КОМБИНИРОВАННОЕ СРЕДСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к техническим средствам охраны периметров объектов, в частности к комбинированным средствам обнаружения, состоящим из двух и более средств обнаружения, основанных на разных физических принципах действия, и может быть использована для сигнализационного блокирования периметров объектов и протяженных рубежей охраны на равниной и пересеченной местности.
Известен двухрубежный комплекс охранной сигнализации для сигнализационного блокирования периметров объектов и протяженных рубежей охраны на равниной и пересеченной местности, состоящий из двух средств обнаружения, основанных на разных физических принципах действия, где в качестве первого рубежа используется средство обнаружения емкостного принципа действия, а качестве второго рубежа - средство обнаружения вибрационного принципа действия.
Средство обнаружения емкостного принципа действия обеспечивает сигнализационное блокирование верхней части ограждений, выполненных из бетона или кирпича, путем создания рубежа охраны в виде металлического заграждения, являющегося чувствительным элементом. Данное средство выдает сигнал срабатывания при попытке преодоления заграждения путем перелаза через его верх, с касанием чувствительного элемента руками (в том
числе в перчатках или рукавицах), а также с замыканием чувствительного элемента на землю. В качестве чувствительного элемента используется полотно сетчатого заграждения. Конструктивно заграждение представляет собой однорядное, металлическое, сетчатое полотно, закрепленное на металлических стойках, вертикально установленных на бетонном или кирпичном ограждении. Полотно заграждения электрически изолировано от металлических стоек. Заграждение монтируется в виде отдельных участков, электрически изолированных друг от друга. Каждый участок разделен в центре на два фланга, электрически изолированные друг от друга.
Чувствительные элементы флангов представляют собой распределенные емкости относительно земли. Принцип работы емкостного средства обнаружения основан на регистрации изменения электрической емкости чувствительного элемента фланга относительно земли. В дежурном режиме измерительная схема емкостного средства обнаружения находится в сбалансированном состоянии. Как только нарушитель попытается преодолеть заграждение на одном из флангов, с касанием чувствительного элемента руками, или с замыканием его на землю, это приведет к изменению электрических параметров чувствительного элемента данного фланга и, как следствие к разбалансировке измерительной схемы и появлению сигнала срабатывания на выходе электронного блока. Электронный блок обеспечивает обработку по определенному алгоритму электрических сигналов, поступающих на его входы с двух чувствительных элементов, представляющих собой левый и правый фланги сигнализационного заграждения, формирование выходного сигнала срабатывания и выдачу его в систему сбора и обработки информации, или в приемно-контрольную аппаратуру.
Средство обнаружения вибрационного принципа действия обеспечивает сигнализационное блокирование заграждений, выполненных из металлической сетки или решетки. Данное средство выполняет
преобразование механических колебаний (вибраций) кабельных чувствительных элементов, жестко закрепленных на заграждении, возникающих при преодолении заграждения нарушителем, в электрические сигналы, которые поступают в электронный блок, обеспечивающий обработку этих сигналов по определенному алгоритму, формирование выходного сигнала срабатывания и выдачу его в систему сбора и обработки информации, или в приемно-контрольную аппаратуру.
Конструктивно сигнализационное заграждение представляет собой однорядный сетчатый или решетчатый забор на металлических стойках, устанавливаемых в грунте, оборудованный кабельными чувствительными элементами. Крепление кабельных чувствительных элементов к полотну заграждения осуществляется с помощью светоустойчивых пластиковых стяжек. Для обеспечения противоподкопных свойств средства обнаружения полотно заграждения заглублено в грунт. Сигнализационное заграждение является физическим препятствием проникновению нарушителя на охраняемый объект и обеспечивает передачу вибрации его полотна, возникающей при попытке подкопа под заграждение, разрушения полотна заграждения путем перекусывания или перепиливания, или перелазе нарушителя через заграждение, на кабельные чувствительные элементы.
Кабельный чувствительный элемент состоит из отрезка трибоэлектрического кабеля и обеспечивает преобразование механических колебаний полотна заграждения в электрические сигналы за счет трибоэлектрического эффекта, возникающего при контакте поясной изоляции кабеля с металлическими проводниками. При деформации или вибрации кабеля между его токопроводящими жилами и экраном возникают электрические сигналы, частотно - временная селекция которых позволяет выделить составляющие сигнала, характерные только для человека при преодолении заграждения. Использование двух кабельных чувствительных элементов позволяет повысить помехоустойчивость изделия за счет вычитания синфазных помех с этих элементов на входе электронного блока.
Признаки данного устройства, совпадающие с признаками предлагаемой полезной модели:
1. Наличие двух средств обнаружения, основанных на разных физических принципах действия.
2. Зона охраны разделена на отдельные участки.
Недостатками этого устройства-прототипа являются:
1. Размещение средств обнаружения на разных рубежах охраны потребует прокладки в зоне отчуждения между рубежами поперечных кабельных линий, что приведет к увеличению общей длины кабельных линий, и соответственно энергопотребления средств обнаружения. Прокладка поперечных кабельных линий в зоне отчуждения осуществляется под поверхностью контрольно-следовой полосы. Для поддержания контрольно-следовой полосы в зоне отчуждения между рубежами в рабочем состоянии требуется регулярно проводить профилирование ее поверхности с помощью специальной техники. При проведении работ по профилированию контрольно-следовой полосы не исключена возможность повреждения поперечных кабельных линии, проложенных под ее поверхностью, что снижает надежность средств обнаружения.
2. Наличие двух заграждений, расположенных параллельно на некотором расстоянии друг от друга, что существенно увеличивает затраты на их изготовление, строительные и монтажные работы.
Задачей полезной модели является создание комбинированного средства обнаружения, в котором были бы устранены вышеуказанные недостатки.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, - снижение энергопотребления, уменьшение массогабаритных характеристик и повышение надежности работы комбинированного средства обнаружения.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в комбинированном средстве обнаружения, содержащем емкостное средство обнаружения и вибрационное средство обнаружения, предусмотрено следующее отличие - входящие в него средства обнаружения и их кабельные сети конструктивно размещены на одном заграждении, причем емкостное средство обнаружения расположено над вибрационным средством обнаружения.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно:
1. В предлагаемом комбинированном средстве обнаружения входящие в него средства обнаружения и их кабельные сети размещены на одном заграждении. Такое расположение позволяет исключить поперечные кабельные линии, которые неизбежны при размещении средств обнаружения на разных рубежах, так как к аппаратуре средств обнаружения на каждом участке охраны необходимо подвести кабели электропитания и связи. При большом количестве участков у протяженных рубежей охраны, исключение поперечных кабельных линий позволяет существенно сократить общую длину кабельных линий, и соответственно снизить энергопотребление комбинированного средства обнаружения.
2. Кабельные сети размещены на заграждении над землей, вдоль рубежа охраны, что исключает возможность их повреждения при проведении работ по профилированию контрольно-следовой полосы и соответственно повышает надежность комбинированного средства обнаружения.
Полезная модель позволяет:
1. Снизить энергопотребление комбинированного средства обнаружения за счет сокращения длины кабельных сетей.
2. Повысить надежность работы комбинированного средства обнаружения.
3. Снизить стоимость оборудования и затраты на строительные и монтажные работы.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - Сечение двухрубежного участка охраны на основе емкостного и вибрационного средств обнаружения.
Фиг.2 - Сечение участка охраны предлагаемого комбинированного средства обнаружения.
Фиг.3 - Внешний вид участка охраны предлагаемого комбинированного средства обнаружения.
На Фиг.1 приведены следующие обозначения:
1 - изолятор емкостного средства обнаружения;
2 - стойка емкостного средства обнаружения;
3 - чувствительный элемент емкостного средства обнаружения;
4 - проводник нулевого потенциала емкостного средства обнаружения;
5 - железобетонное ограждение;
6 - контрольно - следовая полоса;
7 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
8 - стойка вибрационного средства обнаружения;
9 - полотно сигнализационного заграждения вибрационного средства обнаружения;
На Фиг.2 приведены следующие обозначения:
1 - изолятор емкостного средства обнаружения;
2 - стойка емкостного средства обнаружения;
3 - чувствительный элемент емкостного средства обнаружения;
4 - проводник нулевого потенциала емкостного средства обнаружения;
6 - контрольно - следовая полоса;
7 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
8 - стойка вибрационного средства обнаружения;
9 - полотно сигнализационного заграждения вибрационного средства обнаружения;
10 - соединительный кабель электронного блока с чувствительным элементом вибрационного средства обнаружения;
11 - соединительный кабель электронного блока с антенным полотном емкостного средства обнаружения;
12 - соединительный кабель электронного блока с проводником нулевого потенциала емкостного средства обнаружения;
13 - кронштейны для крепления силового и слаботочного коробов;
14 - силовой короб;
15 - слаботочный короб;
16 - магистральный кабель связи периферийного контроллера с системой сбора и обработки информации;
17 - шкаф участковый;
18 - периферийный контроллер;
19 - кабель связи электронного блока емкостного средства обнаружения с периферийным контроллером;
20 - кабель дистанционного электропитания комбинированного средства обнаружения;
21 - электронный блок емкостного средства обнаружения;
22 - кабель связи электронного блока вибрационного средства обнаружения с периферийным контроллером;
23 - электронный блок вибрационного средства обнаружения;
24 - стойка шкафа участкового.
