Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Вибрационные извещатели с кабельным чувствительным элементом

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

А.И. Ларин
Генеральный директор компании "Восток - Специальные системы"

Вибрационные извещатели с кабельным чувствительным элементом

Существует множество способов обнаружения нарушителя границ охраняемого пространства. Но, несмотря на жесткую конкуренцию, вибрационные периметральные извещатели стали одним из наиболее распространенных типов охранного оборудования

Периметральные извещатели могут быть основаны на использовании разнообразных физических принципов. Однако наибольшее распространение получили следующие типы сигнальных устройств:

  • инфракрасные извещатели активные и пассивные;
  • радиолучевые извещатели двух- и однопозиционные;
  • вибрационные извещатели с кабельным чувствительным элементом.

В настоящее время на рынке технических средств охраны (СО) уже сформировался многочисленный класс периметральных вибрационных извещателей, которые предназначены для сигнализационного блокирования различных "мягких" заграждений, расположенных по периметру защищаемого объекта (металлическая сетка, колючая проволока, армированная колючая лента (АКЛ) и т.п.). Извещатели этого класса рассчитаны на детекцию нарушения границы охраняемой территории путем перелаза, разрушения или демонтажа полотна заграждения. Как правило, подобные устройства состоят из двух частей: блока электронного (БЭ) и кабельного чувствительного элемента (КЧЭ), закрепленного на заграждении. КЧЭ преобразует вибрации заграждения, вызванные нарушителем, в электрические сигналы. Эти сигналы поступают в БЭ, который дискриминирует их от помех и выдает в линию связи сигнал тревоги. Сигнализационная надежность вибрационного СО определяется вероятностью Р0 обнаружения (реально Р0 0,95) и средней наработкой Тл на ложную тревогу (реально Тл 300 ч.). Среди различных типов периметровых извещателей по критерию эффективности охраны (сигнализационная надежность/погонная стоимость) вибрационные занимают ведущую позицию, что обусловливает их широкое использование для охраны периметров объектов.

Где лучше строят

Как правило, зарубежные образцы отличаются высокой сигнализационной надежностью, в них применяются микропроцессоры и погодные датчики, специализированные чувствительные кабели, основанные на электретном, пьезоэлектрическом или магнитодинамическом микрофонном эффекте. Рабочий температурный диапазон этих систем составляет -35...+70 oС. Они имеют хорошие эргономические характеристики (дизайн), расширенный пользовательский интерфейс, например выносной пульт управления, возможность оптимальной настройки параметров под конкретный вид заграждения, возможность приема/передачи сигналов с персонального компьютера по интерфейсу RS-485. К их недостаткам можно отнести относительно высокую потребляемую мощность (порядка 700...1000 мВт), что ограничивает их работу в режиме автономного электропитания.

Уровень разработки современных отечественных вибрационных извещателей в целом, на наш взгляд, ниже импортных аналогов. Отечественные СО отличаются меньшей сигнализационной надежностью (Р0 0,92...0,95, Тл 200 час), в них применяется в основном жесткая логика и отечественная элементная база, погодные датчики отсутствуют, пользовательский интерфейс минимален, в качестве КЧЭ используются либо телефонные экранированные кабели (типа ТПП 10х2х0,5), либо специальные кабели со спиралевидным центральным проводником (типа КТВ), обладающие выраженным "паразитным" трибоэффектом. К их преимуществам можно отнести расширенный температурный диапазон работы (от -50 oС), меньшую потребляемую мощность (менее 500 мВт). К их недостаткам можно отнести меньшую обнаружительную способность, несовременный дизайн, минимум регулировок, необходимых для оптимальной настройки СО на различных заграждениях.

За и против

Под "вибрационным" понимается периметровый извещатель, у которого в качестве первичного преобразователя (чувствительного элемента) применяется кабель (специальный или неспециальный). Кабель закрепляется на полотне ограждения и "снимает" с ограждения его вибрацию, возникающую при попытке его преодоления или разрушения. Под воздействием вибрации ограждения происходят локальные микроизменения геометрии кабеля или его элементов, которые, так или иначе, фиксируются электронным устройством извещателя.

Термин "вибрационные" относится к характеру внешнего воздействия, вызывающего сигнал тревоги. Чаще используются термины, характеризующие процессы, происходящие в чувствительном элементе: трибоэлектрические, пьезоэлектрические, электростатические, виброакустические и т.п.

Плюсы и минусы

Итак, назовем основные преимущества.

  • Вибрационные извещатели возможно применять, не учитывая геометрию защищаемого периметра. В принципе, величина угла поворота ограничена лишь допустимым радиусом изгиба самого чувствительного кабеля. Радиолучевые и инфракрасные извещатели во многом требовательны к прямолинейности рубежа.

  • Размеры чувствительной зоны ограничены размерами контролируемого ограждения. Это значит, что животные, дети, случайные прохожие могут приближаться практически вплотную без выработки системой сигнала тревоги. Инфракрасные пассивные и все радиолучевые извещатели требуют наличия так называемой зоны отчуждения, что не всегда возможно. Кроме того, представляет значительную проблему "затекание" чувствительной зоны за границы контролируемой территории, чего никогда не бывает у вибрационных извещателей.

Недостатки же являются следствием вышеперечисленных достоинств.

  • Весьма высокие требования предъявляются к качеству монтажа как самого ограждения, так и чувствительного элемента. Имеется в виду крепеж кабеля к ограждению и монтаж соединительных муфт. Если в пределах одной чувствительной зоны заграждение имеет различные характеристики (например, с разным усилием натянута металлическая сетка, с разным качеством установлены опоры, кронштейны козырька и т.п.), настройка извещателя на этом участке - дело практически безнадежное.

  • Существует необходимость регулярно контролировать параметры настройки извещателя, так как свойства ограждения могут заметно меняться при резких повышениях и понижениях температуры, а также при смене сезонов. Хотя современные образцы благодаря цифровым технологиям обработки полезных сигналов значительно менее зависимы от изменения состояния ограждений, таковая необходимость в основном, остается.

  • Определенные ограничения накладываются также и на физическое окружение ограждения. Недопустим прямой контакт с ветвями деревьев и больших кустарников (их нужно подрезать) и необходимо следить, чтобы к ограждению ничего не приставлялось и не прислонялось (например, завхоз решил сложить металлические листы или пустую тару возле забора).

В связи с особенностями образования полезных сигналов в чувствительном кабеле вибрационные периметровые извещатели могут применяться только на "мягких" или металлических ограждениях. Это скорее не недостаток, а ограничение на применение.

Для установки на железобетонные, кирпичные ограждения или конструкции из пластика вибрационные извещатели не применяются, хотя существует несколько опробованных технических решений для такого типа ограждений, в основном связанных с устройством дополнительных козырьков из металлической сетки или спирали из армированной колючей ленты (см. рис. 1).

Они такие разные

Внутри класса вибрационных извещателей существуют ярко выраженные подгруппы, различающиеся по использованному для выделения полезных сигналов диапазону частот колебания ограждения. Общепризнанной классификации по этому признаку не существует, однако объективно можно выделить следующие разновидности изделий:

  • диапазон низких частот - примерно 0,1...6 Гц;
  • диапазон высоких частот - примерно 80...400 Гц;
  • диапазон акустических частот - до 700...1700 Гц. Низкочастотные вибрационные извещатели замечательно чувствуют колебания полотна ограждения, связанные с перелазом нарушителя. Но совершенно нечувствительны к колебаниям, вызываемым перекусом или перепилом металлической сетки. Поэтому расположение чувствительного кабеля на полотне ограждения для низкочастотных извещателей должно быть таким, чтобы нарушитель не смог вырезать кусок полотна и без его сотрясения преодолеть ограждение (рис. 2).

В качестве чувствительного элемента могут быть использованы любые кабели с выраженным (даже паразитным) трибоэффектом, в том числе обычные экранированные связные типа ТППэп. Благодаря доступности кабелей вибрационные извещатели низкочастотного класса обычно самые недорогие.

Высокочастотные, наоборот, прекрасно чувствуют разрушение полотна ограждения, но перелезающего нарушителя могут не заметить, если он не лязгает об ограждение металлической бляхой от ремня или кобурой пистолета. Стоимость специальных кабелей в этом случае несколько выше, чем в предыдущем.

Сразу же приходящее в голову решение совместить оба диапазона в рамках одного устройства на самом деле не такое уж и хорошее. Увеличивается диапазон воспринимаемых помех - значит нужно усложнять алгоритмы обработки сигналов, что ведет к усложнению электронных схем и т.д. В результате увеличивается, и значительно, стоимость прибора. Кроме того, достаточно тяжело выбрать кабель, одинаково хорошо работающий преобразователем во всех диапазонах. Серьезные трудности вызывает и применение таких систем к разным типам ограждения. Как правило, рекомендуется их использование с определенным типом ограждения (например, со стандартизированным заграждением из сетки ССЦП).

Акустические волны распространяются в ограждении при любом способе преодоления или воздействия. Поэтому виброакустические извещатели работают даже на тяжелых сварных решетках (рис. 3) и на качественных деревянных ограждениях.

Для построения таких извещателей используются только специализированные кабели со сложной структурой и высокой погонной стоимостью (до 20 дол. за метр). Но оно того стоит: наряду с логической тревогой обеспечивается аналоговый контроль акустической обстановки возле ограждения непосредственно через динамики. Такая интеллектуальная защита от ложных тревог снискала виброакустическим извещателям заслуженную славу как на объектах государственной важности, так и в области охраны частной собственности.

Вибрационно-чувствительные системы охраны периметра

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2004
Посещений: 11297

  Автор

Ларин А. И.

Ларин А. И.

Генеральный директор компании "Восток - Специальные системы"

Всего статей:  4

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций