Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Особенности выбора периметровых извещателей

Особенности выбора периметровых извещателей

В рубрику "Практика и перспективы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Особенности выбора периметровых извещателей

Периметр - первый и наиболее важный рубеж охраны, и его защита является непростой задачей. Периметровые извещатели (средства обнаружения) подвержены влиянию различных факторов, сопряженных с их размещением в основном на улице (открытом пространстве). Инсталляторам зачастую приходится принимать скоропалительные решения без учета реальной обстановки на периметре: в результате исправление ошибок приводит к увеличению временных и финансовых потерь, к задержке монтажников на объекте. В статье кратко перечислены основные факторы, которые необходимо учесть при выборе извещателей


Е. Ю. Андрианов

Заместитель директора НПЦ "Омега-микродизайн"

В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей пери-метрового извещателя влияние внешних факторов различно, и производители вынуждены "балансировать" между об-наружительной способностью продукта, возможностью ее умышленного блокирования и наработкой на ложные срабатывания. Понятно, что извещатели с малыми радиусом действия, углом раскрыва, площадью чувствительной зоны и протяженностью контролируемого участка подвергаются меньшему воздействию помех, но проигрывают в удельной стоимости (требуется больше извещателей для блокирования рубежа).

В настоящее время в основном применяются следующие типы периметровых извещателей:

1.  Пассивные

1.1.  Вибрационные
1.2.  Сейсмические
1.3. Акустические
1.4.  Оптические (инфракрасные)
1.5.  Проводные обрывные
1.6.  Проводные электростатические

2.  Псевдопассивные

2.1.  Проводноволновые
• Однопозиционные
• Двухпозиционные
2.2.  Магнитометрические
2.3.  Магнитодинамические
2.4. Проводные емкостные и электростатические

3. Активные

3.1. Радиотехнические
3.1.1. Радиоволновые
• Однопозиционные
• Двухпозиционные
3.1.2. Радиолучевые
• Однопозиционные
• Двухпозиционные
3.1.3.  Кабельные, на линиях вытекающей волны
3.2.  Оптические (инфракрасные, лазерные)
3.2.1.  Однопозиционные
3.2.2. Двухпозиционные
3.3. Акустические
• Однопозиционные
• Двухпозиционные
3.4. Электрошоковые

Помеховые факторы можно разделить на группы по тем же признакам и по максимальному влиянию на соответствующие типы извещателей, хотя некоторые виды помех, связанные общими принципиальными элементами конструкций, сказываются на работе всех типов извещателей. К примеру, мощные электромагнитные помехи влияют на электрические схемы, присутствующие в любом извещателе, и т.д.

Кратко рассмотрим принципиальные достоинства и недостатки, свойственные группам извещателей, не касаясь их особенностей и примененных алгоритмов обработки.

Первая группа - пассивные извещатели, которые содержат только приемное устройство, не включают в себя никаких устройств, генерирующих какие-либо воздействия, и ничего не излучают в окружающую среду.

В дальнейшем будем рассматривать деление извещателей на активные и пассивные только по принципу действия, не касаясь маскировочных и других свойств, не связанных с обнаружением объектов.

Вторая группа - псевдопассивные извещатели, которые содержат генерирующие устройства, но оказывают воздействие на окружающую среду, не превышающее уровень фона. Как правило, это воздействие связано с "паразитным" излучением, и существует техническая возможность если не полного его исключения, то хотя бы значительного снижения.

Третья группа - активные извещатели, которые содержат устройства, генерирующие излучение в открытое пространство, и нет возможности исключить их воздействие или излучение в окружающую среду (пространство).

Пассивные извещатели

Вибрационные, сейсмические и акустические пассивные извещатели могут строиться на сосредоточенных или протяженных чувствительных элементах, в зависимости от чего и определяются обнаружительные и помеховые особенности. Обнаружение производится на основе анализа соответствующих названию колебаний в среде, механически связанной с чувствительными элементами. Основные помеховые факторы также связаны с колебаниями той же среды. Они могут быть природного (шумы метеовоздействий, ручьев, бурных рек, дождевых потоков, раскатов грома при грозовых разрядах и т.д.) или техногенного (шумы самолетов, автомобильного или железнодорожного транспорта и т.д.) происхождения. При проектировании охранной сигнализации необходимо учитывать все возможные шумовые факторы, для того чтобы не пришлось кардинально перерабатывать проект после завершения монтажа на периметре. Например, заграждение из колючей проволоки под действием ветра может создавать достаточно сильный фон, который оказывает шумовые воздействия на чувствительные элементы, расположенные не только на заграждении, но и в земле на достаточно большом расстоянии. При размещении чувствительных элементов в грунте нужно учитывать его неоднородность, наличие отражающих пустот или камней, возможность затопления отдельных участков во время дождя и т.п.

