Бондарев Физическая засчита ядерных обектов 2008

Рис. 2.14. Ультразвуковой извещатель «Эхо-А»

Данный извещатель имеет зону обнаружения каплевидной формы с регулируемой длиной от 2 до 8,5 м с максимальной шириной 4 м. Кроме нарушителей, двигающихся со скоростью от 0,3 до 2 м/с, он реагирует на открытые очаги пламени площадью от 0,1 м2.

Также извещатель «Эхо-А» может быть установлен на потолке, что позволяет контролировать отдельные объекты (например, витрины, выставочные экспонаты), размещенные в больших помещениях.

2.9. Оптические средства обнаружения

Другим названием оптических извещателей является «инфракрасные извещатели». Их делят на активные и пассивные.

Активные оптические средства обнаружения

Принцип действия активных оптических извещателей состоит в формировании между излучателем и приемником луча инфра-

81

красного (ИК) излучения (с длиной волны 0,8…0,9 мкм) и регистрация его пересечения нарушителем.

Как правило, используются несколько передатчиков и приемников, позволяющих сформировать систему с множественными лучами инфракрасного света, причем лучи расположены обычно так, чтобы образовывалась вертикальная инфракрасная решетка (рис. 2.15). Может быть использована также технология генерации синхронизированных импульсов в целях снижения уровня интерференции и возможности нейтрализации датчика с помощью посторонних источников инфракрасного света. Это также позволяет извещателю функционировать при высокой фоновой засветке (например, при всходящем или заходящем солнце, свете фар и т.п.).

Рис. 2.15. Активная инфракрасная система обнаружения с решеткой из множества лучей

82

Узкая вертикальная зона действия извещателя не позволяет регистрировать перемещение в значительном объеме, вследствие чего при разработке СФЗ необходимо тщательно продумать расположение таких извещателей, существенно затрудняющее нейтрализацию датчиков посредством обхода или обмана. Эти извещатели могут применяться также в таких требующих дополнительной защиты небольших пространствах, как ворота для транспортных средств, дверные проемы и проходные. Инфракрасные извещатели могут действовать и на больших расстояниях (до 300 м). Инфракрасный свет невидим для человеческого глаза.

В целях снижения вероятности нейтрализации активного инфракрасного датчика путем обхода, извещатели такого типа следует устанавливать как минимум попарно, чтобы образовывать надежное инфракрасное заграждение, перекрывающее вход.

Инфракрасные извещатели могут подавать ложные сигналы тревоги при различных сочетаниях условий. Определенная концентрация дыма или взвешенной в воздухе пыли может приводить к рассеянию инфракрасного луча, достаточному для понижения регистрируемой приемником энергии до уровня, вызывающего подачу сигнала тревоги. Падающие предметы, небольшие животные и любые другие объекты, способные достаточно долго прерывать инфракрасное излучение, могут послужить причиной срабатывания инфракрасного датчика.

Извещатель «Вектор-СПЭК» (рис. 2.16) фирмы «СПЭК» выпускается в двух вариантах: с максимальной дальностью 75 и 150 м. Практически данное СО может использоваться и для защиты более длинных участков периметра, поскольку имеет запас по мощности 100 %, однако тогда во время сильного дождя или снега его работа будет нестабильной.

83

Рис. 2.16. Активный инфракрасный извещатель «Вектор-СПЭК»: приемник и излучатель

Данные извещатели имеют контакты синхронизации, что позволяет объединять несколько извещателей в многолучевые конфигурации. Можно, например, объединить два извещателя в двухлучевой барьер, который будет выдавать сигнал тревоги при пересечении любого луча. Более интересной является схема соединения, при которой сигнал тревоги выдается только при пересечении всех лучей одновременно. Это позволит исключить ложные срабатывания от падающих листьев, пролетающих птиц и других мелких объектов.

Пассивные оптические средства обнаружения

Принцип действия пассивных инфракрасных СО состоит в регистрации изменения теплового фона, вызванного движением нарушителя в зоне обнаружения. Тепловое излучение, исходящее от тела человека, имеет частоту, соответствующую длине волны 8…14 мкм, что примерно соответствует тепловому излучению, исходящему от горящей 50-ваттной электрической лампочки.

