Пример - ПИК-устройство сиг-
нализации в сочетании с 500-ваттным прожектором. Оно используется для
охраны наружных периметров зон высокого риска, стройплощадок, жилых по-
мещений, а также для внесигнального освещения дорожек и рекламных щитов
при приближении к ним.
Что делать с ложными срабатываниями?
Опыт защиты от ложных срабатываний ультразвуковых и микроволновых
допплеровских датчиков помог разработчикам ПИК-детекторов. Они поза-
имствовали способы подавления таких общих для всех трех систем сигнали-
зации источников ложных срабатываний, как наведение и сетевые помехи,
вибрация, радиаторы центрального отопления и повышенная чувстви-
тельность. Специфическими для ПИК систем являются помехи от яркого сол-
нечного света и фар автомобилей, шумы в звуковом и инфразвуковом диапа-
зоне. На звуковые волны ПИК-детекторы реагируют подобно пьезоэлектричес-
ким приемникам. Электроника этих детекторов работает во всем диапазоне
частот. В иных системах сигнализации подобный разброс за ненадобностью
сведен до минимума. Почти все эти специфические трудности преодолеваются
двух- и четырехэлементными приборами. Чтобы решить, достаточно ли успеш-
но, применительно к конкретной ситуации, ПИК-система справляется с лож-
ными срабатываниями в одиночку, при помощи четырехэлементных датчиков,
или стоит застраховаться описанными в главе 19 комбинированными уст-
ройствами, вам следует ознакомиться с факторами, перечисленными в разде-
ле "Темы для обсуждения" этой главы.
Темы для обсуждения
Если соображения моды важны при выборе метода обнаружения нарушителя,
насколько высоко котируются ПИКсистемы? Если им отдается предпочтение,
то происходит ли это из-за низкой цены на прибор и его установку или
из-за эксплуатационных преимуществ? А может быть, соображения моды ныне
не играют никакой роли? Не приходится ли на самом деле пользователю ре-
шать вопрос о том, что же требуется от детектора - защитить зону обычно-
го или повышенного риска защитить зону обычного или повышенного риска?
ГЛАВА 18
МИКРОФОННЫЕ УСТРОЙСТВА
Приставка "микро" (от греческого "микрос" - маленький) слишком часто
и не всегда к месту используется в языке радиоэлектроники. Ее наличие в
названии прибора вполне может ничего не дать в понимании его функций.
Однако слово "микрофон" столь часто употребляется в разговорах о радио,
телевидении, телефонах и громкоговорительных системах, что вопросов о
его значении просто не возникает. В рабочих целях мы можем определить
термин "микрофон" так: это мембранное устройство, служащее для превраще-
ния акустической и механической энергии в электрические сигналы, которые
могут быть усилены и переданы по проводам в любое необходимое место.
Сейсмические датчики
Ни микрофоны, ни сейсмические датчики изначально не предназначались
для систем сигнализации. Последние, например, создавались как особый тип
микрофона для геологической разведки буровых скважин. Эти устройства
должны были иметь большую прочность в конструкции, чтобы выстоять против
ударной волны зондирующего взрыва на поверхности и большую чувстви-
тельность, чтобы улавливать легчайшее эхо взрыва в глубине земли и его
колебания под влиянием залежей ископаемых.
Впервые они были применены службами безопасности при охране наружных
периметров и пользовались большой популярностью. На оградах они хорошо
различали звуки сверху и снизу, но нечетко реагировали на боковые сигна-
лы, так как не обладали способностью подавлять шум ветра. По мере накоп-
ления практического опыта стало очевидно, что они слишком чувствительны
для использования в системах сигнализации и перегружают электронику оби-
лием правильных, но нежелательных сигналов. Это свело на нет такое по-
лезное качество сейсмических датчиков, как различающая способность.
Наиболее широко использовались ранние модели сейсмических датчиков,
выпускавшиеся французской фирмой "Sercel". Позже на рынке появились ва-
рианты приборов этого типа, различающая способность которых могла ме-
няться соответственно характеру окружающей среды. Кстати, подобная ситу-
ация достаточно часто встречается в мире систем сигнализации. Особеннос-
ти конструкции или сам базовый физический принцип дают чувствительность
детектора, слишком высокую для конкретной ситуации, и ее приходится
уменьшать, чтобы достигнуть приемлемого сочетания точного обнаружения и
процента ложных срабатываний.
