Монтажный отдел:

 

8 (495) 921-74-19

 

 

Монтажный отдел:

 

8 (495) 921-74-19

 

Связаться с нами

Пн-Пт 10:00 до 19:00
Сб-Вс: 10:00 до 18:30

Корзина пуста

Перейдите в каталог, выберите требуемый товар и добавьте его в корзину.

Магнитометрические датчики для охраны периметров

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ

Все магнитометрические системы охраны базируются на одном общем принципе. Датчики таких систем регистрируют слабые изменения магнитного поля Земли, которые вызываются перемещениями ферромагнитных предметов — инструментов, оружия, автомобилей и т.п. Такого рода ферромагнитные предметы вызывают локальные возмущения магнитного потока, которые и регистрируются магнитометрическими сенсорами.

Магнитометрические системы охраны периметров обладают некоторыми общими свойствами:

■ Объектами обнаружения таких систем являются техника и транспортные средства, а также люди, имеющие при себе оружие, металлические инструменты или другие ферромагнитные предметы.

■ Магнитометрические системы достаточно трудно обнаружить электронными методами, т.к. в большинстве случаев они являются пассивными, т.е. не излучающими электромагнитную энергию.

■ Магнитометрические системы легко скрыть от потенциального нарушителя, т.к. чувствительные элементы можно устанавливать внутри строительных конструкций или под землей.

Все магнитометрические сенсорные элементы можно условно разделить на два класса:

■ дискретные датчики;

■ распределенные (линейные) датчики.

Для регистрации и измерений аномалий магнитного поля сейчас используются самые разнообразные преобразователи, базирующиеся на различных физических принципах. Однако только несколько из них нашли практическое применение в системах охраны периметров.

2. ДИСКРЕТНЫЕ МАГНИТНЫЕ СЕНСОРЫ

Системы с дискретными магнитными сенсорами используются для охраны отдельных участков периметра, ворот, подходов к зданиям и т.п. Дискретные датчики устанавливают под автомобильными дорогами, на пунктах пограничного контроля, в аэропортах и на других объектах, где требуется обнаруживать ферромагнитные металлические предметы.

Самый простой и чаще всего применяемый охранный магнитометрический сенсор представляет собой катушку или петлю из провода, в которой наводится электрическое напряжение, пропорциональное количеству витков катушки (N), площади ее поперечного сечения (S) и скорости изменения магнитного потока (рис. 1). Такие индукционные датчики выполняются как в виде дискретных преобразователей, так и виде распределенных линейных сенсоров.

Кроме индукционных сенсоров, в охранных системах для регистрации магнитного поля применяются также датчики магнитного потока и тонкопленочные многослойные преобразователи с так называемым «гигантским магнито-сопротивлением» (ГМС).

Дискретный датчик магнитного потока представляет собой несколько проводящих катушек (соленоидов), намотанных поверх магнитомягкого стержня из пермаллоя. К первичным обмоткам сенсора подключен источник переменного напряжения с частотой несколько килогерц. Вторичные обмотки устроены так, что в невозмущенном состоянии суммарное напряжение на них равно нулю или постоянной величине. Когда пермаллоевый стержень подвергается действию изменяющегося магнитного поля, магнитный поток в сердечнике изменяется и на вторичных обмотках появляется переменное напряжение, пропорциональное изменению внешнего магнитного поля.

Такие датчики магнитного потока достаточно эффективны для «бесконтактного» обнаружения автомобилей и других транспортных средств. Сенсор такой системы обычно выполняется в виде стержня длиной до нескольких десятков сантиметров и размещается в герметичном пластиковом корпусе. Такой датчик, установленный под дорогой, позволяет зарегистрировать автомобиль, велосипед или другое металлическое транспортное средство.

На рисунке 2 показан миниатюрный дискретный датчик магнитного потока Mag670, выпускаемый английской компанией Bartington. Такие датчики используются, в частности, для обнаружения носителей металлических предметов на пограничных пунктах. Диапазон измерений магнитного поля датчика — 100…1000 мкТл, полоса регистрируемых частот — до 3 кГц. Габаритные размеры корпуса чувствительного элемента — 80х35х15 мм. Более чувствительными и универсальными являются «двумерные» и «трехмерные» датчики магнитного потока, позволяющие регистрировать изменения магнитного поля в различных направлениях. Они позволяют обнаруживать даже весьма небольшие металлические предметы. Так, «трехмерный» датчик магнитного потока Mag643 фирмы Bartington позволяет не только обнаружить человека, несущего ручное оружие, но и указать место на теле человека, где это оружие находится.