На Фиг.3 приведены следующие обозначения:
1 - изолятор емкостного средства обнаружения;
2 - стойка емкостного средства обнаружения;
3 - чувствительный элемент емкостного средства обнаружения;
4 - проводник нулевого потенциала емкостного средства обнаружения;
7 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
8 - стойка вибрационного средства обнаружения;
9 - полотно сигнализационного заграждения вибрационного средства обнаружения.
Предложенное комбинированное средство обнаружения состоит из:
- емкостного средства обнаружения;
- вибрационного средства обнаружения;
- шкафа участкового;
- кабельных сетей электропитания и связи.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом:
1. Емкостное средство обнаружения состоит из электронного блока 21 и чувствительного элемента 3.
Конструктивно электронный блок 21 выполнен на базе унифицированного металлического корпуса в виде съемного блока с кронштейном, с помощью которого он устанавливается на перфорированной рейке внутри шкафа участкового 17 для защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений. Внутри корпуса электронного блока 21 расположены: измерительный мостовой трансформатор, усилители, регулятор чувствительности, синхронные детекторы реактивного и активного каналов, фильтры, сумматор, пороговое устройство, формирователь выходного сигнала и выходное устройство.
Чувствительный элемент 3 состоит из сварного, оцинкованного решетчатого полотна, закрепленного на изоляторах 1 с помощью гаек. Решетчатое полотно 3 выполнено из отдельных панелей шириной 2450 мм и высотой 850 мм. Размер ячейки панели - (50×200) мм. Диаметр прутка 6 мм.
По краям панелей приварены пластины с отверстиями для крепления к изоляторам 1. На пластины нанесено цинковое покрытие для обеспечения электрического контакта между панелями. Изоляторы 1 крепятся к металлическим стойкам 2 из швеллера с помощью гаек. Крепление стоек 2 к стойкам 8 вибрационного средства обнаружения осуществляется с помощью шурупов (саморезов) сверлоконечных.
Чувствительный элемент 3 монтируется в виде отдельных участков длиной до 250 м, электрически изолированных друг от друга. Каждый участок разделен в центре на два фланга, электрически изолированные друг от друга.
Подключение электронного блока 21 к чувствительному элементу 3 осуществляется с помощью соединительного кабеля 11, к проводнику нулевого потенциала - с помощью соединительного кабеля 12, к периферийному контроллеру 18 - с помощью кабеля связи 19.
2. Вибрационное средство обнаружения состоит из электронного блока 23 и сигнализационного заграждения.
Конструктивно электронный блок 23 выполнен на базе унифицированного металлического корпуса в виде съемного блока с кронштейном, с помощью которого он устанавливается на перфорированной рейке внутри шкафа участкового 17 для защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений. Внутри корпуса электронного блока 23 расположены: зарядочувствительный усилитель, фильтры, процессор и исполнительное устройство на основе твердотельного реле.
Сигнализационное заграждение является специальным инженерным сооружением и представляет собой однорядный решетчатый забор из полотна 9, закрепляемого на металлических стойках 8 из труб прямоугольного сечения, устанавливаемых в грунте на расстоянии 2,5 метра друг от друга, оборудованный кабельными чувствительными элементами 7.
Полотно 9 сигнализационного заграждения состоит из отдельных сварных, решетчатых панелей шириной 2450 мм и высотой 1800 мм. Размер ячейки
панели - (50×200) мм. Диаметр прутка 6 мм.