Фирма "Sercel" разработала так же очень интересный способ подачи сиг-
нала об опасности на центральный пульт службы безопасности объекта. Каж-
дой зоне прослушивания соответствовала вертикальная "термометрическая"
шкала, светящийся столбик которой двигался в зависимости от интенсивнос-
ти сигнала. Это позволяло обнаружить направление приближения потенци-
ального злоумышленника еще до того, как мощность звука переходила за
критическую отметку.
Пьезоэлектрические датчики
Подарком природы стоило бы считать то, что некоторые минералы, напри-
мер, кварц, при сжатии вырабатывают электричество. Зримые аналогии помо-
гут нам понять использование пьезоэлектриков. Представьте, что на поли-
рованной поверхности стола лежит маленькая деревянная или пластиковая
игральная " кость". Если мы нажмем на одну из ее сторон, она сдвинется
без видимого сопротивления. Если нажать сверху, кость не сдвинется, но,
очевидно, слегка сплющится. Теперь мысленно прижмем ту же " кость" на
внутреннюю поверхность витрины магазина в любое место и с силой ударим
по окну снаружи. Стекло, может, и не сломается, но прогнется. На "
кость" это никак не подействует. Но если ее "зажать" между окном и чемто
твердым, препятствующим движению стекла, она сомнется.
Специально обработанный кусочек кварца на месте косточки выработает
при этом электрический ток. Этот сигнал уже может быть использован в
системе сигнализации.
Преимущество такой системы в том, что ток возникает только при сжатии
и отпускании кристалла, а напряжение растет пропорционально нажиму. Дру-
гими словами, оно будет зависеть от ускорения. В физике эта величина
обозначается буквой "а", отсюда и названия запатентованных приборов типа
"а-детектор".
На практике вместо кварца используются синтетические материалы типа
титанита бария. Этот тот же сплав, который упоминался в качестве излуча-
теля в ультразвуковых датчиках в главе 15.
Оконные пьезодатчики
В предыдущем разделе речь шла об ударе по стеклу витрины. Знать о по-
добных попытках полезно, но чаще всего это - ложные тревоги. Гораздо
важнее заметить уже разбитое стекло. Сделать это можно при помощи все
той же чувствительности пьезодетекторов к ускорению. Когда стекло бьет-
ся, оно издает сложную гамму звуков (в том числе и в ультразвуковом диа-
пазоне). Происходит это из-за быстрых и медленных изгибов стекла в мо-
мент удара. В таких условиях пьезоэлектрические устройства вырабатывают
ток максимального напряжения. Достижение этого пика однозначно сигнали-
зирует о реальной опасности.
Пьезодатчики для охраны стен и оград
Благодаря высокой способности чувствительных к ускорению пьезоэлект-
рических материалов различать высоко- и низкочастотные сигналы, они
весьма подходят для охраны. Большинство естественных колебаний этих
преград - низкочастотные, а вот вибрация при попытке проникновения имеет
высокую частоту.
Поскольку вырабатываемое напряжение прямо пропорционально ускорению,
то можно перевернуть формулу и полюбопытствовать, какое смещение необхо-
димо для каждой частоты колебаний, чтобы получить определенное напряже-
ние. Такой подсчет даст нам величину различающей способности прибора.
Для получения напряжения требуется, к примеру, смещение на десятую
долю дюйма при частоте в 10 гц. Согласно правилу прямой пропорции, то же
напряжение будет получено при частоте в 100 гц смещением на сотую долю
дюйма, а при 1000 гц - на тысячную. Реакция пьезоэлектрических детекто-
ров на редкие сигналы, например, от разрезания проволочного ограждения,
впечатляет. Но на самом деле этими свойствами пьезоэлектриков воспользо-
валось крайне мало фирм-производителей сигнализационного оборудования. И
это - несмотря на сочетание в них всех преимуществ инерционных датчиков
с бесконтактным срабатыванием.
Датчики на основе электретного кабеля
Английское выражение " прижаться ухом к земле" значит "быть осведом-
ленным". Службы промышленной безопасности нуждаются в этом прежде всего.
Специально для их нужд и был создан электретный микрофон-кабель (Патент
США No 3 673 482). Так же, как сейсмический детектор и пьезоэлектричес-
кий микрофон, электретный кабель должен быть соединен с источником ин-
формации - землей, оградой, дорожным полотном и т.д.
А вот отличается он от своих собратьев тем, что передает в точности
все, что "слышит". Вы помните, что пьезоэлектрические датчики, чувстви-
тельные к ускорению, почти не воспринимают низкие частоты (подобно инер-
ционным ЭУ), а сейсмические детекторы, наоборот, тяготеют к низким час-
тотам.
Мы уже убедились в том, что полезно, конечно, когда датчик фильтрует
сигналы, уменьшая число ложных срабатываний, но хуже, когда он отсекает
хоть один раз то, что указывает на реальную опасность. Электретный ка-
бель "слышит" все, оставляя труд по сортировке сигналов на долю создате-
лей электронной системы его обслуживания.
Если вы уже знакомы с использованием электретного микрофона в громко-
говорительных и радиовещательных устройствах, то могли бы предположить,
что этому разделу место в главе 21 под подзаголовком "Устройства наве-
денного поля". Это верно, если бы эта книга была об электронной "начин-
ке" систем сигнализации, но речь-то идет о прикладных применениях элект-
роники. Ведь в тех случаях, когда прибор связан с нашей повседневной
жизнью, для нас важнее сначала понять, что он делает, а уже потом - как
он устроен.
Электрет - это диэлектрический материал конденсатора, предварительно
заряженного на все время пользования путем подачи на диэлектрик высокого
напряжения, близкого к пробивному для этого диэлектрика. Было открыто,
что подобным свойством постоянно удерживать на себе электрический заряд
обладают некоторые вещества из группы флюорэтиленов. Это открытие прак-
тически перечеркнуло использование старых микрофонов, требовавших подве-
дения к ним высокого напряжения. Такое электрическое поле ведет себя по-
добно магнитному. Это отражено и в названии "Электрет", являющимся соче-
танием английских слов "electric" (электрический) и "magnetic" (магнит-
ный).
Малейшего давления на покрытие, произведенного, например, проволокой
в ограде, которая прогнулась под ногой нарушителя, достаточно, чтобы по-
явился сигнал, передаваемый на пульт управления. Конечно, совершенно
очевидно, что ограда периметра, обнесенная столь чувствительным кабелем,
будет генерировать огромное число сигналов от самых слабых воздействий.
Преодолеть эту какофонию можно тщательным конструированием и испыта-
нием электронных систем обработки сигнала. Причем, испытывать систему
следует до поставки ее заказчику. Для наладки оборудования, как правило,
необходимо на основе расчетов, эксплуатационного опыта и полевых испыта-
ний выделить набор типичных ситуаций возникновения ложной тревоги, смо-
делировать их, записать их электронное отображение и создать погашающую
электронную модель-зеркало. Точно так же должен быть зафиксирован "по-
черк" сигналов о реальной опасности. Затем необходимо выделить характе-
ристики, максимально различающие электронное отображение истинной и лож-
ной тревоги.
Тем не менее, помните упоминавшуюся в главе "ничейную территорию"?
Устанавливать датчики внешней охраны только с той стороны, откуда могут
подойти люди - это в буквальном смысле напрашиваться на головную боль от
ложных срабатываний. Необходима ограда за оградой, даже если их можно
установить не более, чем в полуметре друг от друга.
Обычные микрофоны
Традиционные конструкции микрофонов также были спасены создателями
систем сигнализации от вымирания. Они работают в этой области как сами
по себе, так и в комбинированных устройствах. Там, где требуется обеспе-
чить наблюдение за ограниченным числом зон (например, в здании), звуко-
вые микрофоны просто незаменимы. Усиленные сигналы, переданные на цент-
ральный пульт управления, в комментариях не нуждаются.
Многоканальное прослушивание признано непрактичным из-за того, что
оно нуждается в слишком большом количестве персонала. Однако подобно
иным типам детекторов аппаратура обработки сигналов с обычных микрофонов
была подвергнута усовершенствованию путем фильтрации сигналов. Как уже
упоминалось, естественный шум более низкочастотен. Звуки, производимые
взломщиками, гораздо выше по частоте. Низкочастотные фильтры способны,
таким образом, сильно уменьшить число ложных тревог.
Как только взлом засечен, контрольный пульт на объекте или цент-
ральный пульт приводится в боевую готовность. Такая методика воплощается
в жизнь системой "Audiogard" ноттингемской фирмы "Abbey Security".
"Audiogard" по сигналу тревоги подключает звук с микрофона к громкогово-
рящей системе контрольного пульта, чтобы охранник убедился в его харак-
тере перед вызовом полиции. На такой основе вполне возможно и многока-
нальное наблюдение за тревогами. Кроме того, возможность собственноруч-
ной проверки укрепляет уверенность в себе личного состава охраны.
Темы для обсуждения
Было время, когда создатели сигнализационного оборудования и систем
пренебрегали микрофонными датчиками.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46