Универсальное емкостное средство обнаружения "Ромб-12МП"

Предметы, поверхности или участки периметров могут быть под контролем емкостного средства обнаружения (ЕСО) "Ромб-12МП". Имея наработку на ложное срабатывание не менее 2000 ч и автоматическую балансировку чувствительного элемента, устройство обеспечивает надежную защиту и экономию затрат на объектовые системы охраны
Владимир Хотеенков
Начальник отдела ФГУП СНПО "Элерон", к.т.н.

С 2012 г. ФГУП "СНПО "Элерон" начало выпуск модернизированного универсального емкостного средства обнаружения "Ромб-12МП", которое предназначено для охраны как помещений, так и периметров защищаемых объектов.

Принцип работы

"Ромб-12МП" реагирует на изменение емкости между подключенными к нему электропроводными изолированными предметами и "землей". Имеет два канала обнаружения.

1. Один канал обнаружения ("чувствительный") образует объемную зону чувствительности и служит для блокирования окон, дверных проемов и отдельных предметов, таких как статуи, картины и т.п.

2. Второй канал обнаружения ("грубый") реагирует на подход или касание электропроводных объектов охраны, таких как сейфы, стеллажи, защитные козырьки, емкостные сигнализационные заграждения, незаземленные решетки на окнах и т.п.

Принцип обнаружения

Емкостной принцип обнаружения основан на регистрации изменения емкости между "землей" и чувствительным элементом (ЧЭ) при приближении или касании его нарушителем. В качестве "земли" используются любые проводящие предметы либо поверхности, соединенные с очагом заземления, в том числе и естественная почва. В качестве ЧЭ применяются любые проводящие предметы или поверхности, изолированные от "земли", например сейфы, стеллажи, защитные и сигнализационные козырьки, незаземленные решетки на окнах, электропроводные покрытия (в том числе на стекле, периметральные емкостные ЧЭ, автомобили и т.п.).


Для охраны окон, дверных проемов и отдельных предметов (статуи, картины и пр.) применяются также размещенные по контуру охраняемого предмета или рядом тонкие провода, фольга и т.п.

В качестве периметральных емкостных ЧЭ могут использоваться, например, разработанные ФГУП "СНПО "Элерон" сигнализационные заграждения ("Ярус", "Ярус-01", "Ярус-АКЛ") или аналогичные по конструкции.

Универсальность

"Ромб-12МП" является универсальным средством обнаружения, которое предназначено для оборудования как помещений, так и периметров. Это достигается наличием двух независимых каналов обнаружения, объединенных выходным реле сигнала тревоги.


В каждом канале обнаружения есть свой регулятор чувствительности, обеспечивающий надежное срабатывание "Ромб-12МП" для конкретной конфигурации чувствительного элемента (ЧЭ). Первый канал обнаружения имеет в 10 раз большую чувствительность, чем второй.


Для подключения ЧЭ в каждом канале предусмотрено по два входа (Вх1, Вх2 – для "чувствительного канала" и Вх3, Вх4 – для "грубого"). Эти входы являются дифференциальными и образуют плечи измерительного моста. То есть "Ромб-12МП" регистрирует разность изменений емкостей предметов, подключенных, например, к Вх1 и Вх2. Аналогично выполнены Вх3, Вх4. Два канала обнаружения ("чувствительный" и "грубый") с независимой регулировкой чувствительности позволяют реализовывать на одном приборе две зоны обнаружения разных размеров (скажем, широкую и узкую).

Автоматическая балансировка чувствительного элемента

В емкостных средствах обнаружения, предшественниках "Ромб-12МП", существует жесткое ограничение по разности емкостей, подключаемых к дифференциальному входу канала обнаружения. Как правило, допустимая разность между емкостями флангов ЧЭ не должна превышать 5%.

На сопротивление утечек в изоляторах ЧЭ также накладываются жесткие ограничения: они должны составлять для флангов ЧЭ не менее нескольких десятков кОм, причем разность их проводимостей не должна превышать 5%.

Для устранения такого ограничения в "Ромб-12МП" измерение емкости производится под управлением микропроцессора посредством измерительного трансформаторного моста с автоматической балансировкой емкостной и активной составляющей величины разбаланса плеч.

Условия эксплуатации

Допускается:

  • диапазон рабочих температур от - 55 до +70 °С;
  • относительная влажность воздуха до 98%;
  • воздействие конденсированных осадков, соляного тумана и пониженного атмосферного давления при авиатранспортировке.

При подключении к периметральным емкостным чувствительным элементам, разработанным ФГУП "СНПО "Элерон" или аналогичным по конструкции, "Ромб-12МП" работоспособен, в частности, в следующих условиях:

  • дождь с интенсивностью до 40 мм/ч;
  • снег с интенсивностью в пересчете на воду до 10 мм/ч;
  • ветер со скоростью до 30 м/с;
  • иней, роса, гололед;
  • посадка на периметральный ЧЭ стаи птиц;
  • расстояние от периметрального ЧЭ до крон деревьев не менее 1 м;
  • проходы групп людей на расстоянии не менее 1 м от периметрального ЧЭ;
  • движение транспорта на расстоянии не менее 3 м от периметрального ЧЭ.

При использовании вне помещений "Ромб-12МП" должен размещаться в участковом шкафу или защитном кожухе.

Наработка на ложное срабатывание

Наработка на ложное срабатывание "Ромб-12МП" по результатам государственных испытаний составляет не менее 2000 ч.

Этот же результат подтверждается сертификационными испытаниями "Ромб-12МП" на 250-метровом участке сигнализационного заграждения, включенного в одно плечо, проводимыми с апреля по декабрь 2011 г. на полигоне сертификационного центра МСУЦ в г. Обнинске. Несмотря на обилие неблагоприятных условий (грозы, ливни, шквалистый ветер, параллельно расположенная электрифицированная железная дорога в 100 м), не было зарегистрировано ни одного ложного срабатывания. Результаты почти годичной эксплуатации "Ромб-12МП" на 30 участках в районе Сочи (из них 12 находятся в горах на высоте 1700 м) приведены в статье "2000 часов наработки на ложное срабатывание – миф или реальность?", опубликованной в журнале "Системы безопасности" № 6/2011. В указанные периоды эксплуатации происходили грозы, ливни с интенсивностью свыше 40 мм/ч, ветер с порывами свыше 30 м/с. Выпадал снег толщиной более 2 м. Но даже в таких условиях не было зарегистрировано ни одного ложного срабатывания "Ромб12-МП". Причем чувствительность емкостного средства обнаружения в соответствии с руководством по эксплуатации устанавливалась на срабатывание при касании емкостного чувствительного элемента ладонью в диэлектрической перчатке и регулярно проверялась, в том числе в зимний период.

Однофланговое подключение

Традиционные емкостные средства обнаружения требуют, чтобы плечи емкостного ЧЭ имели примерно одинаковые значения емкостей и сопротивлений утечек изоляторов и подключались к дифференциальным входам. Это существенно усложняет работу проектировщиков и приводит к необходимости привязывать местоположение участкового шкафа к центральной опоре. Кроме того, приходится принимать специальные меры конструктивного характера, чтобы компенсировать уменьшение сигналов при преодолении ЧЭ в районе центральной опоры.

Возможность однофлангового подключения ЧЭ устраняет указанную проблему центральной опоры и позволяет в одном участковом шкафу размещать аппаратуру сразу для двух соседних участков, обеспечивая значительную экономию за счет уменьшения числа участковых шкафов. Однако возникает вопрос – не ухудшает ли однофланговое включение ЧЭ помехоустойчивость ЕСО. Ведь при двухфланговом дифференциальном включении ЧЭ помехи, одинаково и одновременно воздействующие на обе части ЧЭ, вычитаются. Но на практике такие помехи встречаются довольно редко. Действительно, в начале дождя намокание изоляторов происходит в соответствии с движением дождевого фронта, который далеко не всегда движется параллельно ЧЭ.

В результате сначала происходит намокание одного фланга, а потом другого, и вычитание помеховых сигналов если и происходит, то совсем не в той степени, как хотелось бы. То же самое можно сказать о влиянии близко стоящих деревьев, которые качаются на разных флангах не одновременно. Влияние ЛЭП также подавляется далеко не всегда, если только ЛЭП не проходит параллельно ЧЭ. Поэтому в общем случае двухфланговое включение ЧЭ не играет такой большой роли в повышении помехоустойчивости к дестабилизирующим факторам, как принято думать.

Подтверждением приведенных соображений служат результаты испытаний в течение года на 125-метровом участке, включенном в одно плечо, в непосредственной близости от ЛЭП-500. За время испытаний не было зарегистрировано ни одного ложного срабатывания

Достоинства

1. Допустимая суммарная емкость ЧЭ, подключаемая к средству, достигает 42 000 пФ, включая до 100 м соединительного кабеля, что обеспечивает возможность подключения до 50 больших сейфов или до 500 м периметрального емкостного ЧЭ. 2. Допустимая разность емкостей плеч (флангов) ЧЭ в настоящее время достигает 10 000 пФ, что соответствует 250 м емкостного периметрального ЧЭ. Для изделий выпуска до 2011 г. эти цифры составляют соответственно 5000 пФ и 125 м.

3. Сохраняет работоспособность при падении сопротивления изоляторов ЧЭ относительно "земли" до 300 Ом. Для изделий выпуска до 2011 г. минимальное сопротивление 1 кОм.

4. Допускает использование в качестве ЧЭ незаземленных решеток на окнах зданий без специальных изоляторов.

5. Возможно однофланговое подключение ЧЭ, что позволяет размещать в одном шкафу приборы от двух соседних участков, обеспечивая существенную экономию на участковых шкафах и устраняя известную проблему центральной опоры.