Ультразвуковые извещатели

Модератор: avk

Ультразвуковые извещатели

Сообщение avk » 19 авг 2011, 13:21

В результате экономического кризиса 90-х годов прошлого века, остановки ряда предприятий радиоэлектронной промышленности случилось так, что на вооружении вневедомственной охраны МВД России не осталось ни одного ультразвукового извещателя для охраны помещений, хотя специалисты знают, что такие извещатели обладают целым рядом преимуществ и в ряде случаев просто незаменимы.
Кроме того, проведенные Научно-исследовательским центром "Охрана" МВД России информационные и патентные исследования показали, что в ряде стран (Германии, Израиле, США и других), где расположены известные фирмы по созданию и производству технических средств охранной сигнализации, примерно в тот же период возобновилось развитие данного виды охранных извещателей. Развитие и производство ультразвуковых датчиков для автомобильной сигнализации и вовсе не прекращалось.

Сегодня на международном рынке охранно-пожарной сигнализации ультразвуковые извещатели, позиционируемые в основном как приборы для охраны наиболее важных и материально значимых объектов (учреждения кредитно-финансовой системы, критически важные и особоопасные объекты) устойчиво занимают свою нишу, достойно конкурируя с охранными датчиками других принципов действия (радиоволновыми, оптико-электронными), которые на данной категории объектов используются в меньшей степени.

Общая характеристика ультразвуковых извещателей

Ультразвуковой извещатель использует принцип активной локации. В контролируемом воздушном пространстве извещатель создается поле акустических волн ультразвукового диапазона. Параметры созданного поля постоянно контролируются извещателем.

Ультразвуковые волны представляют собой упругие механические колебания, распространяющиеся в воздушной среде. Появление в зоне обнаружения человека приводит к изменению характеристик поля. Это происходит за счет известных физических эффектов, таких как реверберация, дифракция, интерференция, эффекта Доплера и других. При выходе контролируемых параметров за нормированные пределы извещатель формирует сигнал тревоги.
Ультразвуковое поле может создаваться импульсным или непрерывным излучением (без модуляции или с модуляцией амплитуды и/или частоты). Основными анализируемыми признаками являются разница амплитуды принимаемого ультразвукового сигнала, его частоты, а также временные характеристики. Извещатели только с амплитудной селекцией работают по принципу "прерывания луча" (прямой или обратный ультразвуковой барьер). В более сложных современных извещателях объемного обнаружения используется, как правило, совокупность информационных признаков, обрабатываемых по заданному алгоритму.

Извещатели с непрерывным излучением могут быть рассчитаны для работы в свободном поле "бегущей волны" или диффузном ультразвуковом поле.

Изображение

Последнее создается в результа¬те большого числа переотражений и характери¬зуется относительно равномерным распределе¬нием ультразвуковой энергии в охраняемом объеме. Примером использования такого метода обнаружения является активный ультразвуковой извещатель "Витрина", который вот уже на протяжении нескольких лет успешно применяется для охраны музейных, ювелирных и торговых витрин, закрытых (остекленных) выставочных экспозиций, шкафов для хранения материальных ценностей и т.п. Этот же принцип контроля замкнутого объема используется и в автомобильной сигнализации.

В свободном поле "бегущей волны" влияние переотражений не¬ столь значительно. Тем не менее, ультразвуковая энергия распределяется по охраняемому объему неравномерно: она мак¬симальна у излучателя и практически экспо¬ненциально спадает к границе контролируемого пространства (зоны обнаружения). Для извещателей, работающих в свободном поле, характерно на¬личие зоны обнаружения с четкими границами, а также очень удобная для практики возможность регулировки ее размеров и ориен¬тации. Для извещателей же, работающих в диффузном ультразвуковом поле, граница контро¬лируемой зоны определяется исключительно раз¬мерами охраняемого объема, заполненного ультразвуком.
В настоящее время наибольшее распро¬странение получили доплеровские извещатели с непрерывным излучением ультразвуковой энергии, параметры которых должны отвечать требованиям ГОСТ Р 50658-94 "Системы тре¬вожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 4. Ультразвуковые доплеровские извещатели для закрытых помещений".

