Датчика – декоративный козырек на бетонной стене
Сенсор системы может представлять собой конструкцию из 3-х проводников, устанавливаемых на кронштейнах, которые крепятся к ограде (крыше) или устанавливаются вокруг открытых не огражденных территорий. Центральный передающий электрод антенной системы подключен к источнику сигнала, а два боковых – к анализатору (однозонному или двухзонному). Как генератор, так и анализатор смонтированы в общем корпусе.
При попадании нарушителя в зону обнаружения анализатор отслеживает изменения сигналов и при превышении заданного порога активности выдает сигнал тревоги.
Анализатор системы оценивает сигнал по трем характеристикам:
Амплитуда изменения сигнала – она пропорциональна массе нарушителя.
2. Скорость изменения сигнала – она характеризует скорость движения нарушителя.
3. Продолжительность возмущения – т.е. время нахождения нарушителя в зоне охраны.
Сигнал тревоги выдается при одновременном наличии всех трех факторов, что обеспечивает весьма низкую вероятность ложных срабатываний. На рис.2.12 показана типовая конфигурация трехпроводной антенной системы и поперечное сечение чувствительной зоны. Такая система может эффективно применяться для обнаружения разрушения ограды или перелезания через нее, а также для обнаружения подкопов или приближения нарушителя к линии периметра.
Рис.2.12. Конфигурация трехпроводной антенны емкостной системы и сечение чувствительной зоны
Емкостные периметральные системы весьма универсальны и привлекательны своей нечувствительностью к неровностям профиля почвы или линии ограды. Отечественные емкостные охранные системы в целом отличаются достаточно высокой надежностью и широко используются на различных объектах в течение последних 20 – 30 лет.
Вибрационные системы с сенсорными кабелями. Прин-цип действия таких систем основан на регистрации механических вибраций или перемещений ограды, возникающих при попытках нарушителя разрушить или преодолеть периметр. Чувствительным элементом таких систем обычно является сенсорный кабель, преобразующий механические вибрации в электрический сигнал. Кабель крепят либо непосредственно к ограде, либо к специальному легкому металлическому козырьку над ней. Сигналы кабеля обрабатываются анализатором, который в соответствии с заданным алгоритмом выдает сигнал тревоги.
В качестве чувствительного элемента используется многопроводный телефонный кабель. При деформации кабеля в изолирующих оболочках наводятся электрические заряды (трибоэлектрический эффект), которые создают импульсные потенциалы между проводниками. Чувствительный элемент является своеобразным протяженным микрофоном, поэтому такой кабель иногда называют также микрофонным. В большинстве зарубежных вибрационных периметральных систем используется специальный коаксиальный кабель, работающий также на трибоэлектрическом эффекте. Предлагаются также системы с коаксиальным микрофонным кабелем, который крепится к уже существующей ограде. Электронный блок непрерывно анализирует сигналы сенсорного кабеля и при превышении заданного порога активности выдает сигнал тревоги. Микропроцессор системы обеспечивает адаптацию к погодным условиям и отстройку от помех (ветер, птицы и т.п.). Интересен принцип, положенный в основу работы отечественной периметральной системы “Дрозд”. Роль сенсорного кабеля выполняет обычный полевой провод П – 274, который, перемещаясь в магнитном поле земли, генерирует электрический сигнал. Сигналы сенсора обрабатываются специальным электронным блоком.
Обнаруживающая способность и вероятность ложных срабатываний периметральных систем определяется главным образом качеством чувствительного элемента (сенсорного кабеля или другого датчика). Поэтому к наиболее совершенным виброчувствительным распределенным сенсорам можно отнести специально разработанные электромагнитные микрофонные кабели. При перемещении или вибрациях кабеля в его проводниках индуцируется напряжение подобно тому, как это происходит в обычных электромагнитных микрофонах. Для таких сенсоров характерна высокая верность воспроизведения вибраций ограды и высокое отношение сигнал/шум, обусловленное низкоомной природой самого датчика.
Примером электромагнитного микрофонного кабеля является сенсор GW400k (рис.2.13) серии Guardwire, разработанный и выпускаемый компанией Geoquip (Великобритания).
Рис.2.13. Конструкция сенсорного кабеля GW400k
Кабель представляет собой распределенный электромагнитный микрофон и содержит два неподвижных и два подвижных проводника, расположенных в зазоре между двумя гибкими полимерными магнитными полосками полукруглого сечения. Сердечник кабеля покрыт изолирующим слоем и экраном и защищен прочной полиэтиленовой оболочкой.
Кабель монтируется на ограде и воспринимает вибрации ограды, создаваемые нарушителем при попытке проникнуть на объект. Подвижные проводники сенсора при этом перемещаются в магнитном поле, и в них наводится электрическое напряжение, которое регистрируется зонным анализатором.
Вибрационно-сейсмические системы. Эти системы, также как и системы с виброчувствительными кабелями, реагируют на колебания или деформации контактирующей с ними среды. Однако здесь обычно используются датчики, устанавливаемые непосредственно в грунт или на массивные стены, и регистрирующие низкочастотные (сейсмические) колебания (смещения) почвы или стены.
Системы, как правило, обеспечивают скрытую установку и позволяют защитить как огражденные, так и не огражденные периметры.
Российская система “Дуплет” относится к сейсмомагнито-метрическим средствам обнаружения. Чувствительным элементом устройства является специальный кабель КТПЭДЭП 10х2х0.5 с двойным экранированием, укладываемый непосредственно в грунт на глубине 30 – 40 см вдоль охраняемого периметра. Кабель регистрирует как сейсмические сигналы (колебания грунта), возникающие при прохождении нарушителя, так и локальные изменения магнитного поля при движении ферромагнитных предметов. Три линии кабеля располагаются параллельно (рис.2.14) на расстоянии 1 м друг от друга, обеспечивая зону чувствительности шириной 3 м; максимальная протяженность одной зоны равна 500 м. Замаскированность подземных сенсоров делает систему невидимой для нарушителя. При необходимости под землей можно установить и электронные блоки, поместив их в специальные контейнеры.
Рис.2.14. Сейсмомагнитометрическая система «Дуплет»
К сожалению, система воспринимает не только сигналы нарушителя, но другие “сейсмические” сигналы, поэтому в полосе обнаружения не должно быть деревьев или крупных кустов, т.к. система может срабатывать при перемещениях их корней. По этим же причинам минимальное расстояние от сенсора до дорог с автомобильным движением должно составлять 10 м, а до высоковольтных линий электропередач – 50 м. При обслуживании системы предусмотрены сезонные регламентные работы, во время которых производится подстройка системы с учетом реального состояния грунта.
Более простые подземные сейсмочувствительные системы обычно используются для обнаружения подкопов под оградами. В российской системе “Амулет” для обнаружения подкопа используется одиночный сенсорный кабель, заглубляемый в грунт на 5 – 20 см вдоль линии ограды. При попытке подкопа нарушитель деформирует кабель, что создает в последнем электрический сигнал. Система “Амулет” может закрыть зону длиной до 1000 м. Она работает в любых грунтах, кроме болотистых и скальных. Электронный блок предназначен для фильтрации сигнала, анализа его формы и подсчета импульсов. Он имеет размеры 320х95х232 мм3, питается от напряжения 20 – 30 В и потребляет мощность 0,2 Вт.
Отметим, что для организации противоподкопных рубежей хорошо подходят и некоторые другие кабельные системы, предназначенные для защиты оград. Так, при использовании в качестве противоподкопной системы Guardwire сенсорный кабель рекомендуется помещать в стальную трубу и укладывать в заполненную гравием траншею, которая устраивается с целью повышения надежности обнаружения. Сечение траншеи не должно быть меньше, чем 30х30 см; глубина закладки кабеля должна быть равна половине глубины траншеи.
Для организации подземных сейсмометрических рубежей итальянская компания GPS Standard использует протяженные гидравлические датчики давления. Такая система, получившая название GPS, использует два или четыре специальных чувствительных гибких шланга, которые укладываются в грунт на глубине 25 – 30 см на расстоянии 1 – 1,5 м друг от друга. Типовая конфигурация для двухзонной подземной системы GPS показана на рис.2.15.
Рис.2.15. Подземная гидравлическая система GPS
Шланги (1) выполнены из эластичного полимерного материала; они заполнены антифризом под давлением и подсоеди-нены к специальному двухзонному сенсору (2), измеряющему давление жидкости. Компенсационные клапаны (3) служат для автоматической компенсации разницы давления в шлангах системы. Корпуса клапанов, монтируемых под землей, выполнены из пластика. Сенсор содержит высокочувствительные мембраны и микропроцессор для преобразования и анализа сигналов, которые сравниваются с типовыми образами, характерными для реальных вторжений.
Одной из наиболее совершенных вибросейсмических систем является периметральный комплекс Psicon, использующий в качестве сенсоров дискретные сейсмические датчики, иногда называемые геофонами (рис.2.16).