Магнитометрические средства обнаружения овд реферат

Обновлено: 30.06.2024

Периметровые технические средства обнаружения.

Многообразие типов и промышленных образцов периметровых технических средств обнаружения ставит перед руководством объекта и служб безопасности вопрос их правильного выбора на основании предъявляемых к обеспечению безопасности требований и условий на конкретном объекте. Часто подрядчик, осуществляющий проектирование и монтаж систем охраны, склонен предлагать только известные ему типы и образцы ТСО. Но не всегда предлагаемые средства могут соответствовать требованиям руководства объекта, исходя из моделей угроз нарушителей. Поэтому руководителям необходимо иметь полную информацию об этих средствах. ПериметровыеТСО базируются на самых разных физических принципах и типах чувствительных элементов (ЧЭ), воспринимающих воздействие нарушителей при пересечении их чувствительных зон (43). Они могут относиться к одному из двух основных видов. При выборе периметровых ТСО необходимо принимать во внимание:

• тактику защиты периметра;

• условия в периметровой зоне объекта:

• способы возможных действий учитываемых категорий нарушителей;

• финансовые возможности заказчика.

1. Тактика защиты периметра

Тактика защиты периметра может быть открытой и скрытной.

Открытая тактика предполагает отсутствие специальных мер по скрытности размещения ТСО. При этом используются средства, имеющие характерные визуально распознаваемые чувствительные элементы. Для заградитель ных ТСО – это специальные конструкции полотна или козырька ограждения, закрепленные на полотне ограждения или козырька, кабели и датчики, соединительные коробки. Для других ТСО – это характерные стойки приемопередатчиков, система проводов и т.д. При открытой тактике защиты потенциальный нарушитель видит, что периметр хорошо укреплен, и может отказаться от подготовки и выполнения своей акции. "Целеустремленный" же нарушитель, естественно, будет пытаться обойти чувствительные зоны ТСО. Скрытная тактика требует применения ТСО, у которых чувствительные элементы либо открыто не видны, либо замаскированы под местные предметы. Наибольшую скрытность обеспечивают пассивные ТСО без характерных излучений в пространство, которые могут быть обнаружены специальными приборами. Конечно, при выборе данной тактики следует учитывать сложность обеспечения скрытности ТСО на периметре, связанную с большей, как правило, стоимостью скрытных ТСО и с дополнительными, часто весьма существенными, затратами на маскировку ТСО. а также с необходимостью принятия организационных и других мер для исключения утечки информации от персонала объекта, которая сведет на нет все меры по скрытности ТСО.

Табл.1.Типы периметровых ТСО

Физический принцип действия

Тип чувствительного элемента

Воспринимаемое воздействие нарушителей

Натянутые проволочные нити с концевыми датчиками положения и (или) натяжения, в опорах ограждения, стойках и проч.

Раздвижение нитей, их обрыв или перекусывание

Система встроенных, натянутых междуопорами или приклеенных на полотно ограждения проводов или микропроводов

1. Кабельные датчики вибраций, закрепляемые на полотне ограждения (трибоэлектрические, оптоволоконные, магнитострикционные и др.)

Колебания полотна ограждения при перелезании или проделывании отверстия

2. Система соединенных в косу и закрепленных на полотне ограждения точечных датчиков вибраций (ртутные переключатели, электромагнитные, пьезоэлектрические и др.)

3. Система проводов, образующая чувствительный к вибрации и перемещению проводов в магнитном поле земли элемент

1. Декоративный металлический козырек на ограждении

Изменение емкости антенной системы ЧЭ, изолированного от земли, при приближении к ней или касании нарушителя

2. Сетчатый козырек

3. Козырек из натянутых проводов

4. Специальное сетчатое полотно ограждения

Система натянутых между опорами ограждения проводов, образующих индуктивную петлю

Изменение индуктивности петли ЧЭ при раздвижении, обрыве или разрезании проводов

Разнесенные передатчик и приемник СВЧ-излучения

Изменение уровня принимаемого приемником сигнала из-за движения нарушителя между передатчиком и приемником

Специальная система параллельных проводов, по которым осуществляется приемопередача излучения в определенном диапазоне волн

Изменение уровня принимаемого сигнала из-за движения нарушителя вблизи от системы проводов

Специальная система проводов, образующая чувствительный к изменению магнитного поля при перемещении через нее металлических предметов элемент

Изменение уровня магнитометрического сигнала нашходеЧЭприперемещении вблизи ЧЭ нарушителей

1. Соединенная в косы система сейсмических (геофонных) датчиков (электродинамических, пьезоэлектрических и др.), установленная в грунте

Сейсмические колебания почвы, вызываемые человеком при движении

2. Чувствительные к сейсмическим колебаниям почвы кабельные датчики (шланговые с незамерзающей жидкостью, электретные, оптоволоконные, магнитострикционные и др.)

