Классификация датчиков охранно-пожарной сигнализации – виды, использование

Для охраны объектов различного назначения от несанкционированного проникновения используются системы сигнализации. Охранная система состоит из  центрального устройства, которое получает информацию с датчиков, срабатывающих от внешних факторов. Датчики охранной сигнализации могут реагировать на звук, движение, вибрацию, температуру или разрыв электрической цепи. В пожарной сигнализации применяются устройства, реагирующие на температуру и дым.

Датчики, используемые в охранной сигнализации

Благодаря применению разных типов датчиков любой объект можно надёжно защитить от несанкционированного доступа. Для этого блокируются все возможные точки проникновения, а внутри помещения датчики располагаются таким образом, чтобы полностью исключить «мёртвые зоны». Как правило, каждое помещение блокируется датчиками нескольких видов, так чтобы они дублировали друг друга.

Датчики охранной сигнализации по принципу срабатывания разделяются на следующие группы:

• Контактные
• Движения
• Акустические
• Вибрационные
• Прочие

Кроме того все типы датчиков могут иметь проводную или беспроводную конструкцию.

Контактные датчики

Контактные датчики относятся к самым простым устройствам. Они не имеют электронной схемы и не нуждаются в электропитании. Работа такого датчика основана на размыкании электрической цепи. Простейшая конструкция представляет собой микровыключатель, который устанавливается на дверной косяк таким образом, чтобы при закрытой двери контакт выключателя был замкнут. При открывании двери, окна или люка, контакт размыкается и приёмно-контрольный прибор (подробнее о ПКП) получает информацию о проникновении.

Более современные датчики состоят из двух элементов. Это герметичный магнитоуправляемый контакт – геркон и постоянный магнит. Геркон устанавливается на неподвижной части, а магнит монтируется на дверное полотно или оконную створку. Поле постоянного магнита удерживает контакт в замкнутом состоянии. Открытие двери или окна вызовет размыкание электрической цепи. Контактные датчики недорого стоят, но отличаются высокой надёжностью из-за отсутствия электронных компонентов.

На конструкции «контакт-магнит» основаны многочисленные датчики ловушки. При этом контакт монтируется на неподвижную поверхность, а магнит может быть вставлен в книгу, пачку денежных купюр или в папку с документами. При попытке взять предмет или даже передвинуть его, приемно-контрольный прибор подаёт сигнал тревоги. Оборудование помещения только контактными датчиками не даёт полной гарантии безопасности, поскольку нарушитель может проникнуть на объект, разбив стекло или через пролом в стене.

Датчики движения

Датчики охранных систем, реагирующие на перемещение (движение) физического объекта, представляют собой самую многочисленную группу устройств. Эти устройства работают на разных физических принципах и бывают следующих типов:

• Инфракрасные
• Ультразвуковые
• Микроволновые (радиочастотные)
• Комбинированные

ИК датчики

Датчики движения могут быть пассивными и активными. Пассивный инфракрасный детектор движения представляет собой электронное устройство, реагирующее на перемещение физического объекта с температурой, которая выше температуры окружающей среды. Для этого датчик оборудован PIR(Passive InfraRed) сенсором. Этот элемент воспринимает тепловое излучение предмета оказавшегося в зоне обнаружения датчика.

Для того чтобы датчик не реагировал на неподвижные источники тепла, такие как радиаторы отопления или осветительные приборы, в нём использован метод подсчёта импульсов.

Для этого перед PIR-сенсором установлена матрица из нескольких линз Френеля или зеркал, которые фокусируют тепловое излучение на чувствительном элементе и делят зону обнаружения на несколько зон-лучей. Такая конфигурация зоны называется «веер». Движущийся объект последовательно пересекает зоны захвата, и каждое пересечение фиксируется счётчиком импульсов. В результате обработки сигналов, контроллер датчика включает твердотельное реле подающее сигнал о нарушении на приёмно-контрольный прибор.

К недостаткам пассивного датчика можно отнести зависимость работы от температуры окружающей среды, что часто вызывает ложные срабатывания.

Активные инфракрасные датчики состоят из передатчика излучения и приёмного устройства. Такие виды датчиков охранной сигнализации чаще всего используются при блокировке периметра. В качестве передатчики используется инфракрасный лазер, который вырабатывает невидимый луч, попадающий на приёмный блок. Как только нарушитель, на короткое время, перекроет зону излучения, на приёмном устройстве формируется сигнал тревоги. Дальность луча может достигать нескольких десятков метров.

Ультразвуковые модели

Ультразвуковые датчики движения работают как звуковой локатор – сонар. Генератор устройства вырабатывает сигнал определённой частоты, не слышимый человеческим ухом. Он отражается от различных предметов и возвращается на приёмный элемент датчика. Если зону излучения пересекает движущийся объект, то частота отражённого от него сигнала, в соответствии с эффектом Доплера, будет отличаться от частоты излучаемого сигнала. Разность частот вызывает срабатывание электронной схемы и включение тревожного сигнала. Излучение ультразвуковых датчиков хорошо воспринимают домашние животные, что ограничивает использование таких датчиков в быту.

СВЧ датчики

Микроволновые или СВЧ детекторы движения, работают н аналогичном принципе (эффект Доплера), только вместо ультразвука, встроенный генератор датчика вырабатывает сверхвысокочастотное излучение с частотой порядка 4-12 ГГц. Датчики отличаются хорошей чувствительностью, но негативное воздействие СВЧ излучения так же ограничивает их применение в жилых помещениях. Металлические поверхности и резервуары с водой заметно деформируют зону обнаружения, поэтому оптимальным решением в охранных системах считается установка комбинированных датчиков. Обычно в одном корпусе объединены пассивный инфракрасный и микроволновый датчики. Они дополняют друг друга защитой от ложных срабатываний и, несмотря на высокую стоимость, широко используются в охранных системах.

Акустические датчики

На входе электронной схемы такого датчика установлен чувствительный микрофон и полосовой фильтр, который настроен на пропускание определённой полосы частот. Основное назначение таких датчиков, реагировать на звук разбиваемого стекла, поэтому их часто называют датчики разбития.

Чувствительность таких датчиков позволяет им реагировать даже на удары по стеклу, поэтому во избежание ложных срабатываний их тщательно настраивают.

Вибрационные датчики

Датчики такого типа предназначены для защиты помещений от проникновения путем пролома стеновых или потолочных конструкций. При соответствующей настройке и правильно выбранной точки установки, вибрационные датчики реагируют на попытки подкопа. Чувствительным элементом вибрационного датчика является пьезоэлемент, который реагирует на вибрацию, связанную с разрушением конструкций, изменением своего электрического потенциала. Микропроцессор устройства обрабатывает сигналы, поступающие с пьезоэлемента по специальному алгоритму, чтобы избежать ложного срабатывания датчика. В автономных системах, обязательно используется звуковой оповещатель охранной сигнализации, который представляет собой мощную сирену.

Прочие типы датчиков

В многофункциональных системах сигнализации могут так же применяться следующие виды датчиков:

• Индикатор протечки воды
• Датчик утечки газа
• Датчик наклона

Датчик протечки воды может быть интегрирован в любую охранную систему. Чувствительным сенсором в нём являются две металлические полоски, подключенные к входу специальной микросхемы. Обычно датчик устанавливается на полу в местах возможного протекания воды. При появлении влаги, электрическое сопротивление между электродами изменяется, и триггер микросхемы разрывает электрическую цепь.

Датчик утечки бытового газа может включаться в приёмно-контрольный прибор, но вместе с тем некоторые типы датчиков являются универсальным устройством и оборудованы встроенной сиреной. Чувствительный сенсор такого датчика реагирует на 20% превышение содержания в воздухе бытового газа.

Датчики наклона часто объединяются с вибрационным датчиком. Они реагируют на отклонение от вертикали на угол, превышающий 5⁰, и обычно используются в банкоматах и терминалах оплаты.

Извещатели охранные тревожной сигнализации, кроме всех перечисленных модификаций датчиков, включают в себя тревожные кнопки. Такие устройства устанавливаются на рабочих местах лиц, связанных с материальными ценностями или денежными средствами и позволяют подать сигнал тревоги при наличии какой-либо опасности. Тревожные кнопки, в зависимости от конструкции, допускают подачу сигнала тревоги ручным нажатием или с помощью ножной педали. Так же существуют радиоканальные тревожные кнопки, выполненные в виде брелока с автономным питанием.

Датчики пожарной сигнализации

Охранно-пожарная сигнализация включает в себя извещатели трёх типов:

• Температурные датчики
• Дымовые датчики
• Ручные извещатели

Температурные датчики имеют точечный элемент, срабатывающий в случае, если температура в зоне нахождения устройства превысит определённый порог. Более сложные датчики позволяют этот порог регулировать. Чувствительный элемент дымового извещателя (ДИП) состоит из фотодиода и светодиода, расположенных внутри специального лабиринта. При заполнении его дымом световой поток от светодиода уменьшается, что вызывает формирование сигнала пожарной тревоги. Для подачи сигнала о возгорании в ручном режиме используются специальные кнопки, которые располагаются в определённых местах.

Все датчики охранных и пожарных систем могут иметь внутреннее и наружное исполнение. Датчики, применяемые для наружной установки, имеют широкий температурный диапазон и надёжные корпуса, предохраняющие электронные компоненты от негативных воздействий.