Интегрированные системы безопасности в гражданской авиации

· Обычная система пожарной сигнализации (512 шлейфов с обычными пожарными извещателями);

· 256 реле для управления автоматикой;

· Система охранной сигнализации (до 240 шлейфов с охранными извещателями);

· Система контроля доступа (20-40 дверей).

2.4.1 Основные возможности прибора "Сфера 2001"

Прибор «Сфера 2001» имеет следующие возможности:

· Подходит для больших и средних объектов, способен защитить объекты с большой территорией;

· Имеет модульную структуру, что позволяет легко наращивать систему;

· Сочетает надежность централизованного контроля и управления с достоинствами распределенных систем;

· Максимально снижает затраты на монтаж;

· Удобен и прост в эксплуатации;

· Снижает затраты на пуско-наладку и обучение пользователя;

· Имеет удобное меню на русском языке;

· Программируется с компьютера (бесплатное ПО на русском языке).

2.4.2 Состав системы

Система состоит:

· Более 1000 адресных устройств, в том числе: 495 адресно-аналоговых извещателей; 512 шлейфов с обычными извещателями; 256 индикаторов; 128 реле;

· 1000 пользователей для охранной сигнализации и СКД;

· Открытая архитектура, позволяющая легко интегрировать прибор в систему автоматизации зданий;

· Сеть из 31 прибора "Сфера 2001" с выходом на компьютер;

· Адресный шлейф длиной до 6000 метров;

· 30 модулей серии "Сфера 2001" включаются в адресный шлейф в любой комбинации;

· 3 реле и 7 зон сигнализации на базовом блоке;

· Встроенный или выносной системный пульт управления;

· Встроенный резервированный источник питания 24В 1,5А для питания модулей;

· 2 системных пульта с большим графическим дисплеем (16 строк по 32 символа);

· 4 объектовых пульта с большими символами (4 строки по 20 символов);

· Удобное, интуитивно понятное меню на русском языке и система подсказок;

· Управление основными функциями одним нажатием клавиши (сброс, выключение сирен, подтверждение тревоги, активизация тревоги);

· 4 уровня доступа для управления;

· 8 индикаторных панелей по 32 группы индикаторов (отображение состояния разделов: охрана, тревога, пожар, неисправность).

Глава 3. Элементы интегрированной системы безопасности

3.1 Электрические измерения неэлектрических величин

Современная электроизмерительная техника располагает совершенными и удобными в экспериментальном отношении методами измерений электрических величин, таких, как ток и напряжение, индуктивное, емкостное и омическое сопротивления электрической цепи, фаза и частота переменной э.д.с. и т.п. Благодаря существенным преимуществам электрических методов измерений (высокая точность и чувствительность, обеспечение дистанционности измерений и пр.) за последнее время все более широкое распространение получают косвенные методы измерений, заключающиеся в однозначном преобразовании измеряемой неэлектрической величины в электрическую с последующим определением последней.

Преобразование неэлектрических величин в электрические осуществляется с помощью устройств, принято называть датчика м и или преобразователями. Тип и конструкция датчика определяются необходимым преобразованием, т. е. преобразуемой входной неэлектрической и выходной электрической ведите а также условиями его работы.

Входными неэлектрическими величинами датчиков могут быть механические величины (линейные и угловые перемещения, скорость, ускорение, сила и моменты сил, упругость, частота колебаний, размеры, вес и объем различных тел), физические величины (температура, количество тепла, теплоемкость, тепловое сопротивление, магнитные свойства материала, цвет освещенность, световой поток, сила света, интенсивность излучения), химические величины (концентрация вещества и его количество) и органические величины (связанные с физиологическими процессами).

Выходными электрическими величинами датчиков обычно являются активное, индуктивное или емкостного сопротивления, ток, э. д. с. или падение напряжения, частота и фаза переменного тока.

Чувствительность датчиков с линейной зависимостью выходной величины от входной является величиной постоянной. У нелинейных датчиков чувствительность изменяется с изменением входной величины.

Датчик должен обеспечивать возможность получения непрерывной зависимости выходной величины от измеряемой входной, достаточную чувствительность и необходимую точность преобразования, необходимый диапазон изменений измеряемой величины, удобное согласование с измерительной аппаратурой. Он не должен оказывать существенного обратного влияния на измеряемую неэлектрическую величину и должен быть малоинерционным.

Электрическая величина на выходе датчика, характеризующая входную неэлектрическую величину, должна быть преобразована с помощью измерительной схемы в наиболее удобный для измерения вид. На выходе измерительной схемы электрическая величина измеряется с помощью измерителя, роль которого может выполнят электрический прибор или другое устройство, выполняющее измерительные функции. Таким образом, электрический прибор для измерения неэлектрической величины в общем случае состоит из датчика, измерительной и измерителя. Он может быть использован как самостоятельный прибор или же как составная часть системы автоматического регулирования различных процессов.

3.1.1 Реостатные датчики

Реостатный датчик представляет собой переменное сопротивление, подвижной контакт которого механически связан с объектом преобразуемого перемещения (линейного или углового). Выходной электрической величиной такого датчика является омическое сопротивление.

Часто реостатный датчик включается в электрическую цепь делителем напряжения. В этом случае его называют потенциометрическим датчиком. Выходной величиной такого датчика будет падение напряжения между подвижным и одним из неподвижных контактом.

Зависимость выходного напряжения от величины перемещения подвижного контакта соответствует закону изменения сопротивления вдоль потенциометра между неподвижным и подвижным контактами. У потенциометров с линейно изменяющимся сопротивлением выбор неподвижного контакта не влияет на закономерность изменения выходного напряжения. У потенциометров же с нелинейной закономерностью изменения сопротивления при смене положения неподвижного контакта меняется и закономерность изменения выходного напряжения датчика.

