Типы охранных извещателей

Контактные извещатели служат для обнаружения несанкционированного открытия дверей, окон, ворот и т. д. Магнитные извещатели состоят из магнитоуправляемого герконового датчика, устанавливаемого на неподвижную часть, и задающего элемента (магнита), устанавливаемого на открывающийся модуль. Когда магнит находится вблизи геркона, его контакты оказываются в замкнутом состоянии. Эти извещатели отличаются друг от друга по виду установки и материалу, из которого они изготовлены. Недостатком является возможность их нейтрализации мощным внешним магнитом. Герконовые экранированные датчики защищены от постороннего магнитного поля специальными пластинами и снабжены сигнальными герконовыми контактами, срабатывающими в присутствии постороннего поля и предупреждающими о нем. При установке магнитных контактов в металлических дверях очень важно экранировать поле основного магнита от наведенного поля всей двери.

Электроконтактные устройства – датчики, резко меняющие напряжение тока в цепи при определенном воздействии на них. Они могут быть либо однозначно «открыты» (через них идет ток), либо «закрыты» (ток не идет). Самым простым способом построения такой сигнализации являются тонкие провода илиполоски фольги, подсоединенные к двери или окну. Проволока, фольга или токопроводящий состав «Паста» соединяются с сигнализацией через дверные петли, затворы, а также посредством специальных контактных блоков. При попытке проникновения они легко разрушаются и формируют тревожный сигнал. Электроконтактные устройства обеспечивают надежную защиту от ложных тревог.

В механических дверных электроконтактных устройствах подвижный контакт выступает из корпуса датчика и замыкает цепь при нажатии (закрытии двери). Место установки таких механических устройств трудно скрыть, их легко вывести из строя, закрепив рычажок в закрытой позиции (например, жевательной резинкой).

Контактные коврики изготавливаются из двух декорированных листов металлической фольги и слоя вспененного пластика между ними. Под весом тела фольга прогибается, и этим обеспечивается электрический контакт, формирующий тревожный сигнал. Контактные коврики работают по принципу «нормально разомкнуто», и сигнал подается, когда электроконтактное устройство замыкает цепь. Поэтому если обрезать провод, ведущий к коврику, сигнализация в дальнейшем не сработает. Для соединения ковриков используется плоский кабель.

Пассивные инфракрасные извещатели (ПИК) служат для обнаружения вторжения нарушителя в контролируемый объем. Это один из самых распространенных типов охранных извещателей. Принцип действия основан на регистрации изменений потока теплового излучения и преобразовании с помощью пироэлемента инфракрасного излучения в электрический сигнал. В настоящее время используются двух– и четырехплощадные пироэлементы. Это позволяет существенно снизить вероятность ложных тревог. В простых ПИК обработка сигнала производится аналоговыми методами, в более сложных – цифровыми, с помощью встроенного процессора. Зона обнаружения формируется линзой Френеля или зеркалами. Различают объемную, линейную и поверхностную зоны обнаружения. Не рекомендуется устанавливать инфракрасные извещатели в непосредственной близости от вентиляционных отверстий, окон и дверей, у которых создаются конвекционные воздушные потоки, а также радиаторов отопления и источников тепловых помех. Также нежелательно прямое попадание светового излучения ламп накаливания, автомобильных фар, солнца на входное окно извещателя. Возможно применение схемы термокомпенсации для обеспечения работоспособности в области высоких температур (33–37 °C), когда величина сигнала от движения человека резко уменьшается за счет снижения теплового контраста между телом человека и фоном.

Активные извещатели представляют собой оптическую систему из светодиода, испускающего инфракрасное излучение в направлении линзы приемника. Пучок света модулируется по яркости и действует на расстоянии до 125 м и позволяет сформировать невидимый глазом рубеж охраны. Эти излучатели бывают как однолучевыми, так и многолучевыми. При количестве лучей более двух уменьшается возможность ложного срабатывания, т. к. формирование сигнала тревоги происходит только при одновременном пересечении всех лучей. Конфигурация зон бывает различной – «штора» (пересечение поверхности), «луч» (линейное движение), «объем» (перемещение в пространстве). Извещатели могут не работать в дождь и сильный туман.

Радиоволновые объемные извещатели служат для выявления проникновения на защищаемый объект за счет регистрации доплеровского сдвига частоты отраженного сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала, возникающего при движении злоумышленника в электромагнитном поле, создаваемым СВЧ-модулем. Возможна их скрытная установка на объекте за материалами, пропускающими радиоволны (ткани, древесные плиты и т. п.). Линейные радиоволновые извещатели состоят из передающего и приемного блока. Они формируют тревожное извещение при пересечении человеком зоны их действия. Передающий блок излучает электромагнитные колебания, приемный блок принимает эти колебания, анализирует амплитудные и временные характеристики принятого сигнала и в случае их соответствия заложенной в алгоритме обработки модели «нарушителя» формирует тревожное извещение.

Микроволновые датчики утратили былую популярность, хотя еще пользуются спросом. В сравнительно новых разработках достигнуто существенное снижение их габаритов и энергопотребления.

Объемные ультразвуковые извещатели служат для выявления движения в охраняемом объеме. Ультразвуковые датчики предназначены для защиты помещений по объему и выдают сигнал тревоги как при появлении нарушителя, так и при возникновении пожара. Излучающий элемент извещателя представляет собой пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь, выдающий акустические колебания воздуха в охраняемом объеме под воздействием электрического напряжения. Чувствительный элемент извещателя, расположенный в приемнике, представляет собой пьезоэлектрический ультразвуковой приемный преобразователь акустических колебаний в переменный электрический сигнал. Сигнал от приемника обрабатывается в схеме управления, в зависимости от заложенного в нее алгоритма, и формирует то или иное извещение.

