает на участках непосредственно под подошвами обуви, и остается практически неизменным вне этих участков. Это приводит к резкому уменьшению сопротивления (фактически, к закорачиванию) пар {x, у} проводников под поверхностью подошв, что немедленно отражается яркими точками на экране компьютера. Тем самым обеспечивается оперативное отображение координат и траекторий движения посторонних лиц внутри защищаемого помещения.
Предлагаемая полезная модель служит для простого и быстрого создания указанной сенсорной системы. С этой целью предлагается использовать сворачиваемую в рулон широкую (порядка метра и более) ленту типа «скотч», представляющую собой тонкопленочную основу из полимерного пластиката, в качестве которого можно использовать ПВХ-пластикаты, либо другие пленочные полимеры, для которых достаточно выражен указанный выше физический эффект. На поверхность пленки наносится незасыхающее клеющее вещество, а также система проводников, параллельных краям ленты, после чего лента сворачивается в рулон.
Для изготовления сенсорной системы поверхность пола в охраняемом помещении с уже имеющимся напольным покрытием (например, в виде линолеума или паркета) сначала полностью устилается наклеиванием параллельных полос указанной ленты, после чего поверхность полученного покрытия вторично устилается наклеиванием той же ленты, но уже в перпендикулярном направлении. В результате образуется двухслойная система, нижний полимерный слой которой играет роль сенсорного элемента, а верхний выполняет роль защитного слоя. После этого концы проводников от одного из краев каждой из двух лент в соответствии со сказанным выше выводятся на компьютер.
В качестве проводников в рассматриваемой системе могут использоваться как обычные тонкие металлические проводники, так и любые другие аналогичные высокопроводящие образования, полученные, например, с использованием полосок тонкой фольги, напылением металлических полосок, использованием полос графитовой проводящей краски, либо узких и тонких лент из высокопроводящих полимеров.
В случае отсутствия необходимости отслеживания траекторий движения нарушителей для создания системы оповещения о несанкционированном доступе в защищаемое помещение, рассматриваемая конструкция допускает упрощение за счет предварительного склеивания двух наложенных друг на друга одинаковых лент. В этом случае пропадает необходимость в применении компьютера, поскольку наклеивание в качестве напольного покрытия параллельных полос получившейся двойной ленты с использованием простейшей системы оповещения, например, звукового сигнала, срабатывающего при закорачивании любых двух проводников из верхнего и нижнего слоев, решает поставленную задачу. При этом система проводников может быть заменена сплошными проводящими слоями, например, из тонкой металлической фольги или проволочной сетки.
Преимуществом использования предлагаемой широкой ленты типа «скотч» для создания системы сенсоров являются простота монтажа и универсальность, т.е. пригодность использования в помещениях произвольной формы, что позволяет избежать необходимости заводского изготовления пленочного сенсора для каждого конкретного помещения.
Список литературы
1. D.V.Vlasov, L.A.Apresyan, V.I.Krystob, T.V.Vlasova. Investigation of conductivity switching upon action of monoaxial pressure on plasticized PVC films // ArXiv: 1010.6241.
2. Д.В.Власов, Л.А.Апресян, T.B.Власова, В.И.Крыштоб. Нелинейный отклик и два устойчивых состояния электропроводности в пластифицированных прозрачных поливинилхлоридных пленках// Письма в ЖТФ. 2010. Том 36. Вып.19. С.100-106.
3. А.Н.Лачинов, Н.В.Воробьева. Электроника тонких слоев широкозонных полимеров// УФН. 2006. Т.17. Вып.12. С.1249-1266.
4. Н.С.Ениколопян, Ю.А.Берлин, С.Н.Бешенко, В.А.Жорин. Аномально низкое электрическое сопротивление тонких пленок диэлектриков// Письма в ЖЭТФ. 1981. Т.33. Вып.10. С.508
5. А.Н.Лачинов, А.Ю.Жеребов, В.М.Корнпилов. Аномальная электронная неустойчивость полимеров при одноосном давлении// Письма в ЖЭТФ. 1990. Т.52. В.2. С.742-745.
6. Крыштоб В.И. Method for production of antistatic polymer materials. Патент США 5.576.383. 19.11.1996.
Рулонируемая широкая лента типа «скотч», состоящая из полимерной пленки из ПВХ-пластиката либо из иного гибкого полимера с хорошо выраженным эффектом переключения электропроводности под влиянием одноосного давления, с нанесенными на одну из ее поверхностей параллельными краям ленты электрическими проводниками и тонким слоем незасыхающего клеевого состава, служащая при наклеивании ее двумя взаимно перпендикулярными слоями для создания системы проводников, образующих координатную {х, у}-сетку таким образом, что при проникновении посторонних лиц на защищаемый объект под давлением подошв их обуви возникает дополнительное одноосное давление, вызывающее локальное падение сопротивления полимерной пленки и закорачивание проводников {х, у}-сетки, что при соединении указанной системы к простейшей компьютерной системе позволяет непосредственно на мониторе компьютера отследить положение и траектории движения указанных посторонних лиц.