Достоинствами реостатных датчиков являются их высокая стабильность и точность преобразования, простота конструкции, малый вес и габариты, возможность питания постоянным и переменным током, простота регулировки. Наличие подвижного контакта ограничивает срок службы датчиков и ухудшает надежность их работы.

Реостатные датчики используются в системах автоматического регулирования, счетно-решающих и других устройствах, а также для измерения механических перемещений, геометрических размеров, уровня жидкостей и т. п.

интегрированная система безопасность авиапредприятие

3.1.2 Проволочные датчики

Принцип действия проволочных датчиков основан на свойстве металлической проволоки изменять свое сопротивление при ее растяжении внешней силой. При растягивании проволоки ее сопротивление изменяется за счет увеличения длины, уменьшения сечения и изменения удельного сопротивления.

Относительное изменение сопротивления проволоки датчика зависит от относительного удлинения этой проволоки .

Характеристика материалов, применяемых для изготовления проволочных датчиков:

1. Проволочные датчики изготовляются из тонкой проволоки (диаметром 0,02--0,05 мм) с высоким удельным сопротивлением. Конструктивно часто они представляют собой проволочную спираль наклеенную специальным клеем на тонкую бумагу, которая затем наклеивается на испытываемую деталь. Эти датчики применяются также в виде ненаклеенной спирали , струны и других конструкций.

2. Проволочные датчики используются при измерении малых перемещений, деформаций и вибраций (в манометрах, динамометрах, микрометрах и других аналогичных устройствах). Градуировка их производится с помощью эталонных деталей, зависимость упругих деформаций которых от прилагаемых сил известна. Из партии изготовленных датчиков отбирается несколько штук, и на градуировочной установке определяется их чувствительность. Затем подсчитывается средняя чувствительность, которая присваивается датчикам всей партии.

3. Ошибки преобразования с помощью проволочных датчиков обусловливаются зависимостью сопротивления проволоки датчика от температуры, нарушением крепления датчика на исследуемой детали и неточностью градуировки. Простейший метод компенсации температурных погрешностей проволочных датчиков состоит в том, что при преобразовании используются два датчика, которые включаются в смежные плечи мостовой измерительной схемы. При этом один из них наклеивается на испытываемую деталь, а другой не наклеивается, но оба они находятся в одинаковых температурных условиях. Изменение их сопротивления за счет окружающей температуры взаимно компенсируется в измерительной схеме. Точность преобразования проволочными датчиками составляет 1__2%.

Достоинства проволочных датчиков заключаются в том, что они позволяют исследовать весьма малые перемещения (максимальное относительное удлинение не превышает 0,3--0,5%), имеют малые габариты и вес, практически безынерционны, легко принимают форму исследуемой детали. К недостаткам их следует отнести малое изменение сопротивления датчика при изменении преобразуемой величины (менее 1%), что приводит к необходимости применения в схемах с проволочными датчиками стабильных усилителей, сильную зависимость величины сопротивления от температуры окружающей среды, малую мощность рассеяния датчиком.

3.1.3 Датчики контактного сопротивления

Контактное сопротивление между поверхностями двух твердых тел зависит от величины давления одного тела на другое. Чем больше давление, тем меньше контактное сопротивление, и наоборот. Это явление используется в датчиках контактного сопротивления.

Контактное сопротивление между поверхностью твердых тел зависит также от материала этих тел и качества обработки соприкасающихся поверхностей. Наиболее существенные изменения контактного сопротивления при изменении давления происходят в случае использования в качестве таких тел электродных углей, удельное сопротивление которых Q = 30 ч- 100 ом-мм\м.

Датчики контактного сопротивления используются при исследовании различных механических давлений, , малых перемещений, вибраций, ускорений и в других, исследованиях. Наибольшее распространение они получили в качестве выходных органов регуляторов напряжения.

К недостаткам датчиков этого типа следует отнести зависимость их сопротивления от температуры и наличие гистерезиса. С целью компенсации температурного влияния применяются угольные датчики с двумя столбиками, которые включаются в смежные плечи мостовой схемы.

Термосопротивления.

В этом типе датчиков используется свойство проводника изменять свое электрическое сопротивление вменении его температуры. С помощью термосопротивления может быть осуществлено преобразование любой неэлектрической величины, влияющей на теплообмен проводника с окружающей средой, так как собственная температура термосопротивления определяется тепловым равновесием между ним и окружающей средой.

Материалом для термосопротивлении служат в основном металлы со сравнительно большим положительным температурным коэффициентом сопротивления (платина, никель, медь). Могут использоваться также и полупроводниковые материалы, имеющие более высокий температурный коэффициент сопротивления. Полупроводниковые термосопротивления (термисторы) имеют отрицательный температурный коэффициент.

В таблице1 указаны некоторые материалы, из которых изготовляются термосопротивления.

Таблица 1 Проводниковые материалы, применяемые для изготовления термосопротивлении

Материал	Температурный коэффициент см° С	Удельное сопротивление ом-мм/м
Вольфрам Никель Платина Медь	0,00421--0,00464 0,00621--0,00634 0,00394--0,0056 0,00433	0,055--0,0612 0,118--0,138 0,098--0,106 0,0156--0,017

Термосопротивления используются для измерения температур, для определения различных параметров газовой среды (скорость, вакуум, процентное содержание и т. д.).

Выбор материала термосопротивлення определяется условиями работы датчика и диапазоном рабочих температур. Медные термосопротивлення, например, могут хорошо работать в сухой атмосфере при отсутствии корродирующих газов в диапазоне изменения температур от -50 до +150° С. Никелевые термосопротивления требуют хорошей изоляции от воздействия внешней среды. Их можно применять для измерения температур до 250.

Платиновые термометры могут работать бея изоляции от внешней среды при температурах от -190 до +500° С. Через термосопротнвления, используемые в качестве термометров, должен протекать минимальный ток с тем чтобы нагрев термосопротивления за счет этого тока был наименьшим в сравнении с нагревом за счет испытуемой среды (обычно величина рабочего тока составляет 2-10 ма) Погрешности проволочных термометров сопротивления обусловливаются нестабильностью электрических свойств материала сопротивления, условиями применения (глубина погружения, теплопроводность держателя) и другими причинами. Точность современных термометров сопротивления (вместе с индикаторным прибором) составляет 1-- 1.5%.

3.1.4 Индуктивные датчики

Действие индуктивных датчиков основано на свойстве катушки индуктивности изменять свое сопротивление при введении в нее ферромагнитного сердечника или при изменении величины зазора в магнитном сердечнике, на котором помещена катушка. Преобразуемой величиной в этом случае может быть механическое перемещение (линейное или угловое), а выходной величиной датчика -- изменение индуктивности катушки.

Индуктивные датчики с подвижным сердечником внутри катушки используются для преобразования сравнительно больших перемещений (более 5-- 8 мм). Датчики же с изменяющимся зазором магнитопровода служат для преобразования малых перемещений (до 2 мм при изменении длины зазора и до 8 мм при изменении его сечения).

Используются также двухтактные индуктивные датчики, обеспечивающие большой предел изменения преобразуемой величины, большую чувствительность и малую зависимость основных параметров датчика от внешних условий (температуры).

Широкое распространение получили трансформаторные датчики, представляющие собой устройства, в которых входное преобразуемое перемещение изменяет коэффициент взаимоиндукции между первичной и вторичной обмотками. Разновидностью их являются дифференциальные трансформаторные датчики с двумя вторичными обмотками см.рис.2 в приложении. Датчики этого типа позволяют получить более мощный выходной сигнал по сравнению с другими типами датчиков (например, проволочными) .

Погрешности индуктивных датчиков зависят от стабильности амплитуды и частоты питающего напряжения, а также от влияния окружающей температуры на геометрические размеры магнитопровода и датчика.

Индуктивные датчики применяются в основном для преобразования различных механических перемещений, исследования деформаций, контроля размеров и т. д. Динамические свойства индуктивных датчиков определяются инерционностью его подвижных элементов.

3.1.5 Емкостные датчики

Емкость конденсатора зависит от трех параметров:

· площади обкладок;

· расстояния между ними;

· диэлектрической постоянной среды между обкладками.

Принцип действия емкостного датчика основан на том, что преобразуемая неэлектрическая величина воздействует на один из указанных параметров, изменяя тем самым емкость конденсатора.

В соответствии с числом параметров, определяющих емкость конденсатора, различают три типа емкостных датчиков:

1. с изменяющейся площадью обкладок;

2. с изменяющимся расстоянием между обкладками;

3. с изменяющейся диэлектрической постоянной.

Конструктивные выполнения датчиков могут быть различными. Минимальное расстояние между обкладками выбирается из расчета диэлектрической прочности.

Чувствительность их очень высока; она превосходит чувствительность всех других типов датчиков. Погрешность емкостных датчиков определяется влиянием температуры на геометрические размеры и диэлектрическую проницаемость диэлектрика, а также влажностью окружающей среды.

Основными схемами включения емкостных датчиков являются мостовые и дифференциальные схемы, а также схемы, построенные на использовании явления резонанса и метода биений.

Емкостные датчики могут быть использованы для преобразования механических перемещений (линейных и угловых), геометрических размеров деталей, расстояний между деталями, состава физических смесей, вибраций, измерения уровня жидкостей и других величин.

3.1.6 Магнитоупругие датчики

Ферромагнитные материалы обладают двумя следующими свойствами:

· если брусок ферромагнитного материала подвергнуть намагничиванию, то его геометрические размеры (длина) изменятся;

· если намагниченный брусок ферромагнитного материала подвергнуть действию внешней силы, то его намагниченность (магнитная проницаемость) изменится.

Первое свойство называется магнитострикцией, а второе магнитоупругим эффектом. Действие магнитоупругих датчиков основано на явлении магнитоупругого эффекта.

Таким образом, входной величиной датчика может быть механическое усилие, а выходной -- полное сопротивление катушки. При питании катушки датчика переменным током выходной величиной может быть амплитуда тока, протекающего через катушку.

Чувствительность магнитоупругого датчика зависит от магнитной чувствительности сердечника к давлению, а также от конструкции магнитопровода и катушки датчика. Конструкция датчика должна быть выполнена так, чтобы потоки рассеяния были сведены к минимуму. Наибольшей магнитной чувствительностью к давлению обладают магнитные материалы, имеющие большую магнитную проницаемость с большим значением магнитострикции при малой индукции насыщения. К ним относятся некоторые сорта пермаллоя а также трансформаторная сталь.

3.2 Индукционные, термоэлектрические и пьезоэлектрические датчики

3.2.1 Индукционные датчики

В индукционных датчиках используется Явление электромагнитной индукции, заключающееся в том, что в проводнике, перемещаемом в магнитном поле перпендикулярно направлению магнитных силовых линий, наводится э. д. с, пропорциональная скорости движения проводника (аналогично наводится э. д. с. при перемещении магнитного поля относительно проводника или же при изменении интенсивности магнитного поля вокруг проводника).

Индукционные датчики непосредственно могут применяться только для измерения скорости линейных и угловых перемещений (тахогенераторы). Особые конструкции тахогенератора позволяют измерять ускорения вращающихся валов.

Конструктивно датчики выполняются либо с катушкой, перемещаемой в неподвижном магнитном поле, либо с перемещаемым магнитным полем и неподвижной катушкой, либо с неподвижными катушкой и магнитным полем, но перемещаемым прерывателем магнитного потока.

Для повышения чувствительности индукционных датчиков, выходной величиной которых является частота, необходимо изготовлять их с большим числом пар магнитных полюсов.

Для измерения скорости вращения или скорости возвратно-поступательного движения могут применяться импульсные датчики, основанные на явлении электромагнитной индукции. Выходной величиной таких датчиков является частота следования импульсов. Такой датчик представляет собой постоянный магнит, укрепленный на подвижном объекте, и сигнальную катушку, укрепляемую неподвижно.

Другой разновидностью импульсного датчика может быть такой датчик, у которого неподвижной является система из постоянного магнита, магнитопровода и сигнальной катушки; в качестве подвижной части используется диск из ферромагнитного материала с отверстиями.

Погрешности индукционных датчиков определяются:

1) изменениями магнитного поля с течением времени (эта погрешность устраняется периодической регулировкой магнитного шунта);

2) изменениями сопротивления обмоток и силы магнитного поля за счет нагрева (эта погрешность устраняется применением термомагнитного шунта или термистора в цепи якоря). Погрешность их может быть сведена к величине 0,5--1,5%.

3.2.2 Термоэлектрические датчики (термопары)

Принцип действия термоэлектрических датчиков основан на явлении термоэлектрического эффекта, заключающегося в том, что если два разнородных проводника соединить одними концами в одной точке и место соединения нагреть, то на свободных «холодных» концах проводников появится э. д. с. Величина этой э. д. с. зависит от материалов, из которых изготовлены элементы термопары, и от разности температур соединенных и свободных концов.

Для термоэлектрических датчиков выбирают такие сочетания термоэлектродов, которые дают наибольшие значения термо-э. д. с. К материалам, используемым для изготовления электродов термопар, предъявляются следующие требования:

1. механическая и химическая устойчивость при высоких температурах;

2. хорошая электропроводность;

3. постоянство термоэлектрических свойств;

4. однозначная зависимость термо-э. д. с. от температуры.

Для измерения температур до 1000° С включительно используются термопары из неблагородных металлов. Температуры до 1600° С измеряются термопарами из благородных металлов. Свыше 1600° С используются термопары из жароупорных материалов: уголь -- карбид кремния (до 1800° С); вольфрам--молибден (до 2100° С).

Предельная температура применения термопары зависит не только от свойств ее электродов, но и от конструкции приемной части датчика (армировки), длительности применения и свойств среды, в которой работает термопара.

Свободные концы электродов термопары соединяются с измерителем посредством проводов. Если материал соединительных проводов и материалы электродов термопары разнородны, то в местах соединения будут создаваться термо-э. д. с, величины которых зависят от температуры среды, окружающей выводы термопары.

Термо-э. д. с, наведенные на свободных («холодных») концах термопары, алгебраически складываются с основной термо-э. д. с, характеризующей измеряемую температуру, и тем самым вносят соответствующие искажения в измерения. При постоянстве температуры среды, окружающей головку с выводными зажимами, эти искажения могут быть учтены при градуировке термопары.

Если температура головки термопары изменяется, то погрешности измерения за счет термо-э. д. с, наводимых на выходных зажимах, не могут быть учтены при градуировке. В таких случаях к измерителю термопары придается график поправок на измерение в зависимости от температуры головки (зажимов измерителя) или же применяются специальные схемы соединения термопары с измерителем.

Инерционность термопар определяется их конструкцией, условиями теплообмена с окружающей средой. Постоянная времени термопар может находиться в пределах единиц до нескольких сотен секунд.

3.2.3 Обращенные датчики

Принцип действия обращенных датчиков основан на сравнении двух неэлектрических величин, одна из которых измеряемая, а другая получена путем преобразования известной электрической величины. Эти датчики используются главным образом как измерители.

Неоновая лампа периодически зажигается импульсами напряжения, вырабатываемыми блокинг-генератором. При совпадении частоты вспышек с частотой следования меток, нанесенных на вращающемся объекте, последний будет казаться неподвижным. Зная частоту блокинг-генератора, можно определить частоту вращения объекта.

Другим примером обращенного преобразователя является электрооптический пирометр, служащий для измерения высоких температур.

Обращенные преобразователи применяются в качестве звеньев обратной отрицательной связи при построении высокоточных измерительных устройств неэлектрических величин.

3.3 Усиление сигналов датчика

В электрических приборах для измерения неэлектрических величин находят широкое применение различного рода усилители, которые служат для согласования выходов датчиков и мостовых схем с измерительными приборами или устройствами, выполняющими измерительные функции. При этом осуществляется усиление сигналов датчиков или мостовых схем по току или напряжению:

Часто с выхода датчиков или мостовых измерительных схем снимаются постоянные по величине или медленно изменяющиеся сигналы, которые должны быть усилены. Для этого широко используются так называемые усилители постоянного тока. Среди них различают усилители с непосредственной связью между каскадами и усилители с преобразованием постоянного сигнала в переменный.

Усилители с непосредственной связью выполняются без переходных емкостей с непосредственной гальванической связью выхода предыдущего каскада с выходом последующего.

В усилителях с преобразованием входной сигнал постоянного тока или напряжения преобразуется в переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине входного сигнала. Усиление преобразованного сигнала осуществляется усилителями переменного тока.

Для получения неискаженного сигнала на выходе усилителя необходимо обеспечить нормальные режимы работы ламп (или транзисторов) и стабильность его параметров в течение всего времени работы.

Обеспечение необходимых режимов работы ламп может быть достигнуто применением отдельных источников питания для каждого каскада или потенциометрических Делителей с общим источником питания.

Применение отдельных источников питания для каждого каскада неудобно, так как усилительная установка получается громоздкой. Поэтому такой способ питания применяется главным образом в лабораторной практике.

Достижение необходимой стабильности работы усилителей с непосредственной связью может быть обеспечено применением стабилизированных источников питания, специальных компенсирующих схем и отрицательной обратной связи. Для питания анодных цепей усилителей применяются выпрямители с электронной стабилизацией или гальванические элементы. В меньшей степени, но также необходима стабилизация питания накала ламп.

Обычно стабилизация источников питания все же оказывается недостаточной. Поэтому наряду с ней применяют специальные схемы усилителей.

Применение отрицательной обратной связи улучшит характеристики усилителя. При этом уменьшаются нелинейные, частотные и фазовые искажения. Влияние нестабильности источников питания также становится меньшим.

3.4 ИК-пассивные датчики охранной системы

Датчики являются одним из главных элементов системы сигнализации и во многом определяют ее эффективность. Анализ номенклатуры датчиков, предлагаемых крупнейшими производителями систем охранной сигнализации, показывает, что в классе датчиков для охраны помещений наиболее популярными являются инфракрасные (ИК) пассивные, комбинированные (в основном ИК+микроволновые), различные модификации контактных (в первую очередь магнитоконтактные) и акустические датчики разбития стекла. Реже применяются микроволновые, ультразвуковые, активные и инерционные ударные датчики.

Ниже рассматриваются принципы действия, номенклатура и особенности применения наиболее популярных датчиков охранной сигнализации - ИК-пассивных. Эти датчики предназначены в первую очередь для защиты объема охраняемого помещения.

ИК-пассивные датчики, называемые также оптико-электронными, относятся к классу детекторов движения и реагируют на тепловое излучение движущегося человека Принцип действия этих датчиков основан на регистрации изменения во времени разницы между интенсивностью ИК излучения от человека и фонового теплового излучения В настоящее время ИК-пассивные датчики являются самыми популярными, они составляют неотъемлемый элемент охранной системы практически каждого объекта. Для того чтобы нарушитель был обнаружен ИК-пассивным датчиком, необходимо выполнение следующих условий:

· нарушитель должен пересечь в поперечном направлении луч зоны чувствительности датчика;

· движение нарушителя должно происходить в определенном интервале скоростей; чувствительность датчика должна быть достаточной для регистрации разницы температур поверхности тела нарушителя (с учетом влияния его одежды) и фона (стены, пол) ИК-пассивные датчики состоят из трех основных элементов:

а) оптической системы, формирующей диаграмму направленности датчика и определяющей форму и вид пространственной зоны чувствительности;

б) пироприемника, регистрирующего тепловое излучение человека;

в) блока обработки сигналов пироприемника, выделяющего сигналы, обусловленные движущимся человеком, на фоне помех естественного и искусственного происхождения.

В ИК-датчиках, предназначенных для профессионального использования, применяются так называемые схемы антимаскинга. Суть проблемы состоит в том, что обычные ИК-датчик могут быть выведены нарушителем из строя путем предварительного (когда система не поставлена на охрану) заклеивания или закрашивания входного окна датчика. Для борьбы с этим способом обхода ИК-датчиков и используются схемы антимаскинга Метод основывается на использовании специального канала ИК-излучения, срабатывающего при появлении маски или отражающей преграды на небольшом расстоянии от датчика (от 3 до 30 см). Схема антимаскинга работает непрерывно, пока система снята с охраны. Когда факт маскирования обнаруживается специальным детектором, сигнал об этом подается с датчика на контрольную панель, которая, однако, не выдает сигнала тревоги до тех пор, пока не придет время постановки системы на охрану. Именно в этот момент оператору и будет выдана информация о маскировании. Причем, если это маскирование было случайным (крупное насекомое, появление крупного объекта на некоторое время вблизи датчика и т.п.) и к моменту постановки на сигнализацию самоустранилось, сигнал тревоги не выдается.

Еще одним защитным элементом, которым оборудованы практически все современные ИК-детекторы, является контактный датчик вскрытия, сигнализирующий о попытке открывания или взлома корпуса датчика. Реле датчиков вскрытия и маскирования подключаются к отдельному шлейфу охраны.

3.4.1 Установка и использование ИК-датчиков

При выборе типов и количества датчиков для обеспечения охраны конкретного объекта следует учитывать возможные пути и способы проникновения нарушителя, требуемый уровень надежности обнаружения; расходы на приобретение, монтаж и эксплуатацию датчиков; особенности объекта; тактико-технические характеристики датчиков Особенностью ИК-пассивных датчиков является их универсальность - с их использованием возможно блокирование от подхода и проникновения самых разнообразных помещений, конструкций и предметов: окон, витрин, прилавков, дверей, стен, перекрытий, перегородок, сейфов и отдельных предметов, коридоров, объемов помещений. При этом в ряде случаев не потребуется большого количества датчиков для защиты каждой конструкции - может оказаться достаточным применения одного или нескольких датчиков с нужной конфигурацией зоны чувствительности. Остановимся на рассмотрении некоторых особенностей применения ИК-датчиков.

К ложным срабатываниям ИК-датчиков могут привести помехи теплового, светового электромагнитного, вибрационного характера. Несмотря на то, что современные ИК-датчики имеют высокую степень защиты от указанных воздействий, все же целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:

· для защиты от потоков воздуха и пыли не рекомендуется размещать датчик в непосредственной близости от источников воздушных потоков (вентиляция, открытое окно);

· следует избегать прямого попадания на датчик солнечных лучей и яркого света; при выборе места установки должна учитывается возможность засветки в течение непродолжительного времени рано утром или на закате, когда солнце низко над горизонтом, или засветки фарами проезжающего снаружи транспорта;

· на время постановки на охрану целесообразно отключать возможные источники мощных электромагнитных помех, в частности источники света не на основе ламп накаливания: люминесцентные, неоновые, ртутные, натриевые лампы;

· для снижения влияния вибраций целесообразно устанавливать датчик на капитальных или несущих конструкциях; не рекомендуется направлять датчик на источники тепла (радиатор, печь) и колеблющиеся предметы (растения, шторы), в сторону нахождения домашних животных.

3.5 Магнитоконтактные и электроконтактные датчики

Контактные датчики относятся к самым простым. Обычно они устанавливаются на двери и окна охраняемого помещения. Среди контактных датчиков широкое применение нашли электроконтактные датчики, представляющие собой ленту из тонкой алюминиевой фольги. Она клеится на стекло, двери, стены и т. п. При разрушении основания, на которое наклеена лента, она рвется и разрывает электрическую цепь. Для подключения к шлейфу охранной сигнализации лента зажимается в держателе (клемме), который приклеивается к тому же основанию, что и лента.

Широко распространены контактные датчики магнитного типа (магнитоконтактные датчики). Эти датчики выпускаются двух типов: для наружной и скрытой установки. Для повышения надежности охраны часто устанавливают по два и более датчиков, которые соединяют между собой последовательно. Магнитоконтактные датчики, предназначенные для скрытой установки, имеют цилиндрическую форму. Эти датчики, как и электроконтактные, подключаются к проводным шлейфам охранной сигнализации.

3.6 Радиоволновые и комбинированные детекторы движения

Радиоволновые детекторы движения предназначены для обнаружения и регистрации движения в охраняемой зоне. Каждый детектор содержит СВЧ-модуль, в состав которого входят излучатель и приемник высокочастотных колебаний. В отличие от пассивных ИК детекторов, подробно рассмотренных выше, радиоволновые детекторы являются активными устройствами, так как излучают в пространство СВЧ колебания. Принцип действия этих приборов основывается на интерференции радиоволн сантиметрового диапазона или эффекте Доплера (изменение частоты принимаемого сигнала, отраженного от движущегося объекта).

При охране внутренних помещений по характеристикам радиоволновые детекторы аналогичны описанным выше пассивным ИК детекторам. Однако в отличие от них, они имеют более низкую помехозащищенность и достаточно высокий уровень СВЧ излучений. Поэтому в последнее время все чаще стали применяться приборы, в состав которых входят два детектора - пассивный ИК и радиоволновый. Это так называемые детекторы двойной технологии. В таких приборах пассивный ИК детектор работает непрерывно. При регистрации им факта движения теплового объекта в зоне обнаружения включается радиоволновый детектор. Если последний подтвердит наличие подвижного объекта в зоне охраны, прибор сформирует и выдаст по шлейфу сигнализации тревожное извещение путем замыкания или размыкания контактов выходных реле. Такой режим работы детекторов позволяет обеспечить высокий уровень помехозащищенности прибора и уменьшить уровень СВЧ излучений, поскольку радиоволновый детектор включается только на короткое время.

Радиоволновые детекторы могут работать на одной из нескольких рабочих частот (литер), устанавливаемых с помощью переключателей на плате СВЧ-модуля прибора. Это позволяет использовать несколько однотипных детекторов, работающих на различных частотных литерах, в одном помещении одновременно.

3.7 Системы ограждений и охранные извещатели

Эффективность и надежность охраны протяженных рубежей важных объектов в современных условиях могут быть обеспечены лишь на основе оптимального сочетания различных сигнальных и сигнально-заградительных средств обнаружения (извещателей), а также глухих, транспарантных (просматриваемых) и комбинированных ограждений (заграждений), объединенных в комплексы технических средств сигнализации при помощи специальной кабельной сети. Подобные комплексы должны обеспечиваться гарантированным электропитанием и связью с системами сбора и обработки информации, средствами управления доступом на объект.

Грамотное комбинирование средств обнаружения различных физических принципов действия позволяет, как правило, добиться выполнения важнейших требований, предъявляемых к охранной сигнализации. При последующем изложении под "рубежом охраны" будем понимать условные линию или поверхность, ограничивающие разнообразные объекты охраны, как-то:

· территорию;

· область пространства;

· комплекс здании или отдельные здания, сооружения, помещения, отдельные предметы и т п., в то время как в методических рекомендациях НИЦ "Охрана" ГУВО МВД фигурирует понятие "рубеж охранной сигнализации", обозначающее совокупность совместно действующих технических средств охранной сигнализации, последовательно объединенных электрической цепью, позволяющих выдать извещение о проникновении (попытке проникновения) в охраняемую зону (зоны), не входящих в данную цепь. В настоящее время наиболее широкое (по протяженности оборудованных рубежей) применение в составах сигнализационных комплексов получили электроконтактные (электромеханические), емкостные, индуктивные, вибрационные, радиоволновые (радиолучевые) СО.

Для обеспечения сигнализационного блокирования протяженных рубежей и периметров важных объектов в каждом конкретном случае приходится решать ,комплекс похожих задач, оптимизировать сочетание механических препятствий, прежде всего ограждений, со средствами сигнализации - механические препятствия призваны затруднять и замедлять проникновение нарушителя на время, необходимое для его раннего обнаружения средствами сигнализации Для прохода персонала через ограждения при регламентных работах (на ограждениях и на составных элементах ТСОС), а также для удаления растительности с внешней стороны блокируемого рубежа проектируются калитки в ограждениях и их сигнализационное блокирование. В отдельных случаях могут устраиваться переходы (шлюзы), оборудованные средствами управления доступом.

В тексте проекта ГОСТ Р "Средства систем охраны и безопасности. Термины и определения дано определение ограждения (сооружение или конструкция, применяемые для выгораживания территории или ее части) и констатируется, что ограждения могут быть следующих видов:

· глухое ограждение - ограждение, не просматриваемое насквозь;

· транспарантное ограждение - ограждение, просматриваемое насквозь;

· комбинированное ограждение - ограждение, обладающее сочетанием свойств ограждений различных типов.

Таким образом, при комплексировании извещателей и ограждений должны быть учтены следующие соображения:

· необходимость оптимизации тактико-технических характеристик (вероятность обнаружения, наработка на ложное срабатывание, наработка на отказ, имитостойкость) при максимально возможной помехоустойчивости;

· необходимость оборудования проходов в ограждениях (ворот и калиток) и сигнализационного блокирования их;

· обеспечение надежного электроснабжения и качественного заземления аппаратуры;

· организация грозозащиты;

· разумная прокладка кабельных линий.

3.7.1 Понятие извещателя

Начиная говорить об извещателях нужно в первую очередь сказать что такое извещение.

Изещением в технике охранно-пожарных сигнализаций (ОПС) называется сообщение несущее информацию о контролируемых изменениях состояния охранного объекта или технических средств ОПС и передаваемое с помощью электромагнитных, электрических, световых или звуковых сигналов.

Извещения делятся на тревожные и служебные:

· Тревожное извещение содержит информацию и проникновении (попытке проникновения) или пожаре;

· служебное о "взятии" под охрану, "снятии" с охраны, неисправности аппаратуры и др.

В отличие от датчиков извещатель представляет собой простейшую охранную систему он содержит все необходимые технические средства охранно-пожарной сигнализации, датчик, устройство обработки информации, поступающей от датчика, устройство ввода информации, как правило, в одном корпусе.

Сигнал, формирующий извещение является индикатором состояния прибора.

Отдельные извещатели можно использовать как автономные системы сигнализации, но чаще их используют в качестве "сложных" датчиков в составе технических средств охранно-пожарной сигнализации. Охранные извещатели являются первичными техническими средствами обнаружения проникновения или попытки проникновения в охраняемую зону.

Охранно-пожарные извещатели дополнительно к охранной функции способны обнаруживать физические факторы, сопровождающие пожар - открытое пламя, дым.

3.7.2 Выбор типа извещателя

Выбор того или иного типа извещателя производится с учетом множества факторов:

· климатических условий;

· конструктивных параметров охраняемого объекта;

· вероятных путей проникновения;

· режимной тактики охраны;

· требований дизайна;

· степени надежности охраны.

Выбор конкретного типа извешатедя производится в первую очередь с учетом особенностей защищаемого объекта, таких как его площадь и объем, тип горючей загрузки, климатических условий, наличие воздушных потоков и прочего

Таблица 2 Область применения извещателей

Блокируемая конструкция	Способ воздействия	Тип извещателя
Окна, витрины, стеклянные прилавки.двери со стеклянным полотном, рамы, фрамуги, форточки	Открывание, разрушение стекла (разбиение стекла и вырезание), проникновение	Магнитоконтактный, омический, ударноконтактные, звуковые, пьезоэлектрические, пассивные оптико-электронные, эадиоволновые, комбинированные
Двери, ворота, погрузочно-разгрузочные люки	Открывание, пролом, проникновение	магнитоконтактные, выключатели оконечные, активные оптико-электронные, омический провод, пьезоэлектрические, пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ультразвуковые, комбинированные
Оконные решётки, решётчатые двери, решётки дымоходов	Открывание, перепиливание	Магнитоконтактные для мета-лических конструкций, омический поовод
Стены, полы, потолки, перекрытия.перегородки, места ввода коммуникаций	Пролом, проникновение	Омический провод, пьезоэлектрические, вибрационные, активные линейные, оптико-электронные, пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ульрозвуковые, комбини-пованные
Сейфы, отдельные Предметы	Разрушение (ударные воздействия, пиление, сверление), касание, приближение, проникновение (подход к защищаемым предметам)	пьезоэлектрические, виброционные, емкостные, оптико-электронные, радиоволновые, ультрозвуковые, комбинированные
Коридоры	Проникновение	Оптико-электронные, радиоволновые, комбиниоованные
Объём помещений	Проникновение	Пассивные оптико-электронные, радиоволновые
Внешний периметр, открытые площадки	Проникновение	Активные линейные оптико-электронные, радиоволновые

3.7.3 Классификация извещателей

По способу формирования информационного сигнала от проникновения нарушителя или пожара извещатели делятся на:

* активные - излучают в охраняемой зоне сигнал и реагируют на изменение его параметров,

* пассивные - реагируют на сигнал, создаваемый нарушителем или пожаром.

Отдельные группы извещателей подразделяются также по принципу действия чувствительного элемента, например: ударноконтактные, пьезоэлектрические, пироэлектрические фотодиодные.

По способу передачи информации на центральный пульт или транслятор извещатели делятся на:

* проводные;

* радиоканальные.

По устойчивости к воздействию внешних климатических факторов извещатели делятся на:

* предназначенные для отапливаемых помещений;

* для неотапливаемых помещений;

* для наружной установки.

По способу электропитания извещатели делятся на:

· непотребляющие (пассивные);

· питающиеся от шлейфа сигнализации;

· питающиеся от автономного источника питания;

· питающиеся от низковольтного (12 - 24 В) вторичного источника питания;

· питающиеся от сети переменного тока 220 В 50 Гц.

По дальности ультразвуковые, оптико-электронные и радиоволновые извещатели для закрытых помещений различают:

· малой дальности т.е. область их действия до 12м;

· средней дальности от 12 до 30 м;

· большой дальности более 30 м.

По конструктивному исполнению ультразвуковые, оптико-электронные и радиоволновые подразделяют на:

· однопозиционные - передатчик (излучатель) и приёмник установлены совместно в одном блоке (может быть несколько передатчиков и приёмников в одном блоке);

· двухпозиционные - передатчик и приёмник расположены в различных блоках;

· многопозиционные - более двух блоков (передатчики и приёмники в любых комбинациях).

3.7.4 Принципы работы извещателей

В извещателях используется различные физические принципы обнаружение в охраняемой зоне нарушителя или пожара:

· Электроконтактный - размыкание или замыкание электрической цепи;

· Параметрический - изменение параметров электростатического поля, пар; метров электрической цепи (емкость, индуктивность, электрическое сопротивление);

· Вибрационный - возникновение или изменение параметров упругих колебаний в твердых телах (стекло, металл, бетон, кирпич, древесина и пр.);

· Акустический - возникновение или изменение параметров упругих колебаний в воздушной среде (от инфра до ультразвуковых частот);

3.8 Свойства извещателей серии 200 и 500

Свойства извещателей:

· В извешателе имеется два светодиодных индикатора (СИД) для отображения состояния тревоги. Сработавший извешатель виден со всех сторон (угол зрения 360°);

· Легко осуществляется профилактическое тестирование и извешателя при помощи магнита. В каждом извещателе имеется встроенный контур для тестирования, активация которою происходит при помощи магнита, подносимого к наружной поверхности извета геля;

· Извещатель прост в обслуживании, не вызывает трудностей;

· Извещатель имеет надежную защит) от ложных сообщений, вызываемых пылью, насекомыми и перепадами давления;

· Извещатель устойчив к потокам воздуха;

· Параллельно к извещателю можно подключишь сигнализаторы;

· Сигнал о необходимости технического обслуживания загрязненного извещателя;

· При нахождении щита «F.SA» в состоянии профилактического обслуживания возможен контроль за загрязнением извещателя;

· Измерение чувствительности извешателя осуществимо без отсоединения извещателя от цоколя, при помощи специального тестера непосредственно в полевых условиях;

· При помощи программы конфигурации UTHra «ESA» возможна установка уровня чувствительности для каждого извешателя в отдельности;

· Простая установка адреса каждою извещателя;

· С извешателями данной серии используется один тин монтажного цоколя;

· Извещатель может быть блокирован на цоколе;

· В поставку входит пластмассовый кожух, защищающий извещатель от пыли, возникающей в ходе производства строительных работ;

· Азотные извещатели серий 200 и 500 производят постоянный контроль за происходящими изменениями и посылают о них сообщения на шит «ЕSA» дальнейшего принятия решения.

Выводы и рекомендации

1. ИСБ универсальна, она способна собирать максимум информации и дает возможность менять алгоритм ее обработки в зависимости от складывающейся ситуации, что крайне важно для авиапредприятия как объекта с высокой степенью технической оснащенности средствами безопасности. При использовании ИСБ в целях повышения уровня авиационной безопасности решается комплекс проблем, которые влияют на безопасность авиапредприятия

2. ИСБ рекомендуется применять на базе комплексных систем, так как она способна включать в свой состав неограниченное число подсистем. Именно интегрированные системы безопасности предназначены для борьбы не только с «внешними», но и с «внутренними» врагами (перекрытие каналов утечки информации) и имеют для этого широкий спектр специальных возможностей.

3. Подробно рассмотренные чувствительные элементы (датчики ИСБ), базирующихся на использовании физических законов позволяет выбрать датчики многофункционального типа, регистрирующих одновременно несколько параметров, что является экономически выгодным при использовании 2-3 датчиков.

4. Следует сказать, что существующая в настоящее время номенклатура сигнализационных датчиков, а также достигнутые ими тактико-технические характеристики при правильном выборе и грамотном проектировании смогут обеспечить надежную и эффективную защиту.

Список используемой литературы

1. Учебное пособие, СПб, Академия ГА 1997 г. «Обеспечение авиационной безопасности в авиапредприятиях ГА», Никулин Н. Ф.;

2. «Системы безопасности», журнал для специалистов в области безопасности, январь 2002 №42;

3. «Системы безопасности», журнал для специалистов в области безопасности, май 2005 №48;

4. «Справочник радиолюбителя», Куликовский А. Н., 1977;

5. Журнал: БДИ, безопасность, достоверность, информация январь, февраль 1998г.

6. Журнал: системы безопасности, связи и телекоммуникаций ноябрь-декабрь 1998г.

7. Межотраслевой тематический каталог системы безопасности 1999г.

8. Математические методы решения задач для создания ИСБ.

9. Учебные пособия по данной проблематике.

10. С.В. Кошелев, Г.А. Клауз, В.В. Гвоздецкий «Монтаж и наладка систем производственной электрической связи, сигнализации и электрочасофикации». Учебник для техникумов. Москва «Радио и связь» 1991г.

11. Журнал: Системы охраны и теленаблюдения Москва 2002-2003 г.

Размещено на Allbest.ru