Вібраційно-сейсмічні системи

 

Ці системи, як і системи з віброчутливими кабелями, реагують на коливання або деформації середовища, що з ними контактує. Але тут звичайно використовуються датчики, встановлені безпосередньо в ґрунт або на масивні стіни, і які реєструють низькочастотні (сейсмічні) коливання (зсуву) ґрунту або стіни.

Системи, як правило, забезпечують сховану установку й дозволяють захистити як обгороджені, так і необгороджені периметри.

Система,,Дуплет” відноситься до сейсмомагнітометричних засобів виявлення. Чутливим елементом пристрою є спеціальний кабель з подвійним екрануванням, що укладається безпосередньо в ґрунт на глибину 30 – 40 см уздовж периметра, що охоронється. Кабель реєструє, як сейсмічні сигнали (коливання ґрунту), що виникають під час проходження порушника, так і локальні зміни магнітного поля під час руху феромагнітних предметів. Три лінії кабелю розташовуються паралельно (рис. 4.13) на відстані 1 м один від одного, забезпечуючи зону чутливості шириною 3 м; максимальна довжина однієї зони дорівнює 500 м. Замаскованість підземних сенсорів робить систему невидимою для порушника. У разі необхідності під землею можна встановити й електронні блоки, помістивши їх у спеціальні контейнери.

В однозонний комплект системи,,Дуплет” входить шість променів сенсорного кабелю з комутаційними коробками, два блоки підсилювачів, блок обробки сигналів і комплект монтажних приладів. Електронні блоки живляться від джерела з напругою 20 – 30 В й використовує потужність 1,5 Вт; діапазон робочих температур системи від –50° до +50°С.

 

Рисунок 4.13 – Сейсмомагнітометрична периметральна система «Дуплет»

 

На жаль, система сприймає не тільки сигнали порушника, але й інші сигнали, тому поблизу неї не має бути дерев або великих кущів, оскільки система може спрацьовувати під час росту їхнього коріння. З цих же причин мінімальна відстань від сенсора до доріг з автомобільним рухом має становити 10 м, а до високовольтних ліній електропередач – 50 м. При обслуговуванні системи передбачені сезонні регламентні роботи, під час яких проводиться підстроювання системи з урахуванням реального стану ґрунту.

Простіші підземні сейсмочутливі системи звичайно використовуються для виявлення підкопів під огорожами. У системі,,Амулет” для виявлення підкопу використовується одиночний сенсорний кабель, який закопується у ґрунт на 5 – 20 см уздовж лінії огорожі. При спробі підкопу порушник деформує кабель, що створює в останньому електричний сигнал. Система,,Амулет” може закрити зону довжиною до 1000 м. Вона працює в будь-яких ґрунтах, крім болотистих і скельних. Електронний блок призначений для фільтрації сигналу, аналізу його форми й підрахунку імпульсів. Він має розміри 320х95х232 мм, живиться від напруги 20 – 30 В і використовує потужність 0,2 Вт.

Відзначимо, що для організації протипідкопних рубежів підходять і деякі інші кабельні системи, призначені для захисту огорож. Так, при використанні системи Guardwire сенсорний кабель рекомендується поміщати в сталеву трубу й укладати в заповнену гравієм траншею, що підвищує надійність виявлення порушення. Перетин траншеї має бути не менше, ніж 30х30 см; а глибина закладки кабелю дорівнювати половині глибини траншеї.

Для організації підземних сейсмометричних рубежів італійська компанія GPS Standard використовує протяжні гідравлічні датчики тиску. Система, яка одержала назву GPS, використовує два або чотири спеціальних чутливих гнучких шланги, які укладаються в ґрунт на глибину 25 – 30 см на відстані 1 – 1,5 м один від одного. Типова конфігурація для двозонної підземної системи GPS показана на рис. 4.14. Шланги виконані з еластичного полімерного матеріалу; вони заповнені антифризом під тиском і приєднані до спеціального

двозонного сенсора, що вимірює тиск рідини. Компенсаційні клапани служать для автоматичної компенсації різниці тиску в шлангах системи. Корпуса клапанів, що монтуються під землею, виконані із пластика. Сенсор містить високочутливі мембрани й мікропроцесор для перетворення й аналізу сигналів, які порівнюються з типовими образами, характерними для реальних вторгнень. Після обробки сигнали подаються на центральний електронний блок, до якого можна підключити до 16-ти сенсорів. Він може розміщуватись в шафах або в спеціальній 19-дюймовій стійці й містить пристрій збору, обробки й передачі інформації від датчиків, а також релейний блок. Блок також містить інтерфейс RS-232, через який підключається зовнішнє охоронне обладнання або комп'ютер, який використовується для настроювання й контролю системи. Для цих цілей у комплект поставки входить спеціальне програмне забезпечення.

Рисунок 4.14 – Підземна гідравлічна периметрична система GPS

 

Система GPS використовується для охорони як обгороджених, так і необгороджених периметрів. Ширина зони виявлення становить 2,5 – 3,5 м; система дозволяє виявляти порушника, що перетинає захисний рубіж, кроком, бігцем, стрибками, перекочуванням або за допомогою підкопу. Динамічне коректування параметрів автоматично змінює поріг спрацьовування системи при зміні температури й погодних умов. Гідравлічні датчики можна встановлювати в різні ґрунти, під асфальт або тротуарні плити. Висока чутливість датчиків вимагає, щоб дерева або великі чагарники росли не ближче 3-х – 4-х метрів від шлангів.

Сенсор системи GPS, що монтується під землею, вміщений у металевий корпус діаметром 135 і висотою 160 мм (двотрубний сенсор). Для живлення сенсора потрібно джерело з напругою 12 – 18 В, споживаний струм – 15 мА. Діапазон робочих температур системи – від –30° до +60°С.

Однією з найпоширеніших вібросейсмічних систем є периметричний комплекс Psicon англійської компанії Geoquip. Тут, як сенсори, використані дискретні сейсмічні датчики, (іноді їх називають геофонами). Такий датчик є проводовою обмоткою й уміщеного усередину магнітного сердечника, що може вільно коливатися уздовж осі обмотки. При коливанні магніту в котушці наводиться напруга, яка реєструється аналізатором. Геофонні датчики збирають у промінь необхідної довжини й поміщають під землю або прикріплюють до огорожі. Висока чутливість геофонних датчиків дозволяє реєструвати досить слабкі сигнали й виявляти порушника, що долає, наприклад, масивну бетонну або цегельну стіну. При монтажі геофонів під землею система Psicon надійно виявляє людину або порушника, який обережно йде або повзе, або зстрибнув з огорожі.

У типовій конфігурації однозонна система Psicon містить 4 промені, у кожний з яких включено по 16 дискретних геофонних датчиків. Відстань між ними 3,2 м і загальна довжина однієї зони, який охороняється, становить близько 100 метрів. Всі 64 датчики підключені до загального аналізатора, який обробляє сигнали й видає сигнал тривоги при локалізації вторгнення з точністю, що відповідає довжині одного променя (50 м). Геофонні датчики поміщають у герметичні тверді корпуси розмірами 110х75х35 мм. Всі датчики з'єднуються армованим багатожильним кабелем і поставляються у вигляді готових до укладання в землю променів. Діапазон робочих температур датчиків – від –40° до +100°С.

Висока чутливість геофонних датчиків системи робить необхідним використання потужного “інтелектуального” процесора для обробки сигналів і фільтрації перешкод, що створюються навколишнім середовищем (шум транспорту, русі коріння дерев, дощ та ін.). У системі Psicon для цього використовується розроблена фірмою Geoquip технологія TESPAR. Система перетворює аналоговий сигнал датчиків у цифрову кодову послідовність, яка потім піддається матричному перетворенню в аналізаторі. Останній використовує принцип розпізнавання образів і порівнює їх з еталонними, записаними в пам'яті аналізатора. Порівняння відбувається в реальному часі й дозволяє надійно розпізнати слабкі сигнали порушника на фоні навіть досить інтенсивних перешкод або шумів. Систему можна “навчати” безпосередньо на об'єкті, зберігаючи в пам'яті процесора як “тривожні”, так і “нетривожні” сигнали. Для настроювання системи використовується портативний комп'ютер, що підключається до порту електронного блока.

Аналізатор Psicon має габарити 400х300х110 мм і споживає струм 500 мА при номінальній напрузі джерела 12 В. Діапазон робочих температур аналізатора – від –25° до +70°С.