Конструкторам на этапе создания систем и задания спецификации обору-
дования важно помнить, что правительственные органы большинства стран
ограничивают максимальную мощность выходного сигнала МКВ систем охраны,
чтобы избежать засорения эфира радиопомехами. Ограничивается и рабочая
частота устройства. Для диапазона 3 см типичными рабочими частотами раз-
ных стран являются:
для Франции - 9,900 мегагерц;
для Германии - 9,470 мегагерц;
для Великобритании - 10,687 мегагерц (в помещении);
10,587 мегагерц (на открытом воздухе);
для США - 10,525 мегагерц.
Кроме "Shorrok Security Systems" на создании систем наружной микро-
волновой радарной сигнализации специализируется фирма "Bridgend
Technologies Lid".
Эта фирма выпускает датчики, учитывающие направление перемещения, что
позволяет снизить процент ложных срабатываний от продольных периодичес-
ких колебаний в зоне действия пучка и не реагировать на предельно
большой допплеровский сдвиг частот с целью подавления сигналов от быстро
движущихся птиц и машин. "Bridgend Technologies Ltd" рекомендует также
устанавливать радар достаточно высоко, чтобы он не реагировал на назем-
ные помехи от мелких животных.
Хотя многие другие методы обнаружения дешевле микроволнового, МКВ-де-
текторы незаменимы в зонах высокого риска проникновения, и поэтому в
данном контексте о них не стоит, может быть, говорить так много.
В главе 17 вам встретится ссылка на так называемые комбинированные
устройства при описании инфракрасных систем пассивного действия. Инфрак-
расный пассивный детектор в них сочетается со средствами ультразвуково-
го, микроволнового или микрофонного обнаружения. Для поднятия тревоги
должны сработать оба устройства (см. главу 19).
Темы для обсуждения
Уже упоминалось, что системы сигнализации тоже подвержены веяниям мо-
ды. В особенности это верно для систем пространственного обнаружения,
где соперничают три основных метода - ультразвуковой, микроволновый и
пассивный инфракрасный. Чтобы сделать обоснованный выбор, специалисту
необходимо быть в курсе последних достижений в каждой из этих областей и
следить за появлением иных эффективных методик. Практический опыт специ-
алиста должен сочетаться со знанием цены одного устройства, всей систе-
мы, надежностью обнаружения, риска ложных срабатываний и иных трудноп-
редсказуемых интересов заказчика. При таком количестве переменных вели-
чин единственным практичным путем поиска приемлемой комбинации могла бы
быть организация дискуссионных групп и обобщение их опыта, мыслей и зна-
ний. Подобные дискуссии дадут возможность руководству фирм, производящих
системы сигнализации, нащупать надежную основу дальнейшей работы с уче-
том полезного афоризма - "Стандартизация хороша лишь на время".
ГЛАВА 17
ПАССИВНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
В главе 14 обсуждалось использование активных инфракрасных комплексов
"передатчик - приемник" для создания систем сигнализации. В название был
специально включен термин "активный", чтобы провести границу между уст-
ройствами с источниками инфракрасного излучения и без них. Последние по-
лучили название инфракрасных пассивных детекторов.
Как известно, большинство наиболее полезных для человека открытий бы-
ло сделано случайно. Говорят, что однажды внимательный инженер осматри-
вал сломанную из-за отказа лампы активную систему и вдруг заметил корот-
кий сигнал на выходе приемника, когда напротив прошел его коллега. Точно
не известно, было ли все именно так, или пассивные инфракрасные системы
родились из научного знания о том, что люди сами активно излучают инф-
ракрасный свет в форме тепла. Может быть, два или более исследователя
разными путями пришли к одному и тому же выводу в одно время, и обе ис-
тории содержат долю истины. Можно предполагать подсознательно, что пас-
сивный инфракрасный метод идеален для обнаружения нарушителей.
