Электронные системы охраны - Филипп Уокер

Датчики на основе электретного кабеля

Английское выражение " прижаться ухом к земле" значит "быть осведомленным". 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 пьезоэлектрический микрофон, электретный кабель должен быть соединен с источником информации - 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, чувствительные к ускорению, почти не воспринимают низкие частоты (подобно инерционным ЭУ), а сейсмические детекторы, наоборот, тяготеют к низким частотам.

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 кабель "слышит" все, оставляя труд по сортировке сигналов на долю создателей электронной системы его обслуживания.

Если вы уже знакомы с использованием электретного микрофона в громкоговорительных и радиовещательных устройствах, то могли бы предположить, что этому разделу место в главе 21 под подзаголовком "Устройства наведенного поля". Это верно, если бы эта книга была об электронной "начинке" систем сигнализации, но речь-то идет о прикладных применениях электроники. 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 практически перечеркнуло использование старых микрофонов, требовавших подведения к ним высокого напряжения. Такое электрическое поле ведет себя подобно магнитному. Это отражено и в названии "Электрет", являющимся сочетанием английских слов "electric" (электрический) и "magnetic" (магнитный).

Малейшего давления на покрытие, произведенного, например, проволокой в ограде, которая прогнулась под ногой нарушителя, достаточно, чтобы появился 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 испытанием 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 испытаний выделить набор типичных ситуаций возникновения ложной тревоги, смоделировать их, записать их электронное отображение и создать погашающую электронную модель-зеркало. Точно так же должен быть зафиксирован "почерк" сигналов о реальной опасности. Затем необходимо выделить характеристики, максимально различающие электронное отображение истинной и ложной 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 обеспечить наблюдение за ограниченным числом зон (например, в здании), звуковые микрофоны просто незаменимы. Усиленные сигналы, переданные на центральный 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 центральный 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 громкоговорящей системе контрольного пульта, чтобы охранник убедился в его характере перед вызовом полиции. На такой основе вполне возможно и многоканальное наблюдение за тревогами. Кроме того, возможность собственноручной проверки укрепляет уверенность в себе личного состава охраны.

Темы для обсуждения

Было время, когда создатели сигнализационного оборудования и систем пренебрегали микрофонными датчиками. Постоянная борьба с ложными тревогами заставила некоторых из них заново вернуться к забытой методике. Ныне микрофонам обеспечено подлинное будущее как приборам первоначального обнаружения и проверки.

Электретный кабель - одно из приятных исключений из правила: "Технические новинки никогда не изобретаются специально для систем сигнализации". Если вы еще не сталкивались с ним на практике, наберитесь смелости провести пробный монтаж и решить, даст ли он вам какие-либо новые возможности. Сравните ваши находки с мнением других людей, и если вы считаете, что они перспективны, то рассмотрите другие возможности использования электретного кабеля.

То же самое проделайте по отношению к пьезоэлектрическим датчикам, включая датчик, срабатывающий от разбития стекла, и обсудите со своими коллегами, почему такой прогрессивной техникой иногда пренебрегают.

ГЛАВА 19

КОМБИНИРОВАННЫЕ УСТРОЙСТВА

Проблема ложных тревог

Пожалуй, легко упустить из виду, что ни один тип датчиков систем сигнализации не работает безотказно в любых условиях. Наиболее надежно датчик функционирует в тех условиях, для которых создавался.

Недавно я беседовал с производителем линз для ПИК-детекторов. Незадолго до нашего разговора он отправил заказчикам партию в 70 тысяч линз, и по-моему, считал, что ни одна из них не откажет в процессе эксплуатации. Подобные же мысли характерны и для всех производителей элементов ПИК и иных детекторов. Высокая надежность есть результат многих лет эволюции конструкторской и исследовательской мысли. Элементы датчиков порой выходят из строя, но количество поломок куда ниже количества ложных тревог, вызываемых воздействием окружающей среды, в которой действуют приборы.

Двойняшки?

Полиция действует совершенно логично, накладывая санкции на организации, в которых система сигнализации подает излишне много ложных тревог. Однако пользователям и создателям систем от этого не легче. Следовательно, существует и рыночный спрос на улучшение качества сигнализации.

Надежность систем нынче такова, что среднее время между отказами элементов систем измеряется не часами, как раньше, а годами. Однако не ясно, необходимо ли дальнейшее совершенствование оборудования. Следовательно, основной акцент переносится на адаптацию устройств к рабочей среде. Конструктор не имеет достаточно полной информации о рабочей среде, в которой будет эксплуатироваться система.

Может возникнуть вопрос: а почему бы не поставить рядом два одинаковых датчика? На первых порах это решило бы проблему. Дублирование средств защиты - правильный путь, если есть проблемы в самом оборудовании. Более уверенного обнаружения можно было бы, в принципе, достичь, включив датчики в сеть параллельно: при поломке одного другой все равно сработает. А вот процент ложных тревог снижается при последовательном включении приборов. Когда один из них выйдет из строя, система тревоги не поднимет.

Два датчика нельзя включить одновременно - и параллельно, и последовательно - в одну и ту же схему. Приходится выбирать между уверенным обнаружением и малым числом ложных тревог. На практике требуется достичь и того, и другого, а также еще и адаптации системы к рабочей среде. Чтобы распутать этот узел, и были созданы комбинированные устройства.

Комбинированная технология

В нашем понимании слово "технология" обозначает любой из описанных выше методов обнаружения преступников - звуковой, ультразвуковой, радиоволновый и инфракрасный. Каждый из них достаточно уверенно фиксирует нарушителя. Каждый имеет свой набор типичных ситуаций, вызывающих ложную тревогу. Почему бы датчики не совместить? И в самом деле, почему бы и нет?