Линии вытекающей волны

Система передающих и приемных коаксиальных кабелей со специальной системой отверстий в экранирующей внешней оплетке, установленная вгрунтеилинаограждении.стеиеит.п.

Изменения электромагнитного поля в системе кабелей ЧЭ, вызываемые человеком при пересечении рубежа

Разнесенные передатчик (передатчики) и приемник (приемники), формирующие луч излучения а инфракрасном диапазоне

Прерывание лучей, вызванное появлением человека

ИК (инфракрас-ный) пассивный

Приемник или система приемников теплового (ИК) излучения

Изменение уровня сигнала на приемнике вследствие теплового контраста человека, двигающегося в полезрения приемника

Изменения в изображении, формируемом телекамерой, при движении человека в поле зрения

Здесь: 3 – типы ТСО только с исполнением заградительного вида; НЗ – типы ТСО только с исполнением незаградительного вида; З/НЗ – типы ТСО с исполнением как заградительного, так и незаградительного вида.

2. Условия установки ТСО в периметровой зоне.

Различают две группы условий установки ТСО в периметровой зоне:

1) условия, определяющие возможность установки определенных типов и образцов ТСО:

2) условия, влияющие на устойчивость ТСО к ложным тревогам. Первая группа условий характеризуется:

•наличием или возможностью сооружения внешнего капитального ограждения объекта:

•наличием или возможностью выделения отчужденной зоны размещения ТСО на периметре объекта и допустимой шириной такой зоны;

•конфигурацией периметровой зоны: количеством и размерами прямолинейных участков;

• рельефом местности на участках периметра: наличием и величиной уклонов и не ровностей, возможностью планировки и выравнивания участков;

•наличием в периметровой зоне растительности: деревьев, кустарников и высокой травы (с данными о плотности и высоте растительности), возможностью ее удаления полностью или частично, а также организацией периодических работ по расчистке зоны.

Здесь специально не рассматриваются очевидные аспекты учета ограничений на климатическое исполнение образцов ТСО, которые существенны для объектов, размещенных в особых климатических зонах. Эти условия при выборе ТСО носят характер первичных ограничений. Факторы и характеризующие их данные удобно представлять в виде таблиц с графами "Условие" и "Характеристики", причем в одну таблицу занести данные, обобщенные для всей периметровой зоны объекта, в другую данные по каждому из участков периметра. Вторая группа условий характеризуется:

• возможной частотой проявления ветровых возмущений, средней и максимальной скоростью ветра и его порывов, преобладающими направлениями ветров;

•возможной частотой появления дождя, снега и их средней и максимальной интенсивностью;

• возможной частотой появления густых туманов;

• наличием в окрестности объекта и возможностью появления в периметровой зоне: крупных животных (коровы, лося), средних животных (крупной собаки, кабана), мелких животных (лисы, зайца), а также частотой таких появлений;

•наличием в районе объекта и возможной частотой появления и пролета в периметровой зоне ТСО мелких и средних птиц;

•наличием вблизи периметровой зоны источников сейсмических возмущений: работающих механизмов, автомобильных и железных дорог и проч.;

•наличием вблизи периметровой зоны источников электромагнитных помех: линий электропередач, мощных радиостанций, электроустановок и проч.

Наличие внешнего капитального ограждения создает возможность использования в качестве первого внешнего рубежа защиты заградительного ТСО. При этом необходимо уточнить тип имеющегося или возможного для сооружения на периметре объекта ограждения: кирпичное, из бетонных плит или кольчужной сетки. Учитывая, что посторонние люди имеют свободный доступ к внешнему ограждению и могут воздействовать на него без цели его преодоления, вызывая ложные срабатывания ТСО, целесообразно использовать на внешнем ограждении ТСО с козырьковыми вариантами ЧЭ. При этом доступ случайных лиц к ЧЭ должен быть затруднен. Возможен вариант использования ТСО, блокирующего внутреннюю зону сразу за ограждением.