Акустические извещатели оснащаются высокочувствительным миниатюрным микрофоном, улавливающим звук, издаваемый при разрушения листовых стекол. Чувствительный элемент таких извещателей представляет собой конденсаторный электретный микрофон со встроенным предварительным усилителем на полевом транзисторе. При разбитии стекла возникает два типа звуковых колебаний в строго определенной последовательности: сначала ударная волна от колебания всего массива стекла с частотой порядка 100 Гц, а потом волна разрушения стекла с частотой около 5 кГц. Микрофон преобразует звуковые колебания воздушной среды в электрические сигналы. Извещатель обрабатывает эти сигналы и принимает решение о наличии проникновения. При установке извещателя все участки охраняемого стекла должны быть в пределах его прямой видимости.

Датчик емкостной системы представляет собой один или несколько металлических электродов, размещенных на конструкции охраняемого проема. Принцип действия емкостных охранных извещателей основан на регистрации значения, скорости и длительности изменения емкости чувствительного элемента, в качестве которого используются подключенные к извещателю металлические предметы или специально проложенные провода. Извещатель выдает сигнал тревоги при изменении электрической емкости охранного предмета (сейф, металлический шкаф) относительно «земли», вызванным приближением человека к этому предмету. Можно использовать для охраны периметра здания через натянутые провода.

Вибрационные извещатели служат для защиты от проникновения на охраняемый объект путем разрушения различных строительных конструкций, а также защиты сейфов, банкоматов и т. п. Принцип действия вибрационных датчиков основан на пьезоэлектрическом эффекте (пьезоэлектрики вырабатывают электрический ток при нажатии или отпускании кристалла), который состоит в изменении электрического сигнала при вибрации пьезоэлемента. Электрический сигнал, пропорциональный уровню вибрации, усиливается и обрабатывается схемой извещателя по специальному алгоритму, чтобы отделить разрушающее воздействие от сигнала помехи. Принцип действия вибрационных систем с сенсорными кабелями основан на трибоэлектрическом эффекте. При деформациях такого кабеля в диэлектрике, расположенном между центральным проводником и проводящей оплеткой, возникает электризация, регистрируемая как разность потенциалов между проводниками кабеля. Чувствительным элементом является сенсорный кабель, преобразующий механические вибрации в электрический сигнал. Существуют и более совершенные электромагнитные микрофонные кабели.

Относительно новый принцип защиты помещений состоит в использовании изменения давления воздуха при вскрытии замкнутого помещения (барометрические датчики ) до сих пор не оправдал возлагавшихся на него ожиданий и почти не используется при оборудовании многофункциональных и крупных объектов. Эти датчики имеют высокую частоту ложных срабатываний и довольно жесткие ограничения по применению.

Необходимо отдельно остановиться на распределенных волоконно-оптических системах для охраны периметра. Современные волоконно-оптические датчики могут производить измерения давления, температуры, расстояния, положения в пространстве, ускорений, колебаний, массы звуковых волн, уровня жидкости, деформации, коэффициента преломления, электрического поля, электрического тока, магнитного поля, концентрации газа, дозы радиационного излучения и т. д. Оптическое волокно одновременно является линией связи и чувствительным элементом. В оптическое волокно подается свет лазера с высокой выходной мощностью и коротким импульсом излучения, затем измеряются параметры обратного рэлеевского рассеяния, а также френелевского отражения от стыков и торцов волокна. Под воздействием различных факторов (деформации, акустических колебаний, температуры, а при соответствующем покрытии волокна – электрического или магнитного поля) меняется разность фаз между поданным и отраженным световым импульсом. По временной задержке между моментом излучения импульса и моментом прихода сигнала обратного рассеяния определяется местоположение неоднородности, по интенсивности излучения обратного рассеяния определяются потери на участке линии.

Для отделения сигналов, создаваемых нарушителем, от шумов и помех используется анализатор сигналов, основанный на принципе нейронной сети. Сигнал на вход нейросетевого анализатора подается в виде спектрального вектора, формируемого процессором DSP (Digital Signal Processing) , принцип действия которого основан на алгоритмах быстрого преобразования Фурье.

Достоинствами распределенных волоконно-оптических систем является возможность определять место нарушения границы объекта, использовать эти системы для охраны периметров протяженностью до 100 км, низкий уровень ложных срабатываний и относительно невысокая цена за погонный метр.

Лидером среди оборудования охранной сигнализации в настоящее время является комбинированный датчик , построенный на использовании одновременно двух каналов обнаружения человека – ИК-пассивного и микроволнового. В настоящее время он вытесняет все другие приборы, и многие установщики сигнализаций применяют его как единственный датчик для объемной защиты помещений. Среднее время наработки на ложное срабатывание составляет 3–5 тыс. ч., а в некоторых условиях достигает года. Он позволяет блокировать такие помещения, где ИК-пассивные или микроволновые датчики вообще не применимы (первые – в помещениях со сквозняками и тепловыми помехами, вторые – с тонкими неметаллическими стенками). Но вероятность обнаружения у таких датчиков всегда меньше, чем у любого из составляющих двух его каналов. Достичь того же успеха можно, применив по отдельности оба датчика (ИК и микроволновый) в одном помещении, а сигнал тревоги формировать только при срабатывании обоих извещателей в заданном интервале времени (обычно это несколько секунд), используя для этой цели возможности приемно-контрольной аппаратуры.