Железо / 324020

Железо / Безопасность / Раздел 2 / Глава третья. Электронные и электромеханические сторожевые устройства. / 3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект

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 ...... 97Х9-Х52

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.

3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект 3-21.jpg

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

3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект 3-22.jpg

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, МП--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.

3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект 3-23.jpg

Рис. 3. 5. Конструкция тягового электромагнита с круглым магнитопроводом.

3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект 3-24.jpg

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. -акрепить 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

3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект t11.jpg

Железо / Безопасность / Раздел 2 / Глава третья. Электронные и электромеханические сторожевые устройства. / 3.2. Исполнительные устройства и датчики передачи информации о проникновении на охраняемый объект