На чем основан принцип действия бесконтактных акустических извещателей

Акустические извещатели охранной сигнализации

Акустические извещатели охранной сигнализации. Принцип работы. Назначение. Типы. Применение.

Акустические извещатели (АИ), они же акустические или звуковые датчики, а также датчики или извещатели разбития стекла предназначены для защиты остекленных конструкций защищаемого объекта. Их работа основана на анализе звуковых волн определенного диапазона.

Виды акустических извещателей разбития стекла

Принцип работы

Акустические извещатели разбития стекла извещатели строятся по пассивному методу обнаружения. Они реагируют на звуковые волны, которые возникают при разрушении стекла. Для повышения помехоустойчивости и снижения количества ложных срабатываний обнаружение разбития стекла осуществляется по двум звуковым диапазонам (с низкой частотой – удар по стеклянному полотну и с высокой частотой – выпадение осколков стекла). Поэтому чувствительным элементом звуковых извещателей является встроенный микрофон.

Технические характеристики извещателей разных производителей очень близки: как правило – угол обзора – 120 градусов и дальность действия – 6 м. При разработке проектной документации на систему охранной сигнализации не следует превышать этих значений. Отличаться извещатели разных производителей могут набором сервисных функций, например – звуковой извещатель Стекло-3 имеет память сработки, он индицирует её до сброса питания и отдельным индикатором показывает звуковые помехи на объекте. Таким образом, в один шлейф можно подключить несколько извещателей.

Назначение акустических извещателей

Акустические извещатели предназначены для защиты остекленных поверхностей, независимо от того дверь это или окно. Главное, чтобы извещатель был правильно установлен.

Извещатель разбития стекла позволяет обнаружить попытку проникновения на ранних этапах, пока злоумышленник ещё не проник в охраняемое помещение. Это позволяет охране раньше среагировать на противоправное действие.

Также такими извещателями можно защищать другие остекленные поверхности, допустим витрины с выставленными товарами или экспонатами и вполне может выполнять роль 3-го рубежа охраны.

Типы акустических датчиков

Все датчики разбития стекла можно разделить на:

По типу подключения

• проводные безадресные
• проводные адресные
• беспроводные

• универсальные (можно устанавливать как на стену, так и на потолок)
• врезные

• совмещенные (чаще всего с оптико-электронными извещателями)
• с функцией антимаскирования (защищены от саботажа путем блокировки входного отверстия микрофона)
• с функцией памяти, что облегчает поиск сработавшего извещателя, если их установлено несколько штук в шлейфе

Условное обозначение акустического извещателя

Условное обозначение датчика разбития стекла на схеме установлено в рекомендациях Росгвардии

Р 071 — 2017 Технические средства систем безопасности объектов.
Обозначения условные графические элементов технических средств охраны, систем контроля и управления доступом, систем охранного телевидения

Обозначение датчика разбития стекла

Применение.

Акустические извещатели по своему назначению относятся к поверхностным извещателям. К этому семейству также относятся:

• поверхностные оптико-электронные;
• вибрационные;
• емкостные.

Каждый извещатель из этого семейства выполняет свою узкоспециализированную функцию, поэтому у них есть ограничения в применении.

Как и любое техническое средство акустические извещатели имеют свои ограничения в применении:

— минимальная площадь защищаемого остекления – 0,1 квадратных метра;

— дальность установки извещателя от самой удаленной точки защищаемой поверхности – не более 6 метров;

— все участки охраняемого стекла должны быть в пределах прямой видимости извещателя;

— уровень шума в помещении не более 65 дБ;

— наличие на стекле защитной или бронирующей пленки изменяет звуковой диапазон при разбитии, что не позволит обнаружить нарушителя;

— шторы или жалюзи между извещателем и стеклом также снижают чувствительность прибора;

— звуковые извещатели не эффективны без использования магнито-контактных извещателей, блокирующих створки на открывание;

— при установке извещателей для защиты остекления в деревянных рамах следует исключить дребезг стекла, т.е. стекла должны быть надежно закреплены и не болтаться.

Все эти нюансы следует учесть при проведении проектных работ и монтаже системы охранной сигнализации.

Для проверки работоспособности АИ как правило используют подручные средства, т.е. чем-то ударяют по стеклу. Но если Вы хотите достоверности при проверке датчиков разбития, то можно воспользоваться методиками производителя (подвешиваете на леске шарик определенного веса, отклоняете его на заданный угол и отпускаете) или специальным тестером. Например — Tester Indigo от Satel.

Типовые схемы установки акустических извещателей

Подведем итог.

Акустические (звуковые) охранные извещатели надежное средство защиты остекленных конструкций от проникновения. К сожалению, в одиночку они не могут обеспечить эффективную защиту объекта от проникновения, поэтому следует использовать такие извещатели совместно с извещателями с другими принципами обнаружения, которые помогут организовать надежную систему охраны.

Если статья была Вам интересна поделитесь ею в социальных сетях.

ОХРАННЫЙ ЗВУКОВОЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Звуковые или акустические извещатели, применяемые в системах охранной сигнализации предназначены для обнаружения разбития стекла окон, витрин, декоративных дверей.

Они имеют поверхностную зону обнаружения и используют адресный, проводной или беспроводной способ передачи данных.

Иногда охранные извещатели называют датчиками. Это не совсем корректно, но вполне допустимо, если не придираться к строгости формулировок.

• микрофон;
• блок обработки сигнала;
• исполнительное устройство.

Принцип его действия заключается в преобразовании акустического сигнала (звука разбитого стекла) в электрический.

Проводные датчики включаются в охранный шлейф.

Радиоканальные применяются в системах беспроводной сигнализации. Разница между этими исполнениями в конструкции исполнительного устройства.

Проводные формируют извещение о своем состоянии переключением контактов реле. Вариантов здесь два: включено-выключено, соответственно информативность минимальна. Однако, существуют адресные исполнения. Они также могут использовать провода, но сигнал имеет цифровую форму.

• взят;
• снят;
• тревога;
• неисправность.

Как правило, этого бывает достаточно для организации надежной охраны.

Беспроводные звуковые извещатели для передачи данных используют радиоканал в специально выделенном спектре частот. Они являются адресными со всеми достоинствами такой технологии передачи данных.

Питание беспроводных исполнений осуществляется от встроенного автономного источника (батареи, аккумулятора). Проводные подключаются к блоку питания через отдельных вход, адресные получают напряжение по шлейфу.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКУСТИЧЕСКИХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ

Поскольку мы имеем дело с поверхностным принципом обнаружения, то одним из основных параметров является площадь контролируемой поверхности. Как правило, в паспортных данных указывается ее минимальное значение, ниже которого достоверность обнаружения разбития стекла не гарантируется.

• дальность действия акустики;
• угол обзора.

Как правило, их значения составляют 6 метров и 120 o , но могут быть исключения.

Звук разбитого стекла (спектр и частота) зависит от его марки, толщины, наличия армирования и пр. Паспорт прибора должен содержать информацию о типах стекольных полотен для блокировки которых подходит конкретная модель извещателя.

• низкочастотная составляющая, соответствующая удару по полотну;
• высокочастотная, сопровождающая стадию разрушения и осыпания осколков.

С одной стороны это хорошо, с другой – можно оклеить окно пленкой, которая предотвратит выпадание остатков стекла и приглушит высокочастотную составляющую акустических колебаний. Сигнал тревоги может при этом не сформироваться.

Повысить эффективность охраны можно за счет применения совмещенного извещателя, объединяющего звуковой и поверхностный инфракрасный детекторы.

Акустические охранные извещатели могут иметь дополнительные возможности регулировки чувствительности, положения микрофона (двухпозиционные исполнения).

Далее идут параметры, определяющие электрические характеристики и режимы эксплуатации изделия: напряжение и ток коммутации контактов реле (для проводных), рабочая частота (для беспроводных), напряжение питания, температурный диапазон, климатическое исполнение.

УСТАНОВКА И ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДАТЧИКОВ РАЗБИТИЯ СТЕКЛА

Чаще всего звуковые извещатели применяются для блокировки окон. Место их установки следует выбирать так, чтобы все точки защищаемой поверхности находились на расстоянии не превышающем паспортное значение дальности действия. Направление акустической оси прибора должно обеспечивать нахождение остекления в заявленной производителем зоне обзора.

• потолок;
• стены;
• оконные откосы.

Каждый имеет плюсы и минусы. Например, монтаж на потолке дает возможность одним датчиком блокировать несколько окон (если позволяет дальность действия).