Извещатели, построенные на сосредоточенных (небольших, "точечных") чувствительных элементах, имеют много преимуществ, например более точное указание места нарушения рубежа, возможность вычисления координат и траектории движения объекта, возможность идентификации определенного вида помех, что положительно сказывается на характеристиках устройств. Однако самым большим недостатком данных извещателей остаются высокая цена изготовления и монтажа, большое количество соединительных кабелей, сложный алгоритм опроса, выделения и передачи информации. Применение для передачи информации радиоканала (вместо кабелей связи) выводит данные извещатели из разряда пассивных, так как приводит к излучению во внешнюю среду. Хотя по принципу действия они по прежнему остаются пассивными.

Протяженные чувствительные элементы, например кабельные, значительно удешевляют конструкцию извещателя, но теряют многие возможности. Невозможно определить координаты траектории объекта и, как следствие, выделить его на фоне некоторых шумов. Колебания, вызванные движением объекта и "шумовыми" воздействиями, суммируются на всем протяженном чувствительном элементе, в результате создаются трудности с выделением "полезных" сигналов. Отдельные отрезки чувствительного элемента могут находиться в разных по упругости средах и иметь разную чувствительность, что приводит к усреднению порогов и сложностям в обработке. К определенным улучшениям может привести установка (укладка) нескольких параллельных чувствительных элементов, но кардинально это не уменьшает сложность задачи фильтрации полезных сигналов на фоне шумов и сводит на нет все достоинства по сравнению с извещателями на сосредоточенных     чувствительных элементах. В основном извещатели с протяженными чувствительными элементами широко применяются на заграждениях, где можно добиться достаточно высокой однородности характеристик упругости.

Псевдопассивные извещатели

Как правило, эти устройства формируют ограниченную по размерам зону обнаружения, "жестко привязанную" к протяженному чувствительному элементу. К достоинствам данных извещателей относятся повышенные (по сравнению с пассивными) помехоустойчивость и вероятность обнаружения. Это связано с активным принципом формирования зоны обнаружения.

Так, проводноволновые извещатели строятся на основе многопроводного фидера (линии передачи). При достаточно хорошем согласовании фидера зона обнаружения ограничивается электромагнитным полем вокруг проводов чувствительного элемента. Соответственно излучение и прием помех могут быть незначительными. На поворотах и "резких" изгибах чувствительного элемента происходит незначительное рассогласование и образуются "паразитные" источники излучения. Те же участки принимают внешние электромагнитные излучения и влияют на помехозащищенность извещателя. Дополнительными источниками помех для проводноволновых извещателей являются нестабильные электропроводные поверхности и качающиеся предметы, находящиеся в зоне обнаружения.

Магнитометрические и магнитодинамические извещатели формируют магнитное поле вокруг протяженного чувствительного элемента. Ферросодержащие предметы, попадающие в зону обнаружения, вызывают флуктуации, на анализе которых строится алгоритм обнаружения.

Емкостные и электростатические извещатели анализируют изменения электростатического поля и реагируют на его изменение при переносе зарядов объектом. Соответственно помехи в их работе также связаны с переносом зарядов. Например, пылевые облака, несущие достаточно большой заряд, или дождь могут вызывать изменение поля, превосходящее поле объекта обнаружения. Пыль,

накапливаемая на изоляторах крепления чувствительного элемента, приводит к утечкам зарядов и к нестабильности работы. Стабилизировать работу при этом можно с помощью так называемого охранного провода, который своим электростатическим полем блокирует утечки.

Активные извещатели

Являются самыми распространенными устройствами и пользуются заслуженной популярностью у потребителей, инсталляторов, разработчиков и производителей. Недорогие и довольно простые в монтаже и настройке, они демонстрируют хорошие обнаружительные характеристики, стабильную работу в течение всех сезонов и практически в любых климатических условиях эксплуатации.

Радиоволновые и радиолучевые извещатели близки друг к другу. Отличие заключается в том, что в радиоволновых извещателях сильнее проявляются волновые явления, а в радиолучевых - геометрическая оптика. Помехи, мешающие работе данных извещателей, в основном связаны с отраженными сигналами и движением (колебаниями) отражающих предметов и поверхностей.

Зона обнаружения двухпозиционного радиолучевого извещателя представляет собой эллипсоид вращения с большой осью, которая совпадает с условной прямой линией, соединяющей центры антенных устройств или точки максимального излучения и приема радиоволн.

Выбор рабочей частоты ограничивает возможности антенн по направленности излучения и приема СВЧ-энергии, а чем лучше направленность, тем больше дальность, меньше ширина зоны обнаружения и, как следствие, меньше влияние окружающих негативных факторов.

Увеличение апертуры (одного или двух линейных размеров излучающей (принимающей) поверхности) антенных устройств, при условии их эффективности, позволяет значительно снизить влияние прилегающих к зоне обнаружения поверхностей (земли, стены, заграждения и другой, перпендикулярной к увеличиваемому размеру антенны). И наоборот, уменьшение какого-либо размера антенны значительно увеличивает влияние поверхности, перпендикулярной к уменьшаемому размеру. Это хорошо проявляется при изменении отражающих свойств поверхности: например, при намокании (во время дождя) могут появиться флуктуации сигнала, вызывающие необъяснимые срабатывания извещателя. Отраженная от заграждения электромагнитная волна вычитается из прямой (основной) волны и снижает суммарный сигнал на приемной антенне до уровня шумов. Это приводит к значительному влиянию "незначительных" воздействий (посредством мелких животных и птиц, метеофакторов и т.п.), что вызывает ложные тревоги и сводит на нет качественные показатели извещателей.

Сегодня уже существует новый запатентованный способ обнаружения объектов, с помощью которого удалось решить данную проблему. Извещатели, построенные на этом принципе обнаружения, можно устанавливать практически вплотную к заграждению, так как отраженные от заграждения электромагнитные волны никак не влияют на суммарный сигнал на приемной антенне и соответственно на формирование зоны обнаружения.

Смысл изобретения заключен в формировании плоскополяризованного     электромагнитного поля (см. рис. 1), причем вектор поляризации АВ формируется под углом (≈45 град.) по отношению к прилегающим поверхностям (земле, заграждению и т.п.). Отраженные от поверхностей волны (вектор А2В2) попадают на приемную антенну ПРМ под углом ≈90 град. по отношению к ее вектору поляризации АВ. В результате вклад отраженного сигнала в суммарный сигнал на выходе приемной антенны ПРМ ничтожно мал.

Источниками помех также могут являться "посторонние" извещатели, работающие на близких частотах.

Оптические извещатели отличаются от радиолучевых только диапазоном частот излучения. Соответственно и помехи также определяются оптическим диапазоном. Отражения от прилегающих поверхностей и предметов, засветка солнцем и автомобильными фарами - вот основные источники помех. Потеря видимости влияет на обнаружительные свойства и определяется ухудшением прозрачности окружающей среды во время снегопада, тумана, дождя и т.п. Запотевание или налипание снега на оптические элементы конструкции извещателей требуют дополнительных мер для поддержания работоспособности: например, подогрев внутри корпуса.

Акустические, как правило, ультразвуковые извещатели сродни радиоволновым, но редко применяются для охраны периметров. Довольно широкая зона обнаружения приводит к многочисленным переотражениям, а поперечное движение воздуха при ветре - к частичной или полной потере работоспособности за счет "сноса" акустической волны. К тому же акустических шумов в природе слишком много: они исходят от деревьев, рек, потоков дождевой воды, раскатов грома и прочего, что мы слышим или не слышим.

Обеспечение помехоустойчивости извещателей - важная и сложная задача

В рамках одной статьи невозможно осветить все многообразие периметро-вых извещателей, особенностей их функционирования и противодействия помехам. Поэтому мы ограничились кратким перечислением некоторых возможностей, позволяющим предварительно оценить правильность выбора, и хотели бы обратить особое внимание на непростую задачу по обеспечению функционирования извещателей в условиях реальных помех.

Опубликовано: Каталог "ОПС. Охранная и охранно-пожарная сигнализация. Периметральные системы"-2010
Посещений: 12405


  Автор
Андрианов Е. Ю.

Андрианов Е. Ю.

Заместитель директора НПЦ "Омега-микродизайн"

Всего статей:  8

В рубрику "Практика и перспективы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций