Электронные системы охраны - Филипп Уокер

Допплеровский ультразвуковой датчик может засечь практически любое движение, и поэтому, рассматривая неблагоприятные случаи использования этих приборов, лучше сконцентрировать внимание на источниках ложных тревог. С учетом сказанного остановимся на следующих случаях.

Работа на открытом воздухе

Различающая способность ультразвукового датчика не снижается под открытым небом, но зато так увеличивается количество движущихся природных объектов, что прибор бьет тревогу почти непрерывно. Именно поэтому его не применяют вне помещений. Если инженерам удастся научить систему отфильтровывать ложные сигналы, подаваемые дождем, несущимися по ветру объектами, порывами ветра, птицами и животными, то прибор будет намного шире применяться вне помещений.

Вращающиеся лопасти

Хотя ультразвуковые датчики и устойчивы в разумных пределах по отношению к перемещению воздуха, они все же крытых турбин. Ультразвуковые датчики больше, чем любой тип сигнализации, реагируют на лопастные механизмы из-за высокой вероятности взаимодействия вращающихся лопастей с ультразвуковым излучением, приводящего к появлению допплеровского сдвига частоты близкого тому, который возникает при движении нарушителя. Причем, датчики оказываются чувствительными и к лопастным устройствам внутри вентиляционных шахт.

Раскачивание от ветра

Движение вперед-назад в пучке ультразвукового датчика рождает допплеровский эффект. В охраняемом помещении подобные движения может с тем же эффектом совершать не только нарушитель, но и шторы и жалюзи на окнах. На первый взгляд с этой помехой справиться просто, и, действительно, ряд моделей детекторов подавляет такой сигнал. Однако устройство, подавляющее помехи от медленных колебаний, вряд ли стоит использовать там, где важно сохранить способность допплеровского датчика засекать очень медленное движение. Поэтому в случаях, когда нельзя устранить колеблющиеся предметы, следует прикинуть, что важнее - снизить опасность пропуска квалифицированного нарушителя или снизить процент ложных тревог.

Вибрация

Резонансные частоты каркасов зданий, как правило, лежат ниже зоны чувствительности ультразвуковых датчиков. Однако примером типичного исключения из этого правила является звон окон в резонанс с мотором проехавшего поблизости автомобиля. В одном из Лондонских банковских хранилищ ультразвуковой датчик реагировал на проезд метро под зданием.

Казалось бы, вибрация от такого движения лежит ниже допплеровского разброса частот, однако исследование показало, что каркас здания хранилища был очень жестким. При его строительстве широко использовались стальная арматура и напряженный бетон. При проезде поезда хранилище вибрировало с частотой в 70 герц, а это уже попадало в гармонику допплеровского сдвига для ультразвуковых колебаний. В тот период иных равнозначных методов обнаружения еще не существовало, и датчики пришлось установить на специальных противовибрационных подставках. Если нет возможности соорудить такие подставки, то следует избегать установки ультразвуковых датчиков в местах, подверженных вибрации.

Телефонные аппараты

В Великобритании звук звонка телефонного аппарата старой модели простирался далеко в ультразвуковую область и доставлял немало хлопот тем, у кого имелись ультразвуковые датчики. Современные мелодичные телефонные звонки менее насыщены высокими частотами и меньше беспокоят ультразвуковые системы.

Трубы отопления и воздушного снабжения

Подобно духовому инструменту, звучащему в доступном диапазоне, трубы отопления и пневматических устройста могут под давлением дать течь и "зазвучать" в ультразвуковом диапазоне частот. Частота такой "ноты" может интерферировать с рабочей частотой ультразвукового датчика. Если нет способа быстрого обнаружения подобных утечек, то ультразвуковые датчики лучше не устанавливать вблизи воздушно-паровых труб.

Границы допустимой скорости движения воздуха

Когда мы с вами обсуждали пригодность радарных ультразвуковых устройств для систем сигнализации, уже говорилось, что радары могут работать на сквозняках из-за нулевого суммирования скоростей сигнала и эха. Это верно и для конвекционных потоков воздуха от систем отопления. Однако есть границы приспосабливаемости датчика к скорости движения воздух И чем ближе к ним скорость, тем выше вероятность ложных тревог. Причина их здесь очевидна. Выход из подобной ситуации один - правильно установить датчик. Если иного места, кроме как над батарей отопления, нет, ультразвуковой детектор лучше не ставить.

Сочетания сигнализационных датчиков

Ультразвуковой датчик имеет столько преимуществ что, несмотря на указанные недостатки, некоторые пользователи тем не менее, стремятся использовать его, сгладив отрицательные моменты. Так родилась идея сочетаний сигнализационных сисстем. В них ультразвуковой датчик сочетается, например, с микроволновыми радарами таким образом, что при нарушении пространства в зоне риска срабатывают оба датчика. А ультразвуковой датчик сработает в потоке горячего воздуха, микроволновый радар не подтвердит этого сигнала и, таким образом, не позволит включиться сигналу тревоги. Подобные двойные сочетания подробно рассматриваются в главе 19.

Запатентованные ультразвуковые устройства

Фирм, производящих системы сигнализации, так много, что выбрать из этого моря техники "рекомендуемые автором" устройства - задача крайне тяжелая. Поэтому ниже описываются либо классические варианты воплощения рассмотрения технических принципов, либо устройства, которые мне знакомы технических принципов, либо устройства, которые мне знакомы как конструктору или пользователю.

Следующие примеры показывают, что ультразвуковые приборы распространены не только в Великобритании. Американская компания "Aritech" продает в Европе через свой бельгийский филиал ультразвуковые датчики серии "Advisor". В приборах этой серии фирма традиционно использует хорошо зарекомендовавшую себя технику фазовой обработки сигнала. Они отличают эхо нарушителя от помех, созданных вибрацией стен и штор, раскачиванием люстр. Эти датчики оценивают характер изменения расстояния до объекта перед включением сигнала тревоги. Влияние сквозняков на ультразвуковой радар исключается физическим принципом его работы.

Модели "DU 160", "DU 161" и "DU 162", которые отличаются тем, что первый имеет корпус из пенопласта, второй можно устанавливать на потолке, а третий имеет корпус из металла.

Прибор "UMD3", производимого английской фиpмoй "Racal-Guardal" и устанавливаемого в системах сигнализации фирмы "Chabb", интересен тем, что он крайне экономичен в потреблении электроэнергии по сравнению с теми, которые используют в своей схеме колебательные контуры с диодом Ганна. Система невосприимчива к сигналам от передвижных радиостанций. Фотография показывает изящное внешнее оформление прибора.

Прибор "Cerberus US 10" выпускается в Швейцарии. Он тоже оснащен радарным дальномером и не срабатывает при появлении эха в 1-2 метрах от него, а, следовательно, не реагирует на близко летящих насекомых. Наличие дальномера означает, что нет необходимости разводить в пространстве передатчик и приемник. Появляется возможность уменьшить габарит) 1 прибора. Система "Cerberus" способна различать маскировку и, таким образом, еще более укрепляет лидирующее положение ультразвуковых детекторов в охране зон высокого риска.

Темы к обсуждению

Непосвященному трудно с первого раза понять работу радио- и ультразвуковых устройств. Их заставляет работать нечто, нами не воспринимаемое.

Обсуждение пользы не принесет, пока вы на практике не познакомитесь с работой ультразвуковых допплеровских датчиков. Никакой моделью не заменить собственное испытание датчика, проведя его в одиночку или с помощью товарища, способного постоять на месте. Проработайте эту главу и проверьте все возможные свойства вашего прибора. Не забудьте проверить, как поведет себя датчик, закрепленный на потолке или перекрытии крыши. Какая форма излучателя лучше подойдет для этого расположения? Будет ли маскировка цели представлять трудности? Почему потолочное устройство будет реагировать на проникновение и избегать ложных тревог успешнее, чем первые модели "Deccalarm".

ГЛАВА 16

МИКРОВОЛНОВЫЕ РАДАРНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Как уже говорилось в главе 15, практическая потребность в устройствах, более надежных, чем "системы стоячей волны", вызвала к жизни радарные приборы. Поначалу из-за отсутствия иных пригодных технических принципов был использован ультразвук. Однако несколько позже британский ученый Джон Ганн открыл возможность получения микроволнового излучения при пропускании слабого тока через маленький полупроводниковый диод. Это изобретение вытеснило высоковольтную тяжелую лампу-клистрон как источник МКВ-излучения. Создатели систем сигнализации не замедлили взять на вооружение диод Ганна.