84

Пассивный инфракрасный извещатель представляет собой термочувствительный элемент или пироэлектрический приемник, регистрирующий тепловое излучение, исходящее от тела нарушителя, и преобразующий это излучение в электрический сигнал. Полученный сигнал затем усиливается и обрабатывается логическими схемами, которые срабатывают, как правило, при том условии, что источник излучения перемещается в зоне обнаружения датчика. Если полученный сигнал достаточно силен и имеет место требуемое перемещение излучающего объекта, генерируется сигнал тревоги. В целом, вероятность регистрации перемещения человеческого тела на фоне, для которого характерна изменяющаяся интенсивность теплового излучения, выше, чем вероятность регистрации перемещения объекта на единообразном тепловом фоне.

Выпускаются инфракрасные извещатели с однолучевой удлиненной конической формой зоны обнаружения и с многолучевой формой ЗО. Датчики с однолучевой удлиненной конической формой зоны обнаружения используются для защиты коридоров, тогда как датчики с многолучевой формой ЗО устанавливаются на больших открытых участках. Дальность действия извещателей с многолучевой формой зоны обнаружения составляет примерно от 6 до 9 м при угловой величине охвата от 70 до 120°. Дальность действия извещателей с однолучевой удлиненной формой поля обнаружения может составлять до 50 м. Часто один и тот же извещатель может иметь как протяженную, так и объемную зону обнаружения в зависимости от установленной в него линзы (зеркала) Френеля.

Птицы и небольшие летающие насекомые могут вызывать подачу инфракрасными извещателями ложных сигналов тревоги. Птица, пролетающая близко к датчику, может затенить фоновое тепловое излучение. Вместе с тем, перемещение птицы соответствует критериям, установленным для извещателей данного типа, в результате чего подается ложный сигнал тревоги. Так как инфракрасные извещатели оснащены линзами небольшого диаметра, на-

85

секомое, ползущее по поверхности линзы, может заблокировать зону обнаружения. Если насекомое будет находиться на поверхности линзы достаточно долго, может последовать ложный сигнал тревоги.

Инфракрасное излучение не проникает через большинство строительных материалов, в том числе через стекло. Следовательно, источники теплового излучения, расположенные за пределами зданий, как правило, не вызывают подачу ложных сигналов тревоги. Тем не менее, подача ложных сигналов тревоги может быть вызвана источниками, находящимися вне зданий и помещений, косвенным путем, а именно посредством нагревания отдельных участков. Например, в то время как стекло и плексиглас для окон являются эффективными фильтрами для инфракрасного излучения с интересующей нас длиной волны (от 8 до 14 мкм), солнечный свет, проникающий через окна, может нагревать отдельные участки поверхностей таким образом, что они начинают испускать инфракрасные волны с этой длиной волны.

Инфракрасные извещатели следует устанавливать поодаль от любых источников тепла, способных вызывать изменения температурных характеристик в радиусе действия линзы инфракрасного приемника. Извещатели такого типа следует удалять от перемежающихся нагретых участков в поле обнаружения или направлять в сторону от таких участков. Например, инфракрасные извещатели нельзя устанавливать поблизости от обогревательных приборов, радиаторов системы отопления, горячих труб и т.д. Тепловая энергия, излучаемая этими источниками, может вызвать тепловые возмущения в радиусе действия линзы инфракрасного детектора, которые приведут к изменению характеристик фонового излучения. Если тепловое излучение источника достаточно интенсивно, тепловые возмущения могут вызвать подачу ложного сигнала тревоги. Неэкранированная лампа накаливания, расположенная на расстоянии менее 3…5 м от извещателя, также может вызвать подачу лож-

86

ного сигнала тревоги, если она перегорит или погаснет в случае неисправности в системе электропитания.

Диаграмма направленности поля обнаружения типичного пассивного инфракрасного извещателя показана на рис. 2.17. Причем разделение зоны обнаружения на отдельные сегменты, которое достигается посредством применения оптических устройств (линз Френеля или зеркал), позволяет регистрировать перемещение объекта от одного сегмента к другому.