Возможности и трудности
Если среда, в которой движется нарушитель, той же температуры, что и
его тело, инфракрасные устройства пассивного действия никуда не годятся.
В возможности их широкого применения есть оговорка - удастся или нет
найти эффективный способ измерения разности температур или, по крайней
мере, ее выявления. Я впервые понял важность подобного устройства для
создания систем сигнализации, когда прочитал, что один из американских
изобретателей декларирует возможность при помощи своего прибора обнару-
жить собаку на расстоянии в 100 ярдов. "Не приведи господь", - подумал я
тогда. Ведь речь шла фактически о патентованном генераторе ложных тре-
вог. Тем не менее, я написал ему письмо, но ответа не получил. В тот пе-
риод мне стало ясно, что технологические компоненты удобной в практичес-
ком пользовании пассивной инфракрасной системы сигнализации еще не раз-
работаны. Позже они появились. Особых успехов в их разработке достигли
Германия, США и Великобритания. Трудно гарантировать, но, по-моему, 80-е
годы войдут в историю как период, когда все три системы пространственно-
го обнаружения - ультразвуковые, микроволновые и инфракрасные устройства
пассивного действия - достигли возраста возмужания.
Чувствительные элементы ИК систем
Пользователя, конечно, больше волнует результат. Но все же интересно
отметить, что на путях прогресса различные страны отдают предпочтение
разным светочувствительным материалам инфракрасного диапазона. В Герма-
нии используется танталит лития, а в Великобритании - керамика на свин-
цово-циркониево-титановой основе. Сравнительно недавно американская фир-
ма "Pennwalt Corporation" разработала пьезоэлектрическую пленку "Купаг".
В пассивных инфракрасных детекторах этот материал используется, потому
что он обладает не только пьезоэлектрическим, но и фотоэлектрическим ка-
чествами.
Чтобы прибор обладал достаточной различающей способностью, в его инф-
ракрасный "глаз" должен поступать не постоянный, а переменный по мощнос-
ти поток энергии. К счастью для создателей систем охраны, нарушитель
достаточно быстро меняет характер этого потока теплом своего тела. Кроме
того, для воздействия на чувствительный элемент энергию надо несколько
сфокусировать. К сожалению, стекло - далеко не лучший проводник инфрак-
расных лучей, и обычные линзы для фокусировки не подойдут. Надо искать
что-то иное.
Фокусирующие элементы
Чтобы преодолеть ограничения, налагаемые свойствами обычных оптичес-
ких линз, используется два метода. Вопервых, применяются зеркала. Чита-
тели наверняка помнят " комнаты смеха" в парках отдыха. Там были уста-
новлены искажающие или так называемые "кривые" зеркала. Одно такое зер-
кало может отразить высокого и худого нарушителя как маленького и толс-
того. А второе зеркало сожмет этот образ в точку, если зеркала установ-
лены под верным углом друг к другу. Это значит, что он сфокусирован.
При всей своей эффективности зеркальная фокусировка - метод недоста-
точно гибкий и пригоден только лишь для создания очень малого числа кон-
фигураций зон перекрытия. Потребность в гибкой методике привела к тому,
что многие службы безопасности приняли на вооружение линзы Френеля. Вы,
наверное, видели их в прожекторах и на маяках, а также в видоискателях
зеркальных фотокамер.
Какой бы тип линз не использовался, при прохождении через них мощ-
ность пучка будет падать. Соответственно, снизится и чувствительность
прибора. Пунктир на рисунке показывает, насколько толстой была бы обыч-
ная выпуклая линза. Использование ступенчатой френелевской линзы снижает
толщину стекла и потери энергии во много раз. Кроме того, эффективность
линзы и точность фокусирования могут быть достигнуты заменой стекла на
пластмассу. Вот пример гибкости возможного конструирования: фирма
"Chartland Electronics Ltd" выпускает пластмассовую линзу размером 50х40
мм, способную заменить индивидуальные линзы для 24 раздельных пучков
ИК-излучения.
Одно-, двух- и четырехэлементные ИК-детекторы
Ранние модели инфракрасных детекторов пассивного действия, как прави-
ло, использовали один пироэлектрический чувствительный элемент в каждом
детекторном комплексе. Вскоре практика дала ответ на двойной вопрос:
"Работает ли система? Можно ли ее вывести из строя?" Оказалось, что при
всех достоинствах прибора как детектора, он излишне склонен давать лож-
ные срабатывания. Ответом на это затруднение стало создание двухэлемент-
ных детекторов. Один из элементов генерирует позитивное напряжение при
воздействии тепла, другой - негативное, они включены в цепь параллельно,
поодиночке или блоками, и при воздействии теплового излучения на оба
элемента вырабатываемый ток взаимпогашается, не вызывая сигнала тревоги.
Сочетание линз и детекторов должно быть таким, чтобы тепло от нарушителя
воздействовало лишь на один чувствительный элемент, который, в свою оче-
редь, выработает ток для подачи тревоги. А вот изменения в температуре
окружающей среды, звуковой шум и солнечный свет должны действовать на
оба элемента сразу и при этом взаимопогашаться.
Возможны одно-, двух- и четырехэлементные детекторы. Сравнивая их ус-
тойчивость к ложным срабатываниям, стоит отметить, что пассивные инфрак-
расные (ПИК) детекторы реагируют на движение "поперек шерсти", то есть
прямых, сходящихся в точке приема, а ультразвуковые и микроволновые
допплеровские датчики - на приближение и удаление от прибора.
Двухэлементный детектор хорош, но вероятность ложных тревог все же
остается. Поэтому появились четырехэлементные приборы. Например, разра-
ботанный фирмой "Pulnix" прибор "Quad Element Detector" сочетает в себе
две пары пироэлектрических элементов. Выходные сигналы обеих пар посту-
пают в блок обработки сигналов, который подает тревогу лишь после превы-
шения обоими некоторого порогового значения.
Фирма "Racal Guardall" также разработала четырехэлементную систему
"Type DX20:20" на базе пироэлектрических элементов фирмы "Philips". За
счет обработки последовательности сгенерированных, сигналов на детекто-
рах, микропроцессор различает человека, пересекающего охраняемую зону, и
источник тревоги. Однако все вышеперечисленные ухищрения не помогут, ес-
ли у злоумышленника или его сообщника есть возможности вывести ПИК-де-
тектор из строя в рабочее время. ПИК-устройства мало используются в зо-
нах высокого риска из за мнения о том, что перекрытие зоны обзора слиш-
ком легко выводит их из строя. Существуют варианты установки детекторов,
которые затрудняют завешивание их маскирующими материалами, и в этом
плане очень выгодно их размещение на потолках. Тем не менее, даже там их
можно опрыскать маскирующим веществом, при условии, что преступнику
удастся сделать это незаметно.
Чтобы ПИК-системы могли достойно конкурировать с допплеровскими
ультразвуковыми и микроволновыми детекторами, усилия разработчиков были
сконцентрированы на решении проблемы борьбы с маскировкой. "Pulnix
"встроил в приборы серии РА 5020/5045 (четырехэлементные) так называемые
детекторы ослепления, которые и распознают маскировку.
Области применения ПИК-систем сигнализации
Наиболее подходящие области применения обусловлены природой различных
зон перекрытия, получаемых с помощью френелевских линз. Если вытянуть
руку ладонью вниз и развести пальцы, то можно наглядно представить себе
наиболее распространенную форму такой зоны.
Угол охвата в принципе может быть любым - от нескольких градусов до
180 градусов при установке на стене и полного кругового обзора, доступ-
ного потолочному датчику. Другой вариант - пальцеобразная зона, ориенти-
рованную в вертикальной плоскости для слежения за полом. Некоторые моде-
ли имеют дополнительно зону обзора, расположенную вертикально вниз по