Достоинства и недостатки ультразвуковых извещателей

Ультразвуковые извещатели обладают следующими достоинствами.
Принцип действия ультразвуковых извещателей позволяет обеспечить сведение до незначительного минимума "мертвые зоны" в охраняемом помещении. За счет многократного переотражения излучаемых извещателем ультразвуковых волн от стен, перекрытий, мебели и других элементов интерьера формируется пространственно сложная зона обнаружения, заполняющая собой практически весь объем помещения. Таким образом существенно усложняется возможность "обхода" извещателя (рубежа сигнализации).

Зона обнаружения ультразвукового извещателя локализуется внутри помещения. Излучаемая ультразвуковая энергия не проходит через стены, перекрытия, двери и окна, поэтому извещатель не реагирует на какие-либо перемещения снаружи охраняемого помещения и не выдает ложных тревог.
На работу ультразвукового извещателя не влияют световые сигналы любой интенсивности, солнечное излучение, радиопомехи, люминесцентные лампы дневного света.

Активный принцип действия и применяемый в современных ультразвуковых извещателях автоматический контроль канала "излучатель-приемник" обеспечивает им надежную защиту от саботажа (маскирования, повреждения и т.п.).

Ультразвуковой извещатель способен обеспечить раннее (с временем задержки менее одной минуты) обнаружение очага возгорания в охраняемом помещении, что дает возможность произвести оперативную ликвидацию пожара на начальной стадии и сохранить материальные ценности.

К недостаткам ультразвуковых извещателей стоит отнести зависимость зоны обнаружения от акустических свойств помещения. Так, например, при наличии в охраняемом помещении (в зоне обнаружения) поглощающих ультразвук поверхностей (ковры, мягкая мебель с ворсистым покрытием, бархатные занавеси и т.п.) возможно уменьшение дальности действия извещателя (в пределах 25%) от значения, полученного в стандартных условиях измерений, а при наличии в помещении отражающих ультразвук поверхностей (гладкие стены, перекрытия, деревянные, металлические или остекленные конструкции), возможно сравнительное увеличение дальности действия извещателя (в указанных пределах). Поэтому если в помещении, которое охраняется ультразвуковым извещателем, хозяева решили существенно поменять интерьер, например, поставить мягкую мебель, постелить ковры, сделать перестановку мебели или перепланировку помещения, необходимо на всякий случай проверить зону обнаружения извещателя и при необходимости произвести ее подстройку.

Предпосылки для создания новых извещателей

Необходимость создания новых ультразвуковых извещателей была обусловлена, с одной стороны, отсутствием на вооружении вневедомственной охраны МВД России данного класса извещателей, что неизбежно затрудняло или приводило к удорожанию охраны некоторых видов помещений. С другой стороны, в мировой практике такие извещатели находили и сейчас находят широкое применение, и в первую очередь на объектах особой важности и материальной значимости, где требуется высокая обнаружительная способность и функциональная надежность. Но здесь следовало бы отметить, что зарубежные образцы ультразвуковых извещателей, представленные сегодня на нашем рынке, из-за высокой стоимости, а некоторые и по причине слишком больших габаритов, не могут конкурировать с извещателями аналогичного назначения, построенными на других принципах действия.
Вместе с тем, развитие и значительное удешевление микропроцессорной техники, наличие массового производства унифицированных ультразвуковых преобразователей, которые ежегодно сотнями тысяч штук применяются в автомобильной сигнализации, показал, что есть реальная возможность создания конкурентоспособного ультразвукового извещателя для охраны помещений, который сочетал бы в себе высокую обнаружительную способность, помехоустойчивость и функциональную надежность, обладал активной защитой от саботажа, имел малые габаритные размеры, современный привлекательный дизайн и цену на уровне простейшего объемного датчика с более скромными функциями.

Функциональные особенности ультразвукового извещателя "Эхо-5"

Изображение

Извещатель "Эхо-5" предназначен для обнаружения движения нарушителя или наличия открытого очага пламени в охраняемой зоне.

Извещатель формирует в охраняемом помещении сплошную объемную зону обнаружения. Максимальный объем охраняемого помещения (при использовании одного извещателя) – 250 м3 (10х5х5 м). Максимальная дальность действия извещателя – не менее 10 м.

В извещателе предусмотрены:
- кварцевая стабилизация рабочей частоты, обеспечивающая возможность использования в одном охраняемом помещении нескольких извещателей данного типа;
- автоматическое самотестирование, обеспечивающее: контроль параметров излучаемого и принимаемого сигналов; проверку работоспособности акустических преобразователей; антисаботажную защиту; контроль помеховой обстановки в охраняемом помещении; контроль напряжения электропитания;
- дискретная регулировка дальности действия (установка заданных размеров зоны обнаружения) извещателя на охраняемом объекте;
- трехцветная световая индикация режимов функционирования извещателя, формируемых им извещений, а также сигналов от помех и движений в охраняемом помещении;
- возможность включения режима памяти тревоги;
- возможность отключения индикации извещения о тревоге, а также сигналов от помех и движений в охраняемом помещении (для обеспечения функционирования извещателя в режиме маскирования), при сохранении индикации извещений о включении, неисправности, снижении напряжения питания и памяти тревоги;
- защита от несанкционированного вскрытия корпуса.

В извещателе "Эхо-5" устранено негативное влияние на функцию обнаружения флуктуации амплитуды принимаемого сигнала, которая образуется при перемещении в охраняемом пространстве воздушных масс, например, из-за плохой герметизации помещения.

Электрическая схема извещателя и алгоритм работы его микропроцессора построены таким образом, чтобы анализировать преимущественно частотные и фазовые изменения ультразвукового сигнала, обеспечивая высокий уровень устойчивости к вышеуказанному виду помех. Это является особенно важным, поскольку подавляющее большинство помещений являются негерметичными, т.е. имеют вентиляцию (естественную или принудительную), в них есть двери, окна, которые очень часто не обеспечивают плотное закрывание.

Принцип работы извещателя

Принцип работы извещателя основан на известном эффекте Доплера, в соответствии с которым частота ультразвукового сигнала, отраженного от движущегося препятствия, отличается от первоначальной на величину, прямо пропорциональную излучаемой частоте и радиальной скорости движения отражателя, и обратно пропорциональную скорости распространения ультразвука в контролируемой среде. Эта величина будет положительной, если радиальная составляющая движения отражателя направлена в сторону источника ультразвука (при приближении к извещателю), и отрицательной – в противоположном случае (при удалении от извещателя).

Извещатель функционирует следующим образом.
Приемопередатчик с помощью пьезоэлектрического излучателя формирует в окружающем пространстве ультразвуковое поле. Характеристики направленности излучающего и приемного преобразователей формируют объемную зону обнаружения, размеры которой можно менять при помощи двух встроенных переключателей.

Практические рекомендации по применению извещателя

При выборе данного извещателя для охраны того или иного объекта необходимо иметь в виду, что акустические волны ультразвукового диапазона, создаваемые извещателем, обладают способностью отражаться от любых твердых поверхностей, а также огибать препятствия сравнительно небольших размеров. Поэтому есть возможность минимизировать образование так называемых "мертвых зон" (зон нечувствительности).

В результате естественных переотражений ультразвука в охраняемом помещении извещатель чувствует перемещения человека в охраняемой зоне не только в радиальном, но и других направлениях.

На функционирование извещателя практически не влияют звуковые помехи, возникающие снаружи охраняемого помещения. Обычный оконный проем с деревянной рамой и двойным остеклением ослабляет ультразвук более чем в сто раз (до 52 дБ), стеклопакеты и капитальные строительные конструкции обладают еще большей звукоизоляцией. По этой причине зона обнаружения извещателя практически полностью локализуется внутри охраняемого объема, даже если ее границы (по необходимости) примыкают к стене, полу, потолку, оконному или дверному проемам помещения.

Извещатель устойчив к воздействию и других видов помех (не являющихся акустическими), например, к световым сигналам любых направлений и интенсивности (яркому свету от солнца, автомобильных фар, прожекторов, световых бликов и т.п.). Поэтому не надо специально занавешивать окна перед уходом, если на это нет других причин. Извещатель же можно смело использовать для блокировки подходов к стеклянным дверям, витринам, в том числе выходящим на оживленные улицы и магистрали, в остекленных вестибюлях магазинов и других организаций.

Извещатель обеспечивает устойчивую работу в помещениях, в которых для освещения применяются люминесцентные лампы дневного света.

На функционирование извещателя не влияет работа радиотелефонов (в т.ч. сотовых), радиостанций и других источников электромагнитных помех.
Активный метод обнаружения и автоматический контроль работоспособности извещателя препятствуют возможности осуществления умышленного саботажа его работы.

Экологические и гуманитарные аспекты применения

Извещатель безопасен для здоровья человека. Это подтверждено специально проведенными исследованиями, и объясняется тем, что извещатель функционирует в режиме "бегущей волны" и поэтому излучаемая им мощность составляет всего лишь единицы милливатт (этого вполне достаточно для формирования охраняемой зоны, но безвредно для человека), тем более, что на период охраны людей в помещении быть не должно.

При этом стоит отметить, что перемещение мелких домашних животных (мышей, крыс, хомяков, морских свинок и т.п.) не вызывает ложных срабатываний извещателя, так как отражающая поверхность этих "нарушителей" (с учетом их скромных размеров и наличия шерсти, поглощающей ультразвук) является пренебрежительно малой для извещателя.

Известно также, что грызуны, в отличие от человека, хорошо слышат ультразвук, причем как раз в том диапазоне, в котором работает извещатель. И что еще немаловажно – этот ультразвук им не нравится (как говорят, действует на нервы). Поэтому вполне возможно, что мелкие расхитители и сами не заходят идти на объект, где работает "Эхо-5".

Изображение
avk
 
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 16 авг 2011, 10:09
Откуда: г. Москва, ул. Пруд Ключики, д. 2, стр. 8
Организация: ФКУ НИЦ "Охрана" МВД России
Город: Москва

Re: Ультразвуковые извещатели

Сообщение яклич » 24 окт 2017, 14:01

В начале 90-х годов НИИ " ФИЗПРИБОР " выпустил партию ультразвуковой охранной системы ,по-моему " Спрут" называлась . Я испытал её на одном объекте ( 30 кв.м ) - очень понравилась : хорошая чувствительность , встроенная сирена 120 дБ хорошо давит на психику . К сожалению , с тех пор нигде не могу её найти . Эхо-5 является её аналогом ?
яклич
 
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 24 окт 2017, 13:30
Организация: пенсионер
Город: Москва

Re: Ультразвуковые извещатели

Сообщение NikolaevVA » 05 фев 2018, 18:07

Полные характеристики извещателя "Эхо-5" приведены на сайте предприятия-изготовителя.
ЗАО "НВП "БОЛИД" (г. Королев МО) https://bolid.ru/production/protection- ... eho-5.html
NikolaevVA
 
Сообщения: 14
Зарегистрирован: 24 ноя 2017, 11:42
Организация: ФКУ "НИЦ "Охрана" Росгвардии
Город: Москва


Вернуться в Средства обнаружения проникновения

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron