3. 2. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ДАТЧИКИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О ПРОНИКНОВЕНИИ НА ОХРАНЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ
После срабатывания многих типов сторожевых устройств и систем включаются звуковые, световые или электромеханические сигнализаторы, которые устанавливаются на охраняемом объекте или ЦПУ и являются составной частью электронной схемы. По этому принципу создано большинство существующих сторожевых устройств.
В условиях города наибольшую эффективность при охране объектов, особенно частных автомашин, можно достичь только при применении дублирующих устройств охраны и сигнализации, которые могут передавать информацию о вторжении на охраняемый объект на расстоянии до десятка километров. К таким устройствам относятся миниатюрные УКВ ЧМ передатчики, извещатели охранные объемные радиоволновые для подвижных средств и извещатели охранно-пожарные для стационарных объектов.
Из существующих и применяемых в качестве дополнительных источников информации рекомендуются следующие типы: "Штифт", «Лемур», «Аргус-2», "Аргус-2М", "Фобос", «Нева», «Рубин», «Сигнал», «Адемко», "Адемко-998" , "Фотон-4", «Дип-3»,«ИПД-01»,«Волна»,«Риф-М»,«ИПР-1»,«Эхо-2»,«СМК-1»,«СМК-3»,«Окно-2М»,Рубеж-3», «Вектор-2», «Вектор-3» и многие другие изделия.
Например, охрана закрываемых помещений может осуществляться с помощью извещателя сторожевой сигнализации типа «Волна-5», который относится к группе объемных радиоволновых устройств. Данное устройство, используемое в качестве датчика, предназначено для обнаружения лиц, проникающих в охраняемое закрытое помещение, и формирования тревожного извещения. Охранный извещатель «Волна-5» обеспечивает:
обнаружение посторонних лиц, вторгшихся в охраняемое помещение;
практически 100-процентное отсутствие ложных срабатываний в помещениях с интенсивной вентиляцией и быстрыми потоками воздуха;
установку нескольких извещателей в одном закрытом охраняемом помещении;
полуавтоматическую регулировку дальности действия в пределах заданных значений;
возможность работы с другими системами и датчиками обнаружения посторонних лиц.
Следует заметить, что большинство охранных извещателей, в том числе и типа «Волна-5», работают наиболее эффективно, если постороннее лицо попадает в центр зоны обнаружения. В данном случае сама зона обнаружения представляет собой замкнутый объем электромагнитных волн, излучаемых рассматриваемым датчиком, который действует на расстоянии до 16 м в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Основные электрические параметры и технические характеристики охранного извещателя " Волна-5"
Номинальное напряжение питающей сети
переменного тока. В................. 220
Номинальная частота питающей сети
переменного тока, Гц .................. 50
Номинальное напряжение автономного источника
питания постоянного тока, В ............... 9
Оптимальная площадь обнаружения посторонних лиц и охраняемом помещении, м2 ...............90
Расстояние до границы действия излучателя, м:
максимальная ....................... 12...16
минимальная ................... 3.. 4
Контролируемый объем, м^3, не менее ........... 200
Ток, потребляемый электронным извещателем
и рабочем режиме, мА, не более ........... 2
Габаритные размеры (без кронштейна), мм ...... 97Х9ЗХ52
Условия эксплуатации:
температура окружающей среды, °С ........ —30...+50
относительная влажность воздуха
при температуре 20 °С, % .............. 85±3
атмосферное давление воздуха, мм рт. ст. ..... 200...900
Следующим рекомендуемым к применению изделием промышленного производства для охраны закрытых помещении является извещатель типа «Аргумент-2», который относится к типу охранных объемных радиоволновых электронных устройств. Работает рассматриваемое изделие от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц или от автономного источника питания напряжением 12 В постоянного тока. В качестве автономного БП может быть использован источник питания «Электроника Д2-27», который имеет высокие технические характеристики. В состав этого изделия входят сетевой понижающий трансформатор питания, выпрямительное устройство и стабилизатор напряжения постоянного тока 12 В.
Рассматриваемый охранный объемный радиоволновый извещатель «Аргумент-2» устанавливается внутри помещения в местах наиболее вероятного нахождения постороннего лица при проникновении его в это помещение. Устройство охраны обеспечивает высокую обнаружительную способность, отсутствие ложных тревог при эксплуатации в помещениях с работающим оборудованием, установку и работу нескольких излучателей-извещателей в одном помещении, дистанционное управление. При проникновении постороннего лица в зону действия датчика излучателя охраняемое пространство закрытого помещения изменяет действующее внутри него электромагнитное поле, которое, в свою очередь, приводит к срабатыванию системы и формированию тревожного извещения размыканием выходных контактов исполнительного реле. Размыкание контактов реле приводит в действие световые или звуковые индикаторы и радиоизлучатель.
Активные зоны действия электронного охранного извещателя типа «Аргумент-2» в горизонтальной и вертикальной плоскостях приведены на рис. 3.4, где по осям абсцисс и ординат откладываются радиусы действия устройсва, дающие в сумме объемную картину электромагнитною поля, по типу приемно-передающей антенны.
Рис. 3.4. Схема зоны обнаружения постороннего лица:
а—в горизонтальной плоскости: б — ввертикальной плоскости.
Основные электрические параметры и технические характеристики излучателя «Аргумент-2»
Номинальное напряжение питающей сети
переменного тока, В .................... 220
Номинальная частота питающей сети
переменного токи, Гц .............. . . 50
Номинальное cтабилизированное напряжение питания функциональных узлов устройства постоянным током, В ........... ....... . . 12
Пределы изменения напряжения питающей сети
переменного тока, % ........ . . —10...+15
Пределы изменения частоты питающей сети
переменного тока, % ................ —1
Коэффициент нелинейных искажений питающей сети переменного тока, %, не более ............. 12
Дальность действия активного элемента устройства в закрытом помещении, м:
максимальная ...................... 16
минимальная ........................ 3
Активная площадь обнаружения посторонних лиц, м^2,
не менее ............................ 100
Объем закрытою помещения, обслуживаемый одним датчиком, м3, не менее ................... 250
Ток, потребляемый устройством в режиме
холостого хода, мА, не более ............... 80
Диапазон рабочих частот, МГц, в пределах которых устанавливается одна частота для конкретного объекта охраны ....................... 140...210
Длительность полного провала напряжения
питающей сети переменного тока, мс, не менее . . 250 Срок службы устройства при круглосуточном
включении датчика, ч, не менее ............. 5000
Вероятность безотказной работы устройства
при риске заказчика в=0,95, не менее ........ 0,99
Помехозащищенность электронного датчика при воздействии внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее ......................... 120
Сопротивление изоляции токоведущих частей
относительно друг друга, МОм, не менее ....... 10
Условия эксплуатации:
температура окружающей среды, С ........ —30...+50
относительная влажность воздуха
при температуре 25 °С, %, не менее ....... 85
атмосферное давление воздуха, мм рт. ст. ..... 200...1000
Габаритные размеры, мм .................. 90х65х45
Гарантийный срок службы, г ................ 1
Конструктивно охранный извещатель «Аргумент-2» выполнен в виде прямоугольника сравнительно небольших размеров, который устанавливается на специальном кронштейне. При использовании рассматриваемого датчика в составе комплексной сторожевой системы предусмотрено применение автоматического дистанционного управления, которое позволяет включать его вторично после срабатывания ИМ звукового или светового оповещения. В этом случае данный извещатель становится дублирующим устройством с автономной передачей радиосигнала на ЦПУ с помощью радиоволн, работающих на выбранной частоте. Если будет вскрыта и заблокирована первая ступень защиты, то данная вторая ступень сработает вторично и предупредит о несанкционированном вторжении в охраняемое помещение.
Проблема охраны закрытых помещений с помощью объемных радиоволновых извещателей решается в полной мере только в том случае, если вся информация приходит на ЦПУ и действует система постоянного наблюдения и отслеживания.
