Вибрационно-сейсмические системы
Эти системы, также как и системы с виброчувствительными кабелями, реагируют на колебания или деформации контактирующей с ними среды. Однако здесь обычно используются датчики, устанавливаемые непосредственно в грунт или на массивные стены, и регистрирующие низкочастотные (сейсмические) колебания (смещения) почвы или стены.
Системы, как правило, обеспечивают скрытую установку и позволяют защитить как огражденные, так и неогражденные периметры.
Российская система Дуплет относится к сейсмомагнитометрическим средствам обнаружения. Чувствительным элементом устройства является специальный кабель КТПЭДЭП 10х2х0.5 с двойным экранированием, укладываемый непосредственно в грунт на глубине 30 - 40 см вдоль охраняемого периметра. Кабель регистрирует как сейсмические сигналы (колебания грунта), возникающие при прохождении нарушителя, так и локальные изменения магнитного поля при движении ферромагнитных предметов. Три линии кабеля располагаются параллельно (рис. 4) на расстоянии 1 м друг от друга, обеспечивая зону чувствительности шириной 3 м; максимальная протяженность одной зоны равна 500 м. Замаскированность подземных сенсоров делает систему невидимой для нарушителя. При необходимости под землей можно установить и электронные блоки, поместив их в специальные контейнеры.
В однозонный комплект системы Дуплет входят шесть лучей сенсорного кабеля с коммутационными коробками, два блока усилителей, блок обработки сигналов и комплект монтажных принадлежностей. Электронные блоки питаются от источника с напряжением 20 - 30 В и потребляют мощность 1,5 Вт; диапазон рабочих температур системы от -50О до +50ОС.
К сожалению, система воспринимает не только сигналы нарушителя, но другие “сейсмические” сигналы, поэтому в полосе обнаружения не должно быть деревьев или крупных кустов, т.к. система может срабатывать при перемещениях их корней. По этим же причинам минимальное расстояние от сенсора до дорог с автомобильным движением должно составлять 10 м, а до высоковольтных линий электропередач - 50 м. При обслуживании системы предусмотрены сезонные регламентные работы, во время которых производится подстройка системы с учетом реального состояния грунта.
Более простые подземные сейсмочувствительные системы обычно используются для обнаружения подкопов под оградами. В российской системе Амулет для обнаружения подкопа используется одиночный сенсорный кабель, заглубляемый в грунт на 5 - 20 см вдоль линии ограды. При попытке подкопа нарушитель деформирует кабель, что создает в последнем электрический сигнал. Система Амулет может закрыть зону длиной до 1000 м. Она работает в любых грунтах, кроме болотистых и скальных. Электронный блок предназначен для фильтрации сигнала, анализа его формы и подсчета импульсов. Он имеет размеры 320х95х232 мм, питается от напряжения 20 - 30 В и потребляет мощность 0,2 Вт.
Отметим, что для организации противоподкопных рубежей хорошо подходят и некоторые другие кабельные системы, предназначенные для защиты оград. Так, при использовании в качестве противоподкопной системы Guardwire, сенсорный кабель рекомендуется помещать в стальную трубу и укладывать в заполненную гравием траншею, которая устраивается с целью повышения надежности обнаружения. Сечение траншеи не должно быть меньше, чем 30х30 см; глубина закладка кабеля должна быть равна половине глубины траншеи.
Для организации подземных сейсмометрических рубежей итальянская компания GPS Standard использует протяженные гидравлические датчики давления. Такая система, получившая название GPS, использует два или четыре специальных чувствительных гибких шланга, которые укладываются в грунт на глубине 25 - 30 см на расстоянии 1 - 1,5 м друг от друга. Типовая конфигурация для двухзонной подземной системы GPS показана на рис. 5. Шланги (1) выполнены из эластичного полимерного материала; они заполнены антифризом под давлением и подсоединены к специальному двухзонному сенсору (2), измеряющему давление жидкости. Компенсационные клапаны (3) служат для автоматической компенсации разницы давления в шлангах системы. Корпуса клапанов, монтируемых под землей, выполнены из пластика. Сенсор содержит высокочувствительные мембраны и микропроцессор для преобразования и анализа сигналов, которые сравниваются с типовыми образами, характерными для реальных вторжений. После обработки сигналы подаются на центральный электронный блок, к которому можно подключить до 16-ти сенсоров. Он может размещаться в установочных шкафах или в специальной 19-дюймовой стойке и содержит устройство сбора, обработки и передачи информации от датчиков, а также релейный блок. Блок также содержит интерфейс RS-232, через который подключается внешнее охранное оборудование или компьютер, используемый для настройки и контроля системы. Для этих целей в комплект поставки включено специальное программное обеспечение.