Кроме того, при подвесных потолках типа «Армстронг» за ними удобно скрыть провода шлейфа – дизайн не страдает. С другой стороны, если на окнах установлены жалюзи (шторы), то они могут ослабить звук разбитого стекла настолько, что извещатель не сработает.

• для удобного монтажа и обслуживания может быть недостаточно места;
• датчик может мешать свободному открыванию рам;
• часть поверхности может оказаться в «слепой зоне» за пределами угла обзора.

В большинстве случаев последний момент оказывается не критичным. Что касается настенной установки, то этот вариант похож на потолочный. Только возникает проблема с прокладкой проводов и подключением.

Одно время вневедомственная охрана использовала акустические извещатели в шлейфах тревожной сигнализации для оперативной передачи сигнала о разбойном нападении. Например, разбитии витрины ювелирного магазина. Это называлось средство тревожной сигнализации, срабатывающее независимо от действий персонала.

Поскольку система была задействована в течение рабочего времени, срабатывания происходили на телефонные звонки, звон упавших ключей, несмотря на заявленную микропроцессорную обработку сигнала. Таким образом, акустический фон помещения влияет на устойчивость и надежность работы извещателя.

Выбор места установки беспроводного исполнения звукового извещателя ничем не отличается. Единственно – нужно учесть наличие предметов интерьера, строительных конструкций, способствующих ослаблению сигнала, а также предусмотреть удобство доступа для замены элементов питания.

Защита от саботажа.

• изменение электрической части шлейфа (чаще – установка перемычек);
• заклеивание отверстия под микрофон звуконепроницаемым материалом.

Первый вариант предотвращается скрытой прокладкой шлейфа, выполнением соединений внутри корпуса извещателя, подключением в отдельный специально выделенный круглосуточный шлейф тампера (датчика вскрытия) извещателя (при его наличии, разумеется). Это надежное решение, но на практике мало кто так делает – усложняет монтаж.

Кроме того, остается второй способ, бороться с которым можно только ограничением несанкционированного доступа к извещателю. Это автоматически решает первую проблему. Честно говоря, способов саботажа охранной сигнализации немало.

Способов борьбы с этим тоже достаточно, так что при грамотном проектировании и монтаже системы надежность можно приблизить к 100%.

АКУСТИЧЕСКИЕ (ЗВУКОВЫЕ) ИЗВЕЩАТЕЛИ

Акустические извещатели системы сигнализации, они же — звуковые датчики разбития стекла, предназначены для обнаружения разрушения остекленной конструкции.

Как следует из названия акустические (звуковые) извещатели реагируют на звук разбития стекла.

• встроенный микрофон звукового извещателя (датчика) преобразует звук разбития стекла в электрический сигнал
• электронная схема звукового датчика осуществляет обработку, анализ этого сигнала
• исполнительное устройство звукового (акустического) извещателя формирует сигнал тревоги, иные служебные сигналы.

Для повышения надежности функционирования акустического датчика алгоритм обработки полученного извещателем звукового сигнала предусматривает анализ двух акустических составляющих- низкочастотной и высокочастотной.

Низкочастотная составляющая звукового сигнала образуется в момент удара по стеклу, а высокочастотная- результат его разрушения, то есть ни что иное как хорошо всем знакомый звон разбития стекла.

Акустический извещатель может срабатывать на телефонный звонок, звук металлического удара другие аналогичные помехи.

Но, естественно, разброс параметров всегда будет присутствовать, потому что акустический извещатель должен срабатывать при разбитии стекол разной толщины, размера и марок.

Повышение устойчивости работы звукового извещателя может достигаться индивидуальной настройкой датчика, выбором оптимального места его установки, сведением к минимуму дестабилизирующих работу акустических извещателей факторов.

• максимальная площадь «S» строительной конструкции, защищаемая одним акустическим извещателем. (Все характеристики указываются в паспорте прибора),
• максимальное расстояние «L» дальности действия акустического датчика,
• минимальная и максимальная толщина стекла, защищаемого датчиком,
• рабочий температурный диапазон датчика.

Кроме того следует учитывать наличие на окнах штор, жалюзей, защитных пленок, прочих элементов интерьера и дизайна помещений, которые могут ослабить уровень звука разбития стекла или исказить его спектр из-за чего звуковой датчик может дать сбой.

© 2010-2022 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

На чем основан принцип действия бесконтактных акустических извещателей

Опорный конспект по теме: «Акустические извещатели.