Технические характеристики и основные электрические параметры некоторых типов электронных извещателей, изготавливаемых промышленным способом, приведены в табл. 3.5.
Особую группу датчиков, применяемых в сторожевых и сигнальных устройствах, составляют конечные выключатели, которые используются для коммутации электрических цепей постоянного или переменного тока. Часто применяются малогабаритные кнопки типа КМ, командные кнопки типа КН, кнопочные переключатели типа КП и микропереключатели типа МП.
Основные электрические параметры микропереключателей типа МП при различных видах нагрузки приведены в табл. 3.6.
Малогабаритные кнопочные переключатели типа КМ выпускаются двух типоразмеров: КМ1-1 и КМ2-1, они рассчитаны на эксплуатацию в самых жестких условиях воздействия климатических, механических, биологических и электромагнитных нагрузок. Микропереключатели этого типа обеспечивают коммутацию электрических цепей с активной нагрузкой постоянного тока от 0,0005 до 4 А с напряжением от 0,5 до 30 В и переменного тока частотой 50...400 Гц от 0,0005 до 3 А с напряжением от 0,5 до 250 В. Износостойкость переключателей составляет 10000 циклов переключений из положения «выключено» в положение «включено» и возвращение их в положение «выключено».
Модульные переключатели типов П2К и П2КЛ изготавливаются во всеклиматическом исполнении для эксплуа-
Таблица 3. 5. Основные электрические параметры и технические характеристики электронных извещателей
тации при температуре от —10 до 40 °С, относительной влажности воздуха до 90%, при температуре 25 °С и пониженном атмосферном давлении воздуха до 5 мм рт. ст. Эти переключатели составляются из отдельных ячеек (модулей) с различным числом контактных групп. Изготовляются пять типов модулей с числом контактных групп на переключение 2; 4; 6; 8. Все ячейки переключателя П2К имеют одинаковые размеры, за исключением длины, которая зависит от числа контактных групп. Переключатель П2К может состоять из одной ячейки и в таком виде применяется, как правило, в сторожевых устройствах. Допустимый постоянный ток через контакты при активной нагрузке равен 0, 1 А при напряжении 250 В и 1 А при напряжении 12 В; допустимый переменный ток через контакты равен 0, 2 А при напряжении до 250 В частотой 50 Гц и равен 1, 5 А при напряжении 12 В. Емкость между контактами не превышает 1, 5 пФ; тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 1 МГц — не более 0, 05; сопротивление изоляции постоянному току в нормальных условиях не менее 50 МОм.
К числу переключателей с повышенной износостойкостью, надежностью и долговечностью относятся переключатели типа КМ, которые могут коммутировать электрические цепи постоянного и переменного тока с напряжением от 10 до 50 В и током от 0, 05 до 1, 5 А. Изготавливается командный кнопочный переключатель в виде трех типоразмеров: КН-1 однополюсного включения, КН-2 — двухполюсного включения и КН-П — однополюсного включения—выключения. Износостойкость этих переключателей составляет не менее 15000 циклов переключении.
Микропереключатели типа МП, представленные в табл. 3. 6, являются наиболее часто применяемыми в сторожевых устройствах. Перед установкой этих микропереключателей в качестве датчиков после длительного хранения необходимо произвести их тренировку (не менее 100 циклов). Износостойкость микропереключателей составляет 10 000 циклов переключении. Сопротивление изоляции при нормальных условиях эксплуатации — не менее 1000 МОм. Масса переключателей типов МП1-1, МПЗ-1, МП5 равна 3, 5 г, типов МП9, МП10, МП11 — 2, 7 г, типа MП7 — 0, 8 г, МП 12 — 0, 7 г.
В составе всех электронных и электромеханических сторожевых устройств с автоматическим управлением кроме датчиков и блоков электроники имеются ИМ и узлы. Необходимо заметить, что к процессам управления относятся: приведение в действие устройства (включение, пуск, подключение), прекращение действия (остановка, выключение) и регулирование. При автоматическом управлении сторожевыми устройствами в качестве датчиков используются контактные, автономные, реостатные, электролитические, проволочные, индуктивные, фотоэлектрические датчики, а также датчики температуры.
Также обязательным элементом электрической схемы сторожевого устройства является ИМ, устанавливаемый фактически на механических или электромеханических замках. Наиболее часто применяемыми исполнительными устройствами являются электрические магниты и соленоиды как промышленного, так и самодельного изготовления. Электропитание этих изделий осуществляется, как правило, от источников постоянного тока с низковольтным напряжением и малым потреблением тока. Например, для открывания дверного замка с защелкой может быть рекомендован электромагнит с питанием от выпрямителя постоянного тока 24 В, рассчитанного на ток от 0,25 до 0,5А. На рис. 3.5 приведена конструкция электромагнита, который развивает тяговое усилие не менее 3 кгс при указанных электрических параметрах. Самодельный электромагнит состоит из следующих деталей: 1 — гайка регулировочная; 2 — каркас катушки, состоящий из двух щечек и гильзы, изготавливаемых из гетинакса или пластмассы; 3 — опорный диэлектрический вкладыш-втулка, жестко закрепляемый в отверстии катушки; 4 — обмотка электромагнита (2700 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм, уложенных рядами виток к витку); 5 — пружина возвратная; 6 — шпилька Мб направляющая двусторонняя; 7 — сердечник; 8 — скоба-тяга, служащая для соединения с защелкой механического замка.
Сердечник электромагнита изготавливается из мягкой электротехнической стали марки 3311, 3312 или 3313. Конструкция сердечника определяет форму и размеры каркаса катушки и габаритные размеры электромагнита. Ход сердечника внутри катушки должен быть не менее 18 мм.
На рис. 3.6 дана конструкция тягового электромагнита, изготовленного из трансформатора питания или из дросселя фильтра типа Ш броневой конструкции. Рекомендуется выбрать такой трансформатор или дроссель, у которого магнитопровод выполнен методом шихтования из пластин электротехнической стали типа Ш20Х20. Для того чтобы изготовить тяговый электромагнит, необходимо произвести полную разборку трансформатора и выполнить следующую работу.
1. Из Ш-образных пластин вырезать центральные части магнитопровода, на которые устанавливается катушка с намотанными на нее проводами.
Рис. 3. 5. Конструкция тягового электромагнита с круглым магнитопроводом.
Рис. 3. 6. Конструкция тягового электромагнита, изготовленного из трансформатора типа Ш.
2. Собрать вырезанные части магнитопровода в пакет, скрепив его в двух местах немагнитными заклейнками.
3. Вырезать из стального листа толщиной 2 мм две накладки, контур которых полностью повторяет контур магнитопровода, представляющего собой замкнутый прямоугольник с размерами 80Х70 мм по наружному периметру и 60Х50 по внутреннему. По углам накладок просверлить четыре отверстия диаметром 4,5 мм.
4. Собрать все разрезанные части пластин магнитопровода в пакеты, закрыть их с обеих сторон накладками и скрепить немагнитными заклепками или шпильками.
5. Изготовить новый каркас катушки из гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1 мм, с размерами, обеспечивающими установку катушки внутри магнитопровода. Внутреннее отверстие каркаса должно иметь размеры 20,5Х20,5 мм.
6. Намотать на каркас катушки провод марки ПЭЛ (ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭТВР) диаметром 0,25 мм рядовым способом (виток к витку) в количестве 3000 витков.
7. Закрепить катушку с обмоточным проводом и магнитопровод в единую конструкцию и произвести пропитку изоляционным лаком.
8. Собрать и закрепить якорь электромагнита, как показано на рис. 3.6.
В состав электромагнита входят следующие основные детали конструкции: 1— магнитопровод в сборе; 2 — якорь в сборе; 3 — скоба (2 шт); 4— скоба-тяга, соединяющая якорь с защелкой механического замка; 5 — немагнитная заклепка; 6 — накладка (2 шт); 7 — обмотка электромагнита; 8 — каркас катушки; 9 — немагнитная заклепка.
Таблица 3.6. Основные электрические параметры микропереключателей типа МП