Применение внешнего капитального ограждения, не оснащенного ТСО, с точки зрения охраны не имеет большого смысла, так как позволяет нарушителю сколь угодно долго готовить и осуществлять преодоление физического барьера с применением любых подручных и специальных средств и способов.

3. Элементы блокирования и задержки нарушителей.

Вообще все физические барьеры можно подразделить на элементы блокирования и элементы задержки нарушителей. Элементом блокирования является барьер, исключающий проникновение нарушителей рассматриваемых ниже категорий. Например, стационарные противотаранные заграждения типа бетонных блоков исключают возможность преодоления его нарушителями на транспортных средствах. Капитальная стена здания, помещения исключает возможность проникновения нарушителей, не использующих способы и средства разрушения стен. Ограждение периметра является элементом задержки нарушителя, поэтому он должен быть оборудован средством обнаружения, иначе ограждение будет играть только роль обозначения границы объекта и преграды для посторонних лиц и животных. Пассивные внешние ограждения требуют дополнительных затрат, поэтому целесообразны в основном на особо важных объектах. По результатам анализа внешнего ограждения и периметровой зоны возможного размещения ТСО определяются варианты периметрового комплекса ТСО: необходимое количество рубежей обнаружения, виды и типы ТСО для каждого рубежа.

4. Модели нарушителя.

Способы возможных действий учитываемых категорий нарушителей определяются в модели нарушителя, которая должна формироваться для каждого объекта. Такие модели разрабатываются специалистами службы безопасности, привлекающей при необходимости представителей МВД и ФСБ, и обязательно должны утверждаться руководителями объекта или вышестоящей по подчиненности организации. В модели определяются:

• цели, которые могут преследовать нарушители каждой категории:

• характер их осведомленности:

Кроме того, в модели должен быть определен максимально полный перечень возможных вариантов способов действий нарушителей на каждом этапе совершения акции. в том числе и способы преодоления рубежей периметровых ТСО, при которых должны обнаруживаться нарушители.

5. Функциональные характеристики периметровых ТСО.

Основными функциональными характеристиками периметровых ТСО являются надежность обнаружения нарушителей и устойчивость к ложным тревогам (ЛТ). Именно по функциональным критериям следует в первую очередь осуществлять сравнение и выбор типов и образцов ТСО. Количественные показатели для функциональных критериев – это вероятность обнару жения нарушителей и частота ложных тревог. Показатели вероятности обнаружения и частоты ложных тревог находятся в прямой зависимости: повышение вероятности обнаружения конкретного образца ТСО достигается снижением порога обнаружения полезных сигналов на фоне помех, что приводит к повышению частоты ложных тревог. И наоборот, снижение частоты ложных тревог приводит к уменьшению вероятности обнаружения. Как показали исследования и практика, на вероятность обнаружения нарушителей конкретным типом ТСО влияет в первую очередь способ его преодоления нарушителями, а на частоту ложных тревог ТСО – вид возмущающего внешнего фактора, оказывающего воздействие на ЧЭ и формирование помехового сигнала. Добиться улучшения этих показателей или одного из них при фиксированном значении другого потенциально можно реализацией сложных алгоритмов обработки сигналов, осуществляющих распознавание полезных сигналов на фоне помех (анализ тонкой структуры сигналов). С одной стороны, многовариантность нарушителей и характера их действий при преодолении ТСО, а следовательно, и форм полезных сигналов на выходе ЧЭ, с другой – не менее огромное разнообразие и нерегулярность помеховых воздействий на ЧЭ как природного, так и искусственного проис хождения делают проблему создания ТСО с двумя высокими функциональными показателями весьма сложной. На сегодня решение этой проблемы для конкретных типов ТСО остается предметом исследований и разработок.

Выбор ТСО может осуществляться поэтапно: на 1-м этапе – по типам ТСО и на 2-м этапе по образцам ТСО, имеющимся на рынке. В данной статье рассматривается процедура выбора по типам ТСО как методический пример. Аналогичная процедура может использоваться и для выбора по образцам. Выбор по типам предполагает справедливость принятия допущения, что вероятность обнаружения нарушителей для определенного типа ТСО связана с видом способа преодоления ТСО нарушителем, а частота ложных тревог – с видом возмущающего внешнего фактора. Такое допущение, в частности, используется в широко применяемых за рубежом компьютерных моделях анализа уязвимости объектов.