Рис. 1. Принцип действия индукционного магнитометрического датчика

Рис. 2. Датчик магнитного потока Mag670 компании Bartington

Рис. 3. Датчик магнитного поля TCP500 фирмы Vaisala

Для обнаружения крупных ферромагнитных предметов (автомобилей, вооружения) используются дискретные датчики, работающие на основе «гигантского магнитосопротивления» (ГМС). На рисунке 3 показан ГМС-дат-чик TCP500 фирмы Vaisala (Финляндия). Этот датчик устанавливается под землей и используется для обнаружения транспортных средств и других крупных ферромагнитных предметов. Датчик смонтирован в герметичном пластиковом корпусе в виде цилиндра высотой 83 мм и диаметром 152 мм. Датчик питается от встроенной литиевой батареи с ресурсом до 3 лет. В корпус датчика встроен радиопередатчик сигналов тревоги, обеспечивающий связь с базовой станцией на удалении до нескольких сот метров. ГМС-датчик NC200 той же фирмы предназначен для установки непосредственно на полотне дороги. Он выполнен в плоском прочном корпусе размерами 181х118х13 мм, выдерживающем давление от проезжающих автомобилей. Датчик питается от встроенной батареи и регистрирует автомобили при скоростях до 190 км/час.

3. МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ СЕНСОРАМИ

Для охраны протяженных периметров магнитометрические системы обычно снабжают протяженными сенсорными элементами. Датчики магнитометрических систем можно устанавливать в грунте, что позволяет эффективно маскировать сенсорные элементы и применять их на неограж-денных рубежах. Магнитометрические системы являются «пассивными», поэтому их трудно обнаружить электронными методами.

Чувствительными элементами таких систем являются кабели, устанавливаемые обычно под землей. Кабели можно располагать в виде двух протяженных петель длиной до нескольких сот метров, ориентированных вдоль охраняемого периметра. Иногда кабели располагают в виде последовательных петель длиной до нескольких десятков метров с чередующимися направлениями. Такие конфигурации чувствительных элементов позволяют компенсировать влияние внешних электромагнитных помех и наводок.

Российское предприятие «Дедал» выпускает различные модификации подземных магнитометрических систем. В сейсмомагнитометрической охранной системе «Дуплет-Р» чувствительным элементом устройства является кабель КТПЭДЭП 10х2х0.5, который укладывается вдоль охраняемого периметра в три параллельные траншеи на расстояниях 1 м друг от друга. Кабели заглубляются в грунт на 30-40 см и обеспечивают зону чувствительности шириной 3-4 м. Система позволяет регистрировать как изменения магнитного поля, так и колебания грунта (сейсмические сигналы), создаваемые нарушителем, пересекающим охранный рубеж. Один комплект оборудования позволяет перекрыть участок периметра длиной до 250 м. Система позволяет определять направление движения нарушителя, а также классифицировать объекты (вооруженный или невооруженный нарушитель, транспортное средство, небольшое животное). Электронный блок системы размещается в герметичном контейнере, устанавливаемом в грунте. В блоке установлен радиопередатчик сигналов тревоги; центральное оборудование обеспечивает связь с охранными процессорами на расстояниях до 30 км.

В магнитометрической системе «Ду-кат-Р» в качестве чувствительного элемента используется полевой провод П-274М,укладываемый в три параллельные линии в грунт на глубине 20-30 см. Максимальная длина одной зоны охраны — 500 м, ширина зоны обнаружения — б метров. Использование полевого провода позволяет снизить стоимость оборудования и упростить монтаж и ремонт кабельных сенсоров. Электронный блок системы, устанавливаемый под землей, снабжен автономным питанием. В комплект электронного блока входит радиопередатчик сигналов тревоги. Наличие трех параллельных чувствительных элементов позволяет не только обнаруживать нарушителя, но и определять направление его движения — подход к объекту или удаление от него.

Система «Дукат-Р» отличается низким энергопотреблением (0,03 Вт) и сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -50 до +50° С.

Подземная магнитометрическая система Multigard-2000 израильской фирмы G-Max (Galdor Secotec) была разработана как средство для охраны неогражденных рубежей от вооруженных террористов. Первая версия системы была создана еще в 1970 году.

Принцип действия системы основан на регистрации флуктуаций магнитного поля земли при перемещениях ферромагнитных объектов (оружия, транспорта) в зоне расположения магниточувствительных сенсоров. Чувствительным элементом системы является специальный кабель, армированный сталью или защищенный алюминиевой фольгой. Сенсорный кабель (рис. 4) с двойной полимерной изоляцией можно устанавливать в любых грунтах, под бетонными и асфальтовыми покрытиями, в лесистой местности и даже под водой. Сенсорные кабели системы Multigard-2000 располагают под землей в форме последовательных петель, что необходимо для минимизации влияния электромагнитных помех. На рисунке 5 показан пример установки подземных кабелей, прикрепленных к пластиковой сетке. Использование сетки позволяет повысить точность формирования петель кабеля и обеспечивает долговременную стабильность геометрии петель.

Сенсорные элементы системы Multigard-2000 могут быть выполнены также в виде жестких стержней, внутри которых расположены кабели. Жесткий сенсор, получивший название «Pole», состоит из отдельных элементов длиной 2 м. Корпуса стержней диаметром 32 мм выполнены из прочного полихлорвинила. Отрезки кабелей сенсорных элементов «Pole» соединяются с помощью специальных герметичных муфт. Соединенные последовательно сенсорные элементы укладываются в грунт (рис. 6). Максимальная длина отдельной зоны, составленная из жестких сенсорных элементов, равна 150 м. К одному контроллеру можно подключить две или три отдельных зоны охраны. Радиус чувствительной зоны для жестких сенсоров составляет 1,0-1,5 м. Этот параметр несколько меньше, чем ширина зоны для кабелей, укладываемых вдоль периметра (рис. 5).

Рис. 4. Сенсорный кабель системы Multigard-2000

Рис. 5. Монтаж сенсорного кабеля системы Multigard-2000 с использованием пластиковой сетки

Рис. 6. Подземный чувствительный элемент типа «Pole»

Сенсорные кабели Multigard-2000 генерируют сигналы с уровнем порядка нескольких нановольт. Эти сигналы через цепи защиты от электромагнитных помех подаются на усилители с полосовыми фильтрами. Усиленные сигналы поступают на ограничители уровня, пороги которых определяют чувствительность процессора, регулируемую дистанционно. Коммуникационный блок служит для передачи сигналов тревоги на центральную станцию и для дистанционного управления процессором. Процессор имеет имитатор сигналов вторжения, позволяющий дистанционно проверять работоспособность всей системы.

Рис. 7. Процессор системы Multigard-2000

Процессоры магнитометрической системы Multigard-2000 выполняются в нескольких конструктивных вариантах. На рисунке 7 показан процессор M-UPDS-1000. К процессору можно подключать до 3-х зон с распределенными сенсорными элементами общей длиной до 600 м. Процессор помещен в жесткий корпус, герметизированный по нормам IP67, что позволяет устанавливать его под землей. Для питания системы используется источник постоянного тока с напряжением 15-28 В (или 20-72 В). Потребляемая процессором мощность — 5 Вт. Диаметр корпуса 40 см, высота 25 см, масса — 9 кг. Процессор снабжен релейными выходами; предусмотрена возможность подключения к мультиплексорной системе сбора информации. В стандартной конфигурации процессор M-UPDS-1000 сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -30 до +70° С. С дополнительным электронагревателем мощностью 5 Вт диапазон температур расширяется до -50° С.

Процессоры UPDS-6000 и UPDS-8000 по своим функциональным возможностям аналогичны электронному блоку M-UPDS-1000. Они выполнены в более компактных корпусах (диаметр 15 см, высота корпуса 18 см) и имеют меньшую массу (2 кг).

Система Multigard-2000 является полностью скрытой и пассивной (неиз-лучающей), что затрудняет ее обнаружение с помощью радиотехнических средств. Модульная конструкция системы позволяет создать рубеж протяженностью до нескольких десятков километров, контролируемый одним компьютеризованным центром управления.

4. ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РУБЕЖЕЙ

Охрана подводных рубежей является непростой технологической задачей, и выбор эффективных средств здесь довольно ограничен. Магнитометрические системы позволяют найти решения этой задачи.

Российская компания «Дедал» разработала магнитометрическую систему «Нептун», предназначенную специально для защиты водоемов. Система позволяет обнаруживать подводных пловцов, имеющих при себе ферромагнитные предметы (акваланг, оружие и т.п.). Чувствительный элемент представляет собой три параллельных кабеля типа СМПЭВГ-60 27x0,5, укладываемых на дне водоема на расстоянии 2 м друг от друга. Ширина зоны обнаружения равна 4 м, длина отдельной зоны охраны — до 250 м. Глубина установки кабелей -до 3 м. Электронный блок системы устанавливается в грунте или под водой. Связь процессора с постом охраны осуществляется по кабельной линии. Для соединения подводных сенсоров используются специальные герметизированные коммутационные коробки. Напряжение питания системы — 10-30 В, потребляемая мощность — 110 Вт (для отдельной зоны).

Для охраны подводных рубежей с успехом применяется и система Multigard-2000. В качестве чувствительных элементов можно использовать как кабели, так и жесткие сенсоры типа «Pole». Как отмечают специалисты компании «Восток — Специальные системы», подводные кабельные сенсоры лучше всего монтировать на пластиковую сетку (рис. 8). После монтажа кабелей пластиковую сетку нужно надежно фиксировать на дне водоема с помощью грузов, чтобы предотвратить смещение сенсоров и ложные срабатывания системы из-за колебаний кабелей. Система позволяет обнаруживать моторные лодки, вооруженных пловцов и другие объекты, содержащие ферромагнитные материалы.

Рис. 8. Монтаж сенсорных кабелей для охраны подводного рубежа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Магнитометрические системы позволяют создавать сигнальные рубежи, обнаруживающие транспортные средства и вооруженных нарушителей.

Эти системы можно применять скрытно, устанавливая сенсоры и электронные блоки под землей, что особенно привлекательно для оборудования неогражденных периметров.

Магнитометрические системы имеют специфические особенности, ограничивающие их применение в районах плотной застройки, вблизи автомобильных и железных дорог, а также источников электромагнитных помех.


IP-видеосерверывидеонаблюденияпрограммное обеспечениевидеорегистраторымониторыSmartecвидеокамерыPelcoновинкиохрана периметра