Принцип действия»

1. 1.Акустические извещатели разбития стекла. Назначение акустических извещателей.

2. Принцип действия, устройство акустических извещателей.

3. Обобщённая структурная схема акустических извещателей.

4. Извещатели ИНС-206, GBD-II.

1. Акустические извещатели разбития стекла предназначены для блокировки остекленных конструкций на разрушение. При разрушающем ударе по стеклу на первом этапе происходит небольшой прогиб стеклянного полотна и его вибрация, в результате которой возникают низкочастотные звуковые колебания. В этот момент в стекле возникает внутреннее напряжение. Если оно превышает критический уровень, то происходит разлом материала, сопровождающийся образованием и распространением трещин. При этом возникает характерный высокочастотный звук разбития стекла.

Самыми широко используемыми извещателями для контроля целостности остекленных поверхностей являются акустические извещатели разрушения стекла.

2. Принцип работы данных извещателей основан на бесконтактном методе акустического контроля разрушения стеклянного полотна по возникающему при разрушении сигналу в звуковом диапазоне частот, распространяющемуся по воздуху. Чувствительный элемент извещателя – микрофон. Микрофон преобразует звуковые колебания воздушной среды в электрические сигналы. Электрический сигнал с микрофона поступает на схему обработки и далее на блок формирования соответствующих извещений.

Рис.1 Обобщенная схема акустического извещателя

4. Извещатель для блокировки остекленных конструкций GBD-II является аналоговым устройством. Принятый электретным микрофоном акустический сигнал, преобразуется в электрический и усилители, которые раздельно усиливают его НЧ и ВЧ составляющие. Усиленный сигнал поступает на схему сравнения, где сравниваются с заданными пороговыми уровнями. В результате определяется, не превышает ли уровень НЧ и ВЧ составляющих принятого сигнала пороговых уровней, устанавливаемых при настройке извещателя. Если уровни поступившего сигнала превышают значения пороговых уровней и по НЧ-каналу, и по ВЧ-каналу, то извещатель выдает сигнал «тревога».

На плате расположены: чувствительный элемент – микрофон, отверстия для проводов, индикаторные светодиоды, регуляторы чувствительности; контакты подключения (клеммная колодка); перемычки JP1, JP2, JP3.

JP1 — переключатель калибровки детектора УДАР/ЗВУК: (А-УДАР, S-ЗВУК);

JP2 — уменьшает чувствительность на 50%;

Основные характеристики GBD-II:

Ток в режиме «тревога» – 26 ма при 12в

Тревожный выход – НЗ; тампер — НЗ

Рис.2. Вид платы и внешний вид извещателя GBD-II

— блокирует стекла толщиной от 2-х мм и выше

— минимальный размер блокируемого стекла не ограничен.

Опорный конспект по теме: «Настройка и проверка работоспособности акустических извещателей (ИНС-206)»

1. Корректировка чувствительности извещателя по звуку бьющегося стекла

2. Корректировка чувствительности извещателя по звуку удара

3. Проверка работоспособности акустического извещателя

4. Влияние внешних факторов на работу акустических извещателей

5. Средства тестирования акустических извещателей

1. В процессе подготовки акустического извещателя ИНС-206 к работе производится настройка его чувствительности.

Корректировка чувствительности извещателя по звуку бьющегося стекла:

-установить перемычку JP1 (Рис.3) в положение «GLASS», зелёный инди­катор должен постоянно гореть;

-привести в действие имитатор звука бьющегося стекла (смотри средства тестирования извещателей);

-регулятором с маркировкой «GLASS CAL» установить необходимую чувствитель­ность извещателя, жёлтый и красный индикаторы должны загораться при каждой подаче сигнала имитатором.

2. Корректировка чувствительности извещателя по звуку удара:

-установить переключатель JP1 в положение «SНОСК», жёлтый ин­дикатор должен постоянно гореть;

-ударить по контролируемому стеклу;

-регулятором с маркировкой «SHOCK CAL» установить необходимую чувствительность извещателя, зелёный и красный индикаторы должны загораться при каждом ударе.

3. Проверка работоспособности и правильности установки извещателя:

— переве­сти извещатель в тестовый режим;

— установить переключатель « JP 1» в разомкнутое положение, индикаторы выключены;

— перевести имитатор в ручной режим для имитации звука бьющегося стекла, жёлтый светодиод при этом должен гореть