Система GPS используется для охраны как огражденных, так и неогражденных периметров. Ширина зоны обнаружения составляет 2,5 - 3,5 м; система позволяет обнаруживать нарушителя, который пересекает защищаемый рубеж шагом, бегом, скачками, перекатыванием или с помощью подкопа. Динамическая корректировка параметров автоматически изменяет порог срабатывания системы при изменении температуры и погодных условий. Гидравлические датчики можно устанавливать в различные грунты, под асфальт или тротуарные плиты. Высокая чувствительность датчиков требует, чтобы деревья или крупные кустарники находились не ближе 3 - 4 метров от шлангов.
Монтируемый под землей сенсор системы GPS помещен в металлический корпус диаметром 135 и высотой 160 мм (двухтрубный сенсор). Для питания сенсора требуется источник с напряжением 12 - 18 В, потребляемый ток - 15 мА. Диапазон рабочих температур системы - от -30О до +60ОС.
Одной из наиболее совершенных вибросейсмических систем является периметральный комплекс Psicon, выпускаемый английской компанией Geoquip. Здесь в качестве сенсоров использованы дискретные сейсмические датчики, иногда называемые геофонами (фото 6). Такой датчик представляет собой проводящую обмотку и помещенный внутрь нее магнитный сердечник, который может свободно колебаться вдоль оси обмотки. При колебании магнита в катушке наводится напряжение, регистрируемое анализатором. Геофонные датчики собирают в луч необходимой длины и помещают под землю или прикрепляют к ограде. Высокая чувствительность геофонных датчиков позволяет регистрировать весьма слабые сигналы и обнаруживать нарушителя, преодолевающего, например, массивную бетонную или кирпичную стену. При монтаже геофонов под землей система Psicon надежно обнаруживает осторожно идущего или ползущего человека или нарушителя, спрыгнувшего с ограды.
Фото 6. Геофонные датчики и анализатор вибросейсмической периметральной системы Psicon фирмы Geoquip (Великобритания).
В типовой конфигурации однозонная система Psicon содержит 4 луча, в каждый из которых включено по 16 дискретных геофонных датчиков. Расстояние между датчиками равно 3,2 м и общая длина одной охраняемой зоны составляет около 100 метров. Все 64 датчика подключены к общему анализатору, который обрабатывает сигналы и выдает сигнал тревоги при локализации вторжения с точностью, соответствующей длине одного луча (50 м). Геофонные датчики помещают в герметические жесткие корпуса размерами 110х75х35 мм. Все датчики соединяются армированным многожильным кабелем и поставляются в виде готовых к укладке в землю лучей. Диапазон рабочих температур датчиков - от -40О до +100ОС.
Высокая чувствительность геофонных датчиков системы делает необходимой использование мощного “интеллектуального” процессора для обработки сигналов и фильтрации помех, создаваемых окружающей средой (шум транспорта, движение корней деревьев, дождь и т.п.). В системе Psicon для этого используется разработанная фирмой Geoquip технология, получившая название TESPAR. Система преобразует аналоговый сигнал датчиков в цифровую кодовую последовательность, которая затем подвергается матричному преобразованию в анализаторе. Последний использует принцип распознавания образов и сравнения их с эталонными, записанными в памяти анализатора. Сравнение происходит в реальном времени и позволяет надежно распознать слабые сигналы нарушителя на фоне даже весьма интенсивных помех или шумов. Систему можно “обучать” непосредственно на объекте, сохраняя в памяти процессора как “тревожные”, так и “нетревожные” сигналы. Для настройки системы используется портативный компьютер, подключаемый к порту электронного блока.
Анализатор Psicon имеет габариты 400х300х110 мм и потребляет ток 500 мА при номинальном напряжении источника 12 В. Диапазон рабочих температур анализатора - от -25О до +70ОС.