Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Требования к пассивным оптико-электронным инфракрасным извещателям в стандартах МЭК и ГОСТ Р. Часть 1

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Требования к пассивным оптико-электронным инфракрасным извещателям в стандартах МЭК и ГОСТ Р.Часть 1

В публикации сравниваются требования к пассивным оптико-электронным инфракрасным (ИК) извещателям и методам их испытаний в стандартах международной электротехнической комиссии (МЭК) и стандартах отечественной системы стандартизации ГОСТ Р
Александр Федин
Старший научный сотрудник ФКУ НИЦ "Охрана" МВД России

Пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели являются одними из самых распространенных средств обнаружения на рынке технических средств охраны (ТСО). В производственных программах ведущих отечественных и зарубежных фирм-изготовителей ТСО, как правило, имеются несколько моделей извещателей этого типа, различающихся основными техническими характеристиками, функциональной оснащенностью (то есть наличием тех или иных дополнительных и сервисных функций), интерфейсом и пр. С учетом модификаций, а также наличия совмещенных извещателей, в которых предусмотрен пассивный оптико-электронный ИК-канал обнаружения, в ассортименте отдельных фирм может иметься нескольких десятков моделей пассивных оптико-электронных ИК-извещателей.

Учитывая многообразие производителей, характеристик их извещателей, а также широкое распространение извещателей на рынке, можно понять необходимость регламентирования и стандартизации параметров этих устройств.

История и этапы развития стандартов

В нашей стране работа по регламентированию требований к ТСО проводилась еще в 1980-х гг. Ее результатом стал государственный стандарт СССР ГОСТ 26342–84 "Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации", разработанный МВД СССР. В данный стандарт были включены требования к различным классам ТСО, известным на тот момент, в том числе и к извещателям. Стандарт совершенствовался, в 1988 г. в него были внесены изменения, но в связи с быстрым развитием ТСО появилась необходимость в разработке стандартов на отдельные их классы.

Одним из первых специализированных стандартов, содержащих требования к пассивным оптико-электронным ИК-извещателям (далее – извещатели) и методы их проверки, был стандарт МЭК, в России известный как МЭК 60839-2-6:1990. Данный стандарт являлся частью комплекса стандартов, регламентирующих и общие требования к ТСО, и требования к различным их классам. Он содержал набор функциональных требований к извещателям, их конструкции, интерфейсу, устойчивости к внешним воздействующим факторам (ВВФ), а также методики проверки соответствия извещателя этим требованиям. Достоинством данного стандарта было введение в методику проведения испытаний имитаторов человека и мелкого животного – "стандартной цели" и "вторичной стандартной цели". Данные имитаторы представляют собой "тепловые" модели человека или животного.

Однако требования и методы испытаний, содержащиеся в международном стандарте МЭК, не в полной мере соответствовали научно-техническому уровню отечественного производства на тот момент, климатическим условиям и особенностям экономики. Это потребовало разработки отечественного стандарта, которым стал государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 50777–95 "Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 6. Пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели для закрытых помещений". Данный стандарт был разработан ФКУ НИЦ "Охрана" МВД России (в то время – НИЦ "Охрана" ВНИИПО МВД России) на основе стандарта МЭК 60839-2-6, но помимо аутентичного текста этого стандарта содержал дополнительные требования, отражающие потребности национальной экономики нашей страны.

По мере совершенствования конструкции извещателей, имеющихся на отечественном рынке ТСО, повышения технической оснащенности российских производителей, накопления ими практического опыта в ГОСТ Р 50777–95 был внесен ряд изменений, направленных на расширение области применения стандарта, регламентирование новых функций извещателей, уточнение значений некоторых характеристик извещателей и стандартной цели, совершенствование методов испытаний. Изменения в стандарт вносились в 2001 и 2007 гг. Среди них можно отметить следующие:

  • а) действие стандарта распространено на извещатели, предназначенные для эксплуатации на открытом воздухе. Было изменено наименование стандарта (изложено в редакции: "...закрытых помещений и открытых площадок"), сформулированы требования к таким извещателям, разработаны методы испытаний;
  • б) конкретизированы требования к характеристикам излучения стандартной цели;
  • в) введены новые типы стандартной цели, имитирующие человека, перемещающегося "гусиным шагом", и животных различной массы;
  • г) сформулированы требования к функциям температурной компенсации обнаружительной способности и антимаскирования;
  • д) переработаны методы испытаний извещателей на устойчивость к внешним оптическим засветкам и устойчивость к перемещению животных в зоне обнаружения (ЗО).

Однако дальнейшее развитие извещателей привело к появлению в них различных дополнительных функций, позволяющих повысить их информативность. Многие извещатели приобрели способность формировать извещения не только при перемещении цели в ЗО, но и при наличии иных воздействий и факторов. Для систематизации всех видов воздействий, обнаруживаемых извещателями, и формируемых ими извещений потребовалась разработка новых стандартов, имеющих ряд принципиальных отличий от предыдущих.

Современные стандарты

Развитие и совершенствование извещателей в последние годы характеризуется в первую очередь повышением их функциональности. В дополнение к основной функции – обнаружению проникновения, то есть перемещения человека в ЗО, – в извещателях появились функции обнаружения различных видов несанкционированного доступа (воздействия на извещатель с целью намеренного нарушения его нормального функционирования) и неисправностей (наличия внешних или внутренних факторов нарушающих нормальное функционирование). Широкое распространение также получили функции температурной компенсации обнаружительной способности, устойчивости извещателя к перемещению животных в ЗО.

Но отсутствие требований ко всем этим дополнительным функциям привело к тому, что вопросы применения их в своих извещателях (наличие одной или нескольких функций, их параметры) производители решают по своему усмотрению. Это может вызвать у потребителей сложности с выбором извещателя для охраны того или иного объекта. Зачастую данная проблема решается приобретением самых дешевых (а значит, и технически простых) приборов. В итоге нередко можно наблюдать, что технически простые извещатели, не имеющие вообще никаких дополнительных функций и пригодные для охраны недорогих квартир, устанавливаются на важных и ценных объектах (например, в отделениях банков). Такие извещатели не способны обеспечить адекватную защиту от квалифицированных попыток проникнуть на объект.

Потребность в регламентации применения на объектах различной степени важности извещателей в зависимости от наличия в них различных дополнительных функций вызвала необходимость их систематизации, установления требований и разработки методов испытаний.

Первая систематизация дополнительных функций
Первым стандартом, в котором предпринята попытка систематизировать дополнительные функции извещателей, стал международный стандарт IEC 62642-2-2 Alarm Systems – Intrusion and Hold-Up Systems – Part 2-2: Intrusion Detectors – Passive Infrared Detectors.

Данный стандарт, как и МЭК 60839-2-6:1990, является частью комплекса стандартов, регламентирующих как общие требования к ТСО, так и требования к различным их классам. Основным отличием данного стандарта от предыдущего является разделение извещателей на 4 класса (в соответствии с предполагаемой квалификацией и техническим оснащением нарушителя, вторжение которого извещатель должен обнаружить).

Стандарт регламентирует в зависимости от класса извещателя обязательность наличия в нем той или иной функции либо численного значения той или иной характеристики.

Поскольку классификация позволяет облегчить регламентацию применения ТСО (извещателей) на объектах различной степени важности, принцип разделения извещателей на классы применен и в разработанном ФКУ НИЦ "Охрана" МВД России проекте национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 50777–2014 "Извещатели охранные пассивные оптико-электронные инфракрасные. Общие технические требования и методы испытаний", который должен будет заменить действующий в настоящее время ГОСТ Р 50777–95.

В отличие от ГОСТ Р 50777–95 в новом стандарте применено разделение извещателей на 4 класса, а формируемые ими извещения структурированы по типам:

  • а) обнаружение проникновения;
  • б) обнаружение несанкционированного доступа (воздействия);
  • в) обнаружение неисправности.

В новом стандарте переработаны и дополнены требования к обнаружению извещателем различных способов перемещения нарушителя, в связи с чем введен новый тип стандартной цели (человек, перемещающийся ползком), впервые вводятся требования к обнаружению изменения положения извещателя в пространстве (переориентации), различных видов неисправностей. Номенклатура требований к обнаружению извещателем внешних воздействий и условий приводится в зависимость от его класса. Будут также дополнены требования к устойчивости извещателя к ВВФ.

Сравнение требований различных стандартов

Рассмотрим требования к извещателям и методам их испытаний в стандартах IEC 62642-2-2, ГОСТ Р 50777–95 и ГОСТ Р 50777–2014.

Стандартная цель
Принципиальным отличием ГОСТ Р 50777– 2014 от стандарта МЭК является подход к методам проведения функциональных испытаний. Для испытаний стандарт МЭК предусматривает использование человека, имеющего конкретные физические параметры и одетого определенным образом. Допускается применение имитатора, но в случае спорных моментов приоритет отдается использованию человека. Данная методика имеет существенный недостаток – практическая невозможность обеспечить одинаковые условия при проведении нескольких испытаний.