Чувствительный элемент 7 состоит из двух трибоэлектрических кабелей. Использование двух кабелей позволяет повысить помехоустойчивость за счет вычитания синфазных помех на входе электронного блока 23. Крепление чувствительного элемента 7 к полотну сигнализационного заграждения 9 осуществляется с помощью светоустойчивых пластиковых стяжек. Подключение электронного блока 23 к чувствительному элементу 7 осуществляется с помощью соединительных кабелей 10, к периферийному контроллеру 18 - с помощью кабеля связи 19.
3. Шкаф участковый 17 представляет собой металлический шкаф с дверцей, внутри которого установлены горизонтально перфорированные рейки для крепления периферийного контроллера 18 и электронных блоков 21 и 23.
На боковых стенках шкафа участкового 17 предусмотрены вентиляционные жалюзи. Сверху над ним установлен защитный козырек для предотвращения нагрева шкафа от солнечного излучения. В нижней части шкафа участкового 17 имеются два отверстия для подвода кабелей. Для выполнения внутренних и внешних подключений в шкафу участковом 17 установлены клеммные колодки.
Шкаф участковый 17 закрепляется болтами на стойке 24, устанавливаемой в грунте.
4. Кабельные сети электропитания и связи размещаются в металлических оцинкованных коробах 14 и 15. Магистральный кабель связи 16 периферийного контроллера 18 с системой сбора и обработки информации располагается в слаботочном коробе 15. Кабель дистанционного электропитания 20 комбинированного средства обнаружения располагается в силовом коробе 14. Короба 14 и 15 оснащены термокомпенсаторами для
компенсации температурных воздействий окружающей среды. Короба 14 и 15 устанавливаются на кронштейнах 13. Крепление кронштейнов 13 к стойкам 8 вибрационного средства обнаружения осуществляется с помощью шурупов (саморезов) сверлоконечных.
Описанным выше комбинированным средством обнаружения пользуются следующим образом:
Проводят подготовку комбинированного средства обнаружения к эксплуатации. Осуществляют внешний осмотр оборудования на предмет правильности и надежности подключения электрических цепей при выключенном электропитании. Включают электропитание комбинированного средства обнаружения и производят контроль исправности его оборудования. Для проверки работоспособности комбинированного средства обнаружения производят контрольные воздействия путем касания руками чувствительного элемента емкостного средства обнаружения, а также замыканием чувствительного элемента на землю на трех любых участках зоны охраны, с имитацией разрушающих воздействий на полотно вибрационного средства обнаружения.
Используют комбинированное средство обнаружения следующим образом:
Подключают комбинированное средство обнаружения к системе сбора и обработки информации и организуют круглосуточное дежурство сменных операторов за пультом управления системы. Функционирование комбинированного средства обнаружения основано на образовании каждым средством зон обнаружения, при воздействии на которые нарушителем или группой нарушителей, в систему сбора и обработки информации выдается сигнал срабатывания.
Емкостное средство обнаружения создает зону обнаружения на чувствительном элементе 3. При попытке преодоления заграждения на одном из флангов путем перелаза через его верх, с касанием чувствительного
элемента 3 руками (в том числе в перчатках или рукавицах), а также с замыканием чувствительного элемента 3 на землю, изменяется его электрическая емкость относительно земли. Изменение электрической емкости приводит к разбалансировке измерительного мостового трансформатора и при превышении установленного порога электронный блок 21 выдает сигнал срабатывания в систему сбора и обработки информации.
Вибрационное средство обнаружения создает зону обнаружения на полотне 9 сигнализационного заграждения.
При деформации или разрушении полотна 9 нарушителем, деформация и вибрация полотна 9 передаются кабельному чувствительному элементу 7 вибрационного средства обнаружения. Деформация и вибрация кабельного чувствительного элемента 7 вызывают появление электрических сигналов (вследствие трибоэлектрического эффекта) на его выходе. Электрические сигналы, поступающие с кабельного чувствительного элемента 7 по соединительному кабелю 10 в электронный блок 23, усиливаются, фильтруются и обрабатываются электронным блоком 23 таким образом, чтобы в соответствии с отличительными признаками выделить сигналы, инициированные воздействием нарушителя на полотно 9 сигнализационного заграждения. Электронный блок 23 выдает сигнал срабатывания по кабелю связи 22 в периферийный контроллер 18, в виде размыкания нормально замкнутых контактов реле. Сигнал срабатывания вибрационного средства обнаружения от периферийного контроллера 18 поступает по магистральному кабелю 16 в систему сбора и обработки информации.