2.Ёмкостные системы охраны периметров.

Принцип действия всех описанных выше охранных систем основан на использовании электромагнитных волн радиочастотного диапазона. Однако для охраны периметров разработаны и успешно применяются и другие системы, работающие с детекторами различных типов, например, ёмкостные.

Емкостные извещатели предполагают контроль параметра «электрическая емкость» чувствительного элемента. Принцип действия основан на фиксации изменения электрической емкости чувствительного элемента (распределенной антенной системы) при вторжении нарушителя в зону обнаружения. Чувствительный элемент такого средства представляет собой разнесенный в пространстве конденсатор. Одной обкладкой является проводник, расположенный над поверхностью грунта, другой обкладкой земля или специальный электрод. Емкость такого конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости среды, размеров и расположения обкладки конденсатора, наличия материальных объектов в электрическом поле. Появление нарушителя вносит изменение диэлектрической проницаемости, размеров и местоположения обкладок, что в свою очередь приводит к изменению емкости конденсатора. В данных система изменение емкости в основном фиксируется двумя способами: схемой с измерительным генератором и схемой с измерительным мостом. В силу особенностей, схема с измерительным генератором, крайне чувствительна к изменению природно-климатических условий, что ограничивает ее применение в качестве периметровых систем. А вот схема с измерительным мостом получила более широкое применение.

Датчик емкостной системы представляет собой один или несколько металлических электродов, укрепленных на изоляторах вдоль ограды, и является, по сути дела, антенной системой. Такая система часто выполняется в виде металлического козырька и устанавливается с помощью специальных стоек и изоляторов на уже существующем ограждении. Наиболее эффективны на объектах, оборудованных прочными жесткими оградами (железобетонные плиты, кирпичные стены, сварные металлические панели и т.п.).

На рис. 6 показана конструкция антенной системы емкостного датчика в виде декоративной металлической решетки, укрепленной на бетонной стене. Все секции решетки соединены в общий электрический контур и изолированы от основной ограды.

Антенная система подключается к электронному блоку, генерирующему электрический сигнал и измеряющему емкость антенной системы. Когда человек приближается к электродам или касается их, емкость антенной системы изменяется, что регистрируется электронным блоком, выдающим сигнал тревоги.

Рис. 6. Антенная система емкостного датчика — декоративный козырек на бетонной стене.

Конфигурация зоны обнаружения определяется методом крепления электродов. При установке основного электрода вдоль верхнего торца ограды система эффективно регистрирует лишь попытки перелезания. Если электроды смонтированы вдоль средней линии ограды, то система срабатывает уже при приближении нарушителя к периметру.

Наиболее широко применяемыми отечественными средствами охраны периметров, использующими емкостный метод обнаружения, являются приборы серии “Радиан”. Системы “Радиан-М” и “Радиан-13” предназначены для защиты металлических оград и козырьков, имеющих вид сетчатого, решетчатого или проволочного барьера. Протяженность зоны обнаружения составляет от 10 до 500 м; в комплект поставки входят электронный блок и специальные изоляторы для крепления козырька. Электронный блок имеет размеры 326 х 207 х 540 мм; он питается от источника постоянного тока напряжением 20 — 31 В, потребляемый ток — 70 мА, диапазон рабочих температур — от -50О до +50ОС. Система обеспечена мерами грозозащиты.

Усовершенствованная модификация приборов этой серии — система “Радиан-14”. Она отличается использованием двухканального алгорима обработки сигналов с анализом “активной” и “реактивной” составляющих сигнала. Это позволяет отстроиться от помех, создаваемых атмосферными осадками и снизить вероятность ложных срабатываний от импульсных радиопомех. Кроме этого, в системе предусмотрено более простое крепление чувствительных электродов на ограде. Конструкторы отказались от специальных изоляторов-переходников и проводники антенной системы крепятся на пластмассовых кронштейнах, монтируемых непосредственно на ограде. Типичный чувствительный элемент состоит из трех параллельных проводников, образующих над основной оградой барьер высотой около 0,8 м. В комплект поставки системы “Радиан-14” входят электронный блок, пластмассовые кронштейны, провод антенной системы и крепежный комплект. Длина охраняемого участка — до 500 м, диапазон рабочих температур — от -50О до +50ОС. Электронный блок имеет размеры 320 х 223 х 95 мм; напряжение питания 20 — 30 В, потребляемая мощность 0,5 Вт.

Одним из наиболее известных у нас зарубежных охранных устройств емкостного типа является система “E-Field” фирмы Senstar-Stellar (США). Сенсор такой системы представляет собой конструкцию из 3-х проводников, устанавливаемых на кронштейнах, которые крепятся к ограде (крыше) или устанавливаются вокруг открытых неогражденных территорий. Центральный передающий электрод антенной системы подключен к источнику сигнала, а два боковых — 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 “E-Field” оценивает сигнал по трем характеристикам:

Амплитуда изменения сигнала — она пропорциональна массе нарушителя

Скорость изменения сигнала — она характеризует скорость движения нарушителя

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. 7 показана типовая конфигурация трехпроводной антенной системы “E-Field” и поперечное сечение чувствительной зоны. Система “E-Field” может эффективно применяться для обнаружения разрушения ограды или перелезания через нее, а также для обнаружения подкопов или приближения нарушителя к линии периметра.

Рис. 7. Конфигурация трехпроводной антенны емкостной системы “E-Field” и сечение чувствительной зоны.

Основные достоинства емкостных средств:

- отсутствие "мертвых зон";

- стабильная высокая чувствительность (вероятность обнаружения 95%);

- возможность регулировки зоны обнаружения;

- возможность монтажа на периметре любого профиля на местности со сложным рельефом.

Емкостные средства обнаружения могут устанавливаться на любых видах ограждений, крышах зданий, козырьках ворот и калиток. Они используются на пересекающих периметр технологических конструкциях (воздушных трубопроводах и подземных коллекторах). Их применение наиболее эффективно на объектах, имеющих механически прочные ограды, оборудованных въездными распашными или раздвижными воротами, а также на периметрах со сложной конфигурацией и рельефом.

В КАЧЕСТВЕ ПРИМЕРА РАССМОТРИМ ДАТЧИК ПЕРИМЕТРОВЫЙ ЕМКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ «МИКРОС-101»

Датчик предназначен для работы с системами охраны периметров объектов, оснащенных емкостным чувствительным контуром обнаружения с использованием сигнализационного ограждения козырькового типа в качестве ЧЭ. Принцип действия датчика основан на измерении изменения баланса электрических ёмкостей флангов сигнализационного ограждения, возникающего вследствие прикосновения к сигнализационному ограждению, в т.ч. рукой в резиновой перчатке, стоя на резиновом коврике. Изменение баланса на величину, превышающую установленный уровень, вызывает срабатывание датчика.

Технические характеристики

Протяженность ЗО, м, не менее	2х500
Тип выходного устройства	оптронное реле
Длительность сигнала срабатывания, с	4 ± 1
Время готовности к работе, с, до	10
Настройка датчика на изменяющиеся условия окружающей среды	автоматическая
Минимально допустимое сопротивление ограждения относительно «земли», кОм	100
Допустимая разбалансировка «плеч» ограждения, пФ	270
Напряжение питания, В	9-36
Потребляемая мощность, ВА, не более	3
Диапазон рабочих температур, °С	–45…+50
Габаритные размеры, мм	200х120х75
Масса, кг, не более	3
Наработка на ложное срабатывание, ч, не менее	1 000

Заключение.

Итак, радиоволновые и ёмкостные периметральные системы весьма универсальны и привлекательны своей нечувствительностью к неровностям профиля почвы или линии ограды. Отечественные радиоволновые и емкостные охранные системы в целом отличаются достаточно высокой надежностью и широко используются на различных объектах в течение последних 20 — 30 лет.

Итог занятию, задание на самоподготовку.

Кафедра ОАБ доцент Вербицкий Ю.А.