Рис. 2.17. Зона обнаружения пассивного инфракрасного датчика

Из-за сравнительно низкой стоимости, на рынке имеется огромное количество пассивных инфракрасных СО как российского, так и зарубежного производства со сходными характеристиками.

87

2.10. Контактные средства обнаружения

Принцип действия контактных СО состоит в отслеживании контакта (электрического или через магнитное поле) между двумя частями извещателя. Соответственно, контактные СО разделяют на магнитоконтактные и электроконтактные.

Магнитоконтактные средства обнаружения

Принцип действия магнитоконтактных СО состоит в пассивном контроле положения подвижного магнита, закрепленного на створке окна, ворот, на люке, двери и тому подобное. Данный тип СО может использоваться как на улице, так и в помещении.

Большинство таких извещателей относятся к категории электромагнитных реле, состоящих из двух компонентов: собственно реле и магнитного компонента. На рис. 2.18 изображена схема конструкции электромагнитного контактного реле (другие названия: «магнитоуправляемый контакт» или «геркон»).

Блок реле, содержащий электромагнитное контактное устройство, монтируется на неподвижной части двери или окна. Магнитный компонент, содержащий постоянный магнит, устанавливается на движущейся части двери или окна непосредственно напротив блока реле. Максимальное расстояние между реле и магнитом различно для разных моделей извещателей. Для извещателей, используемых на улице для защиты ворот, это расстояние может достигать 10 см. Пока дверь или окно закрыты, магнитное поле, исходящее от постоянного магнита, заставляет контакт электромагнитного реле оставаться в замкнутом (безопасном) положении. Последующее открывание двери или окна (удаление постоянного магнита от блока реле) вызывает резкое ослабление магнитного поля и перемещение контакта в разомкнутое (или тревожное) положение.

88

Рис. 2.18. Конструкция и принцип действия электромагнитного контактного реле: а) несбалансированного; б) сбалансированного

В некоторых устройствах такого типа устанавливается дополнительный подмагничивающий элемент, предотвращающий нейтрализацию датчика с использованием сильного магнита. Такие герконы называются сбалансированными. Выпускаются также электромагнитные извещатели с множественными контактными реле и множественными магнитами, устройства с перегорающими или плавящимися предохранителями и извещатели, регистрирующие прерывание напряжения, а также извещатели с экранированными корпусами. Некоторые модели оснащены электронными устройствами самопроверки.

Сбалансированные электромагнитные реле обеспечивают более эффективную защиту дверей и окон по сравнению с магнитными или механическими контактными или шариковыми реле. Тем не менее, защитные функции таких извещателей ограничиваются исключительно теми случаями, когда нарушитель проникает в помещение, открывая дверь или окно.

89

Преимуществами магнитоконтактных СО являются их простота, низкая стоимость, а также то, что для их функционирования не требуется электропитание.

Электроконтактные средства обнаружения

Принцип действия электроконтактных СО – это пассивный контроль целостности разрывных проволочных контактов, закрепленных на контролируемой поверхности или протянутых вдоль охраняемого периметра. Также их называют «датчики проводимости» или «датчики с разрывными проволочными контактами».

Обычно электроконтактные СО устанавливаются на поверхности или внутри стен, потолков и полов и позволяют регистрировать проникновение через конструкционные элементы различных типов. Извещатель состоит из проводящих проволочных элементов небольшого диаметра и БОС, генерирующего сигнал тревоги при прерывании контакта. Проволочные проводящие элементы могут быть установлены в любом расположении, соответствующем форме конструкционных элементов самой необычной конфигурации. При необходимости извещатели такого типа могут быть изготовлены с применением технологии производства печатных плат.

Решетки и экраны с проводящими проволочными элементами могут быть использованы для регистрации проникновения через вентиляционные отверстия, полы, стены, потолки, закрытые на длительное время отделения и отсеки хранилищ, а также через световые колодцы. Для извещателей такого типа характерна очень низкая частота ложных срабатываний, так как сигнал тревоги подается таким датчиком только в случае прерывания проволочного контакта. Нужно осуществлять постоянную периодическую проверку состояния извещателей с проводящими проволочными элементами в целях предотвращения попыток их блокирования или шунтирования.

90