Температура окружающей среды является непостоянной величиной и может колебаться в широких пределах. Поэтому температура фона, относительно которого движется цель при испытаниях, может изменяться в зависимости от изменения внешних факторов (времени суток, времени года и т.д.). Для проведения испытаний большинства извещателей требуется значительная площадь фона, и регулировка его температуры с целью поддержания постоянного значения является сложной технической задачей.
Температура тела человека тоже непостоянна и может изменяться в зависимости от его состояния в разные периоды времени в пределах нескольких градусов, что приводит к изменению температурного контраста с фоном. С другой стороны, температура тела человека находится в довольно узком диапазоне значений и ее невозможно регулировать

Таким образом разницу между температурой цели и температурой фона необходимо обеспечивать путем изменения температуры фона (что и рекомендуется в стандарте МЭК).

В качестве альтернативы регулировке температуры фона в стандарте МЭК для обеспечения требуемого температурного контраста предлагается также надевать на человека дополнительно один или несколько комплектов одежды либо устанавливать перед входным окном извещателя ослабляющие фильтры (листы полиэтиленовой пленки разной толщины) в количестве, необходимом для получения требуемого контраста. Характеристики полиэтилена (марка, сорт и т.п.) не заданы, приведены лишь приблизительные процентные величины ослабления излучения листами полиэтилена различной толщины.

Использование нештатных фильтров, перекрывающих входное окно, приводит к ослаблению лучистого потока как от человека, так и от фона. При этом уровень излучения, принимаемый чувствительным элементом извещателя, будет снижен по сравнению с нормальным (без фильтров), что может привести к искажению результатов испытаний

Следует также отметить разрешенные стандартом МЭК значительные допуски на физические параметры человека (рост: от 1,6 до 1,85 м, вес: 70 ± 10% кг). Нетрудно представить, что пропорции человека ростом 1,6 м и весом 77 кг могут значительно отличаться от пропорций человека ростом 1,85 м и весом 63 кг. При этом допускается широкий диапазон значений температурного контраста (3,5°С ±20%). Возможно, это объясняется сложностью его обеспечения.

Очевидно, что результаты нескольких испытаний, проведенных в разное время, могут различаться, даже если в качестве цели используется один и тот же человек. На практике в качестве цели могут использоваться разные люди, что может еще больше увеличить разницу в результатах испытаний. Таким образом, предлагаемые стандартом МЭК методики контроля функциональных параметров извещателей не могут обеспечить одинаковые условия и, соответственно, одинаковые результаты при проведении испытаний как на одном предприятии-изготовителе, так и сторонней организацией, например, органом по сертификации.

Как следствие, для предотвращения спорных ситуаций в стандарте ГОСТ Р 50777–95 было исключено использование человека в качестве цели с 01.07.2007 г. В новом стандарте использование при испытаниях извещателей человека в качестве цели также допускаться не будет (исключение составляет переходный период, необходимый для разработки и изготовления заинтересованными организациями одного из типов стандартной цели, отсутствующего в ГОСТ Р 50777–95). Вместо человека применяется имитатор (стандартная цель) с определенными в стандарте размерами, свойствами излучающей поверхности и другими параметрами. Так как температуру имитатора можно довольно точно регулировать и контролировать, становится возможным поддерживать постоянный температурный контраст с фоном. Его величина определена в ГОСТ Р 50777–2014 и составляет для имитатора человека (4,00±0,25) °С. Диапазон допустимых значений контраста равен ±6,5%, что значительно ниже аналогичного показателя стандарта МЭК. При этом отпадает необходимость использовать для обеспечения необходимого контраста различные паллиативные методы в виде установки дополнительных фильтров и пр.

Применение имитатора позволяет получить достаточную сходимость и воспроизводимость результатов испытаний, достичь которых при использовании в качестве цели человека затруднительно

Обнаружение перемещения нарушителя
В действующем стандарте ГОСТ Р 50777–95 задан единственный способ движения цели, обнаруживаемый извещателем, – перемещение в полный рост поперечно боковой границе ЗО при сохранении постоянного расстояния от извещателя до цели. В случае, если извещатель формирует, например, объемную ЗО, движение цели должно осуществляться по дуге с центром в точке проекции извещателя на пол.

Очевидно, что такое движение наиболее благоприятно для обнаружения, но обычно нехарактерно для человека. Поэтому в ГОСТ Р 50777– 2014 движение по дуге заменяется на движение по прямой перпендикулярно осям элементарных чувствительных зон. Испытания осуществляются на максимальной дальности действия извещателя в определенных стандартом областях ЗО в зависимости от ее структуры.

В дополнение к указанному виду движения ГОСТ Р 50777–2014 формулирует требования еще к четырем видам, которые должны быть обнаружены извещателем в зависимости от его класса:

  1. перемещение цели под углом 45 град. к осям элементарных чувствительных зон (классы 2, 3, 4);
  2. перемещение цели в глубоком приседе (классы 3, 4);
  3. перемещение цели ползком (классы 3, 4);
  4. перемещение цели в прерывистом режиме (классы 3, 4).

Номенклатура и формулировки требований к обнаружению, изложенных в ГОСТ Р 50777– 2014, существенно пересмотрены по сравнению со стандартом МЭК.

1. Не проверяется обнаружение пересечения границы ЗО, так как извещатель может не обнаруживать движение цели вне определенной изготовителем ЗО. Поэтому вызывает сомнение корректность методики, приведенной в стандарте МЭК, согласно которой движение цели при осуществлении указанной проверки должно начинаться за 1,5 м до границы ЗО, а заканчиваться на расстоянии 1,5 м после нее.

2. Методики испытаний, содержащиеся в стандарте МЭК, предписывают движение цели под углом 45 град. к осям элементарных чувствительных зон, то есть с постепенным приближением ее к извещателю, и не предполагают проверки обнаружения извещателем цели, движущейся на расстояниях близких к его максимальной дальности действия по траекториям, перпендикулярным к осям элементарных чувствительных зон.

При разработке ГОСТ Р 50777–2014 принималось во внимание, что в реальных условиях эксплуатации извещателя нарушитель теоретически сможет двигаться в любом направлении, поэтому в нем, в отличие от стандарта МЭК, сформулированы требования к обнаружению цели, движущейся как перпендикулярно к осям элементарных чувствительных зон, так и под углом к ним

3. В новом отечественном стандарте, в отличие от стандарта МЭК, отсутствует зависимость диапазона обнаруживаемых скоростей движения цели от класса извещателя. При этом требования к обнаружению движения цели на минимальной скорости, изложенные в отечественном стандарте (0,3 м/с), ниже, чем в стандарте МЭК для классов 3 (0,2 м/с) и 4 (0,1 м/с), а требования к обнаружению движения цели на максимальной скорости (3,0 м/с) – выше для классов 1 (отсутствие требования), 2 (2 м/с) и 3 (2,5 м/с).

Вотечественном стандарте также регламентирована величина расстояния, пройденного целью с момента начала движения в ЗО до момента формирования извещения о тревоге (чувствительность извещателя). В стандарте МЭК требования к чувствительности извещателя при движении цели с максимальной скоростью отсутствуют

4. Добавлено требование обнаружения извещателями, относящимися к двум старшим классам, цели, перемещающейся в глубоком приседе. При испытаниях на соответствие данному требованию используется соответствующий тип стандартной цели.

5. Исключено требование об обнаружении "значительного снижения заявленной дальности действия", так как достичь соответствия требованию, представляющему собой обнаружение маскирования на дальности 50% от максимальной, пассивному ИК-извещателю практически невозможно. Обнаружение маскирования на такой дальности (минимум 4–5 м для большинства извещателей) требует применения канала антимаскирования с характеристиками, сопоставимыми с характеристиками полноценного извещателя, основанного на ином физическом принципе, например одноблочного активного инфракрасного. Подобный извещатель можно уже будет рассматривать как совмещенный. Не до конца ясен смысл методики проверки указанного требования, предлагаемой стандартом МЭК. Данной методикой предписывается установить в ЗО извещателя барьер, непрозрачный в ИК-диапазоне, высотой 3 м (при максимальном росте цели 1,85 м) и производить за ним перемещения цели, при этом ни материал, из которого должен быть изготовлен барьер, ни свойства его поверхности не регламентированы. Учитывая, что критерием оценки соответствия извещателя данному требованию является формирование извещения о маскировании при наличии барьера в ЗО, неясна целесообразность движения цели за барьером с заранее известной непрозрачностью в ИК-диапазоне.

Во второй части статьи будут рассмотрены требования нового ГОСТ Р 50777–2014 к дополнительным функциям, помехозащищенности и устойчивости к ВВФ, а также требования к извещателям, предназначенным для эксплуатации на открытом воздухе

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2014
Посещений: 4941


  Автор
Александр Федин

Александр Федин

Старший научный сотрудник ФКУ НИЦ "Охрана" МВД России

Всего статей:  2

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций