КАФЕДРА ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВИАЦИОНН ОЙ БЕЗОПАСНОСТ И

Система охранной сигнализации аэропорта.
Лекция 2.7. Датчики охраны помещений аэропорта.

1 Ёмкостные извещатели охранной сигнализации.
2. Ультразвуковые извещатели.

НОУ «Такир», 2002. -216 с.
2. Г.Г.Червяков, «Электронные средства охраны и

безопасности», 2007г. (Учебное пособие г. Кисловодск).

шкафов, сейфов, отдельных предметов, создания защитных заграждений. Они относятся к

классу объёмных или поверхностных извещателей.
В ёмкостных извещателях чувствительным элементом является конденсатор с нормированным значением ёмкости.

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:
- с изменяющейся площадью обкладок;
- с изменяющимся расстоянием между обкладками;
- с изменяющейся диэлектрической проницаемостью.

поиска, диэлектрической проницаемостью
Принцип его работы основан на создании вблизи

охраняемого объекта электрического поля с определенной, нормированной, относительной диэлектрической проницаемостью среды. Поле создаётся, так называемым развёрнутым конденсатором (Рис.1), который одновременно является чувствительным элементом (датчиком) извещателя.

что приводит к изменению ёмкости конденсатора.
Конденсатор служит частотозадающим элементом

автогенератора, т.е. его ёмкость влияет на частоту и амплитуду генерируемых колебаний. Имеющееся в извещателе пороговое устройство следит за амплитудой или частотой колебаний и при их превышении некоторого порога, приводит в действие исполнительный узел, формирующий сигнал тревоги.
Схема генератора прямоугольных импульсов на ОУ, показана на рис.2.

обнаружения постороннего предмета, величина ёмкости C1 минимальна и в схеме

не выполняются условия самовозбуждения. Генерации нет, извещатель в дежурном режиме. При появлении постороннего предмета в зоне обнаружения, диэлектрическая проницаемость среды возрастает, ёмкость C1, согласно формуле (1) увеличивается. С увеличением емкости и уменьшения частоты, согласно (2), наступает момент, когда из-за свойственной реальному ОУ инерционности условия самовозбуждения генератора начинают выполняться и на выходе возникают колебания.

наличии в чувствительной зоне постороннего предмета, а при его удалении

(что эквивалентно уменьшению емкости конденсатора) - уже нет. Такой режим имеет определенные преимущества перед известными, когда генератор работает непрерывно, либо только в отсутствие постороннего предмета.
Для нормальной работы извещателя необходимо, чтобы охраняемый предмет был устанавлен на полу с хорошим изоляционным покрытием или на изолирующей прокладке.

шкафов. Количество подключаемых предметов зависит от их емкости, конструктивных особенностей

помещения и уточняется при настройке извещателя.

Рис.3. Условное графическое обозначение ёмкостного охранного извещателя

металлических предметов, а также строительных проёмов в закрытых помещениях с

температурой окружающей среды от –10 до +50 ОС и применяет для блокировки сейфов, металлических шкафов, решеток, а также оконных, витринных и дверных проёмов.
Соединение извещателя производится двухпроводным кабелем, одна жила которого подключается к выводу чувствительного элемента (ЧЭ), а другая жила к выводу («земля») соединительной платы.

.

приближения или прикосновения к охраняемому объекту и формирования извещения о

тревоге размыканием контактов выходного реле (клеммы "ШС").
В извещателе используется принцип регистрации изменения емкости чувствительного элемента при приближении к нему нарушителя.

помещений и формируют извещение о проникновении нарушителя при возмущения поля

упругих волн ультразвукового диапазона, вызываемом движением нарушителя в зоне обнаружения.
Они относятся к классу объёмных (или поверхностных), активных извещателей движения.

ультразвуковых в электрические при приёме применяются пьезокерамические резонаторы, т.е. в

датчиках используется прямой и обратный пьезоэффект.
На рис.6а. показан извещатель в двухкорпусном исполнении. Излучатель BF1 и приемник ВМ1 расположены на противоположных стенах помещения.

амплитуде ультразвуковые колебания. Микрофон (приемник) ВМ1 преобразует принятый из пространства

ультразвуковой сигнал в электрический. Далее, в электронном устройстве этот сигнал усиливается, детектируется и анализируется по амплитуде. В случае колебания амплитуды ультразвукового сигнала формируется сигнал тревоги.

от стен, потолка и пола. Энергия волны в зоне микрофона

ВМ1, как, впрочем, и на любой поверхности помещения, есть результат интерференции всех падающих волн. Пока в помещении не происходит какого-либо перемещения отражающих или поглощающих поверхностей или изменения физических свойств среды, интерференционная картина, а значит и уровень энергии волны в каждой точке, будут постоянны. Амплитуда колебаний в датчике постоянна, сигнала тревоги нет.

волн, а следовательно, к изменениям интерференционной картины. Это приведет к

колебаниям амплитуды выходного сигнала микрофона ВМ1. Регистрируя эти колебания, извещатель формирует сигнал тревоги.
Данный способ обеспечивает очень высокую чувствительность при высокой экономичности. Однако в реальных условиях эта система практически неработоспособна из-за чрезвычайно высокой вероятности ложных срабатываний.

на одной стене (рис.6 б). Длина пути волны увеличивается в

два раза, что потребует значительного увеличения излучаемой мощности. Но при этом из-за того, что волна проходит через поток воздуха дважды — туда и обратно, приращение скорости взаимно компенсируется, что и повышает устойчивость устройства к ложным срабатываниям в условиях относительно равномерных потоков воздуха, движущихся в любых направлениях.

на одной стене (рис.3, б). Длина пути волны увеличивается в

два раза, что потребует значительного увеличения излучаемой мощности. Но при этом из-за того, что волна проходит через поток воздуха дважды — туда и обратно, приращение скорости взаимно компенсируется, что и повышает устойчивость устройства к ложным срабатываниям в условиях относительно равномерных потоков воздуха, движущихся в любых направлениях.

не по амплитуде, а по частоте. Если объект перемещается вдоль

направления распространения волны (рис.6 б), отраженная от него волна будет иметь некоторое смещение по частоте относительно излучаемой. Это явление получило название эффекта Доплера. Объект, движущийся в любом направлении, будет обнаружен.
Структурная схема ультразвукового доплеровского извещателя представлена на рис.7.

приемника ВМ1,используют резонаторы из пьезокерамики.
Рис.7

входят следующие каскады:
- излучатель BF1; приемник ВМ1; эталонный генератор

G1; входной усилитель А1; преобразователь U1; фазовый детектор U2; фильтр нижних частот Z1;
- фильтр верхних частот Z2; детектор-формирователь U3; выходной усилитель А2; устройство индикации HI.
- Излучатель BF1 ультразвуковой волны служит нагрузкой эталонного генератора G1.
Наиболее подходящей является частота около 40 кГц. Мощность излучения выбирается из соображений приемлемой экономичности, требуемого уровня принимаемого сигнала и объема контролируемого пространства.

условиях значительного колебания его амплитуды. Для снижения влияния помех необходима

высокая избирательность усилителя в интервале fg ± fd- где fg — рабочая частота генератора, fd — доплеровский сдвиг, реально не превышающий 1 кГц.
Для исключения зависимости входного сигнала от амплитудной составляющей в усиленном принятом сигнале выделяют точки перехода через «нуль» и формируют сигнал прямоугольной формы. Эту функцию выполняет преобразователь U1.

модуляцию сигнала в широтно-импульсную. Фильтр нижних частот Z1 сглаживает импульсы

с выхода фазового детектора U2 и преобразует их в амплитудно-модулированный сигнал. Частота среза фильтра Z 1 равна реальной верхней частоте доплеровского сдвига, в нашем случае 1 кГц.
Фильтр верхних частот Z2 ограничивает снизу частотную полосу, воспринимаемую устройством. Он играет особую роль в устойчивости всей системы к ложным срабатываниям.

постоянное напряжение. Усилитель А2 усиливает его до уровня, необходимого для

работы устройства индикации HI, обеспечивая при этом определенную задержку, дополнительно снижающую вероятность ложных срабатываний.
И тем не менее, ультразвуковые датчики имеют значительные недостатки: малую чувствительность; высокий уровень ложных срабатываний; зависимость настроек от перепадов температуры, сквозняка, акустических шумов, колебаний влажности. Поэтому этот тип датчиков находит ограниченное применение.

установки извещателя «Эхо-2» выбирают так, чтобы его зона обнаружения перекрывала

вероятные направления движения нарушителя. Зоны обнаружения приведены на рис. 8, а.
Ультразвуковой извещатель ИО308-1 «Эхо-3» предназначен для работы в закрытых отапливаемых помещениях с температурой окружающей среды от +1 до +40 ОС. Зоны обнаружения приведена на рис. 8, б.
Извещатель обеспечивает блокировку локальных зон объёмов помещений.