7. Потенциалы обнаружения нарушителей и ложных тревог.

Для выбора подходящих для объекта типов ТСО удобно использовать качественные балльные оценки показателей надежности обнаружения и устойчивости к ложным тревогам, которые назовем соответственно потенциалом обнаружения и потенциалом ложных тревог. Для надежности обнаружения используем следующие градации вероятности обнаружения:

• 5 – очень высокая (на уровне 0,98 и выше):

• 4 – высокая (на уровне 0,95):

• 3 – средняя (на уровне 0,9):

• 2 – ниже средней (на уровне 0,7-0,8);

•1 – низкая (ниже 0,7).

Аналогичные градации используются и для частоты ложных тревог (без уточнения конкретных уровней):

Магнитометрические средства обнаружения предназначены для регистрации факта проноса в их чувствительной зоне предметов, выполненных из металлов или их сплавов.

1. Виды магнитометрических СО, принципы их действия

МСО различают по физическим принципам действия, заложенным в основу построения средств обнаружения, как то:

- с использованием эффекта переизлучения сигнала;

- с использованием эффекта биения частоты;

- с использованием эффекта самоиндукции;

- с использованием эффекта локального искажения магнитного поля Земли.

Рассмотрим кратко физическую суть изложенных принципов.

СО с использованием эффекта переизлучения сигнала. СОП содержит две катушки - передающую и приемную. На передающую катушку подается опорный сигнал, частота и амплитуда которого постоянны во времени. Посредством передающей катушки этот сигнал излучается в окружающую среду. За счет явления самоиндукции во встреченном на пути сигнала проводящем предмете наводится ЭДС, которая в свою очередь вызывает излучение этим предметом "вторичного" поля, т.е. имеет место переизлучение сигнала.

Переизлученный сигнал принимается приемной катушкой СОП. Для ослабления эффекта прямого наведения ЭДС на приемную катушку от передающей, катушки располагают под углом друг к другу или даже разносят в пространстве.

Данное МСО обладает селективностью - четко выраженной способностью различать объекты, изготовленные из различных металлов и сплавов, по фазе отраженного сигнала за счет оптимизации выбора частоты сигнала излучающей катушки.

Уровень сигнала, наводимого в приемной катушке, обратно пропорционален 6-7-й степени расстояния до обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния от приемной катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала U в приемной катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Uiбудет находиться в пределах:


СОП имеет четко выраженную диаграмму направленности. За счет этого он теоретически обладает максимальной помехоустойчивостью по сравнению с другими типами СО аналогичного назначения.

Схема применяется в подавляющем большинстве зарубежных СО. Обладает свойством обнаруживать объекты с минимальными размерами по сравнению с другими СО.

СО с использованием эффекта переизлучения сигнала, содержащее одну катушку индуктивности для передачи и приема сигналов. Это частный случай СОП. СОИН содержит только одну катушку индуктивности, возбуждаемую переменным током. При приближении катушки к металлическому предмету появляется переизлученный сигнал, который наводит в ней дополнительную ЭДС.

Уровень сигнала, наводимого в катушке, обратно пропорционален 6-й степени расстояния до обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния от катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала U в катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Uiсоставит:


СОИН сочетают в себе чувствительность и селективность к металлам СОП и простоту конструкции СОБ, который будет рассмотрен ниже. Недостаток - необходимость компенсации изменения параметров катушки индуктивности от температуры, так как в принципе действия СОИН заложено не только реагирование на полезный отраженный сигнал, но и на любое изменение параметров чувствительного элемента.

СО с использованием эффекта биения частоты. СОБ содержит два генератора, частоты которых при отсутствии внешних дестабилизирующих факторов равны.

Генераторы отличаются друг от друга тем, что частота первого стабильна и не зависит от внешних дестабилизирующих факторов, а частота второго может меняться.

Частоты генераторов поступают на устройство сравнения, выделяющее разностную частоту. Сигнал на выходе устройства появляется только в случае неравенства частот и он тем выше, чем больше это неравенство.

Изменение частоты второго генератора происходит за счет изменения параметров колебательного контура, определяющего частоту настройки генератора. Индуктивность колебательного контура может меняться за счет приближения последнего к металлическому предмету.

Таким образом, при отсутствии металла частоты генераторов равны и разностный сигнал равен нулю. Наличие металла приводит к перестройке контура не стабильного по частоте генератора и появлению разностного сигнала.

Уровень разностного сигнала обратно пропорционален 6-й степени расстояния от обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Uiсоставит:


По сравнению с другими типами МСО, СОБ обладает малой дальностью обнаружения вследствие эффекта паразитной синхронизации. Селекция по металлам отсутствует.

Рассмотренный принцип действия СО широко использовался в первых промышленных моделях миноискателей.

Магнитометрические средства обнаружения предназначены для регистрации факта проноса в их чувствительной зоне предметов, выполненных из металлов или их сплавов.

1. Виды магнитометрических СО, принципы их действия

МСО различают по физическим принципам действия, заложенным в основу построения средств обнаружения, как то:

- с использованием эффекта переизлучения сигнала;

- с использованием эффекта биения частоты;

- с использованием эффекта самоиндукции;

- с использованием эффекта локального искажения магнитного поля Земли.

Рассмотрим кратко физическую суть изложенных принципов.

СО с использованием эффекта переизлучения сигнала. СОП содержит две катушки - передающую и приемную. На передающую катушку подается опорный сигнал, частота и амплитуда которого постоянны во времени. Посредством передающей катушки этот сигнал излучается в окружающую среду. За счет явления самоиндукции во встреченном на пути сигнала проводящем предмете наводится ЭДС, которая в свою очередь вызывает излучение этим предметом "вторичного" поля, т.е. имеет место переизлучение сигнала.

Переизлученный сигнал принимается приемной катушкой СОП. Для ослабления эффекта прямого наведения ЭДС на приемную катушку от передающей, катушки располагают под углом друг к другу или даже разносят в пространстве.

Данное МСО обладает селективностью - четко выраженной способностью различать объекты, изготовленные из различных металлов и сплавов, по фазе отраженного сигнала за счет оптимизации выбора частоты сигнала излучающей катушки.

Уровень сигнала, наводимого в приемной катушке, обратно пропорционален 6-7-й степени расстояния до обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния от приемной катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала U в приемной катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Ui будет находиться в пределах:


СОП имеет четко выраженную диаграмму направленности. За счет этого он теоретически обладает максимальной помехоустойчивостью по сравнению с другими типами СО аналогичного назначения.

Схема применяется в подавляющем большинстве зарубежных СО. Обладает свойством обнаруживать объекты с минимальными размерами по сравнению с другими СО.

СО с использованием эффекта переизлучения сигнала, содержащее одну катушку индуктивности для передачи и приема сигналов. Это частный случай СОП. СОИН содержит только одну катушку индуктивности, возбуждаемую переменным током. При приближении катушки к металлическому предмету появляется переизлученный сигнал, который наводит в ней дополнительную ЭДС.

Уровень сигнала, наводимого в катушке, обратно пропорционален 6-й степени расстояния до обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния от катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала U в катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Ui составит:


СОИН сочетают в себе чувствительность и селективность к металлам СОП и простоту конструкции СОБ, который будет рассмотрен ниже. Недостаток - необходимость компенсации изменения параметров катушки индуктивности от температуры, так как в принципе действия СОИН заложено не только реагирование на полезный отраженный сигнал, но и на любое изменение параметров чувствительного элемента.

СО с использованием эффекта биения частоты. СОБ содержит два генератора, частоты которых при отсутствии внешних дестабилизирующих факторов равны.

Генераторы отличаются друг от друга тем, что частота первого стабильна и не зависит от внешних дестабилизирующих факторов, а частота второго может меняться.

Частоты генераторов поступают на устройство сравнения, выделяющее разностную частоту. Сигнал на выходе устройства появляется только в случае неравенства частот и он тем выше, чем больше это неравенство.

Изменение частоты второго генератора происходит за счет изменения параметров колебательного контура, определяющего частоту настройки генератора. Индуктивность колебательного контура может меняться за счет приближения последнего к металлическому предмету.

Таким образом, при отсутствии металла частоты генераторов равны и разностный сигнал равен нулю. Наличие металла приводит к перестройке контура не стабильного по частоте генератора и появлению разностного сигнала.

Уровень разностного сигнала обратно пропорционален 6-й степени расстояния от обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина Ui составит:


По сравнению с другими типами МСО, СОБ обладает малой дальностью обнаружения вследствие эффекта паразитной синхронизации. Селекция по металлам отсутствует.

Рассмотренный принцип действия СО широко использовался в первых промышленных моделях миноискателей.

СО с использованием эффекта самоиндукции. Принцип действия СОИМ похож на СОП. Отличие заключается в том, что в СОП сигнал излучается и принимается непрерывно, например, в виде импульсной последовательности, а в СОИМ - в виде одиночных импульсов. В состав СОИМ обычно входят генератор импульсов тока, приемная и излучающая катушки, устройство коммутации и блок обработки сигналов.

Уровень сигнала, наводимого в приемной катушке, обратно пропорционален 4. 6-й степени расстояния до обнаруженного предмета, т.е. при увеличении расстояния от приемной катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала в приемной катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина будет находиться в пределах:


Практически отсутствует селекция по металлам. Существенный недостаток СОИМ в том, что он является источником помех импульсного характера.

СО с использованием эффекта локального искажения магнитного поля Земли. Принцип действия этого вида СО основан на явлении локального искажения магнитного поля Земли ферромагнитными материалами. Он обладает максимальной дальностью обнаружения. Это объясняется тем, что аналогом излучаемого поля для магнитометров является сильное однородное магнитное поле Земли, поэтому отклик на ферромагнитный предмет обратно пропорционален 3-й степени расстояния, т.е. при увеличении расстояния от катушки до обнаруживаемого предмета в 2 раза уровень сигнала в катушке уменьшится более чем в 2 раза и его новая величина 1 составит:


К недостаткам СОМ, как правило, следует отнести большие габаритные размеры и массу, а также невозможность обнаружения предметов из цветных металлов.

Все магнитометрические системы охраны базируются на одном общем принципе. Датчики таких систем регистрируют слабые изменения магнитного поля Земли, которые вызываются перемещениями ферромагнитных предметов — инструментов, оружия, автомобилей и т.п. Такого рода ферромагнитные предметы вызывают локальные возмущения магнитного потока, которые и регистрируются магнитометрическими сенсорами.

Магнитометрические системы охраны периметров обладают некоторыми общими свойствами:

■ Объектами обнаружения таких систем являются техника и транспортные средства, а также люди, имеющие при себе оружие, металлические инструменты или другие ферромагнитные предметы.

■ Магнитометрические системы достаточно трудно обнаружить электронными методами, т.к. в большинстве случаев они являются пассивными, т.е. не излучающими электромагнитную энергию.

■ Магнитометрические системы легко скрыть от потенциального нарушителя, т.к. чувствительные элементы можно устанавливать внутри строительных конструкций или под землей.

Все магнитометрические сенсорные элементы можно условно разделить на два класса:

■ распределенные ( линейные) датчики.

Для регистрации и измерений аномалий магнитного поля сейчас используются самые разнообразные преобразователи, базирующиеся на различных физических принципах. Однако только несколько из них нашли практическое применение в системах охраны периметров.

2. ДИСКРЕТНЫЕ МАГНИТНЫЕ СЕНСОРЫ

Системы с дискретными магнитными сенсорами используются для охраны отдельных участков периметра, ворот, подходов к зданиям и т.п. Дискретные датчики устанавливают под автомобильными дорогами, на пунктах пограничного контроля, в аэропортах и на других объектах, где требуется обнаруживать ферромагнитные металлические предметы.

Самый простой и чаще всего применяемый охранный магнитометрический сенсор представляет собой катушку или петлю из провода, в которой наводится электрическое напряжение, пропорциональное количеству витков катушки (N ), площади ее поперечного сечения (S ) и скорости изменения магнитного потока ( рис. 1). Такие индукционные датчики выполняются как в виде дискретных преобразователей, так и виде распределенных линейных сенсоров.

Дискретный датчик магнитного потока представляет собой несколько проводящих катушек ( соленоидов), намотанных поверх магнитомягкого стержня из пермаллоя. К первичным обмоткам сенсора подключен источник переменного напряжения с частотой несколько килогерц. Вторичные обмотки устроены так, что в невозмущенном состоянии суммарное напряжение на них равно нулю или постоянной величине. Когда пермаллоевый стержень подвергается действию изменяющегося магнитного поля, магнитный поток в сердечнике изменяется и на вторичных обмотках появляется переменное напряжение, пропорциональное изменению внешнего магнитного поля.

Рис. 1. Принцип действия индукционного магнитометрического датчика


Рис. 2. Датчик магнитного потока Mag670 компании Bartington


Рис. 3. Датчик магнитного поля TCP500 фирмы Vaisala


3. МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ СЕНСОРАМИ

Чувствительными элементами таких систем являются кабели, устанавливаемые обычно под землей. Кабели можно располагать в виде двух протяженных петель длиной до нескольких сот метров, ориентированных вдоль охраняемого периметра. Иногда кабели располагают в виде последовательных петель длиной до нескольких десятков метров с чередующимися направлениями. Такие конфигурации чувствительных элементов позволяют компенсировать влияние внешних электромагнитных помех и наводок.

Подземная магнитометрическая система Multigard-2000 израильской фирмы G-Max (Galdor Secotec) была разработана как средство для охраны неогражденных рубежей от вооруженных террористов. Первая версия системы была создана еще в 1970 году.

Принцип действия системы основан на регистрации флуктуаций магнитного поля земли при перемещениях ферромагнитных объектов ( оружия, транспорта) в зоне расположения магниточувствительных сенсоров. Чувствительным элементом системы является специальный кабель, армированный сталью или защищенный алюминиевой фольгой. Сенсорный кабель ( рис. 4) с двойной полимерной изоляцией можно устанавливать в любых грунтах, под бетонными и асфальтовыми покрытиями, в лесистой местности и даже под водой. Сенсорные кабели системы Multigard-2000 располагают под землей в форме последовательных петель, что необходимо для минимизации влияния электромагнитных помех. На рисунке 5 показан пример установки подземных кабелей, прикрепленных к пластиковой сетке. Использование сетки позволяет повысить точность формирования петель кабеля и обеспечивает долговременную стабильность геометрии петель.

Рис. 4. Сенсорный кабель системы Multigard-2000


Рис. 5. Монтаж сенсорного кабеля системы Multigard-2000 с использованием пластиковой сетки



Сенсорные кабели Multigard-2000 генерируют сигналы с уровнем порядка нескольких нановольт. Эти сигналы через цепи защиты от электромагнитных помех подаются на усилители с полосовыми фильтрами. Усиленные сигналы поступают на ограничители уровня, пороги которых определяют чувствительность процессора, регулируемую дистанционно. Коммуникационный блок служит для передачи сигналов тревоги на центральную станцию и для дистанционного управления процессором. Процессор имеет имитатор сигналов вторжения, позволяющий дистанционно проверять работоспособность всей системы.

Рис. 7. Процессор системы Multigard-2000


Процессоры UPDS-6000 и UPDS-8000 по своим функциональным возможностям аналогичны электронному блоку M-UPDS-1000. Они выполнены в более компактных корпусах ( диаметр 15 см, высота корпуса 18 см) и имеют меньшую массу (2 кг).

Система Multigard-2000 является полностью скрытой и пассивной ( неиз-лучающей), что затрудняет ее обнаружение с помощью радиотехнических средств. Модульная конструкция системы позволяет создать рубеж протяженностью до нескольких десятков километров, контролируемый одним компьютеризованным центром управления.

4. ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РУБЕЖЕЙ

Охрана подводных рубежей является непростой технологической задачей, и выбор эффективных средств здесь довольно ограничен. Магнитометрические системы позволяют найти решения этой задачи.

Рис. 8. Монтаж сенсорных кабелей для охраны подводного рубежа


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Магнитометрические системы позволяют создавать сигнальные рубежи, обнаруживающие транспортные средства и вооруженных нарушителей.

Эти системы можно применять скрытно, устанавливая сенсоры и электронные блоки под землей, что особенно привлекательно для оборудования неогражденных периметров.

Магнитометрические системы имеют специфические особенности, ограничивающие их применение в районах плотной застройки, вблизи автомобильных и железных дорог, а также источников электромагнитных помех.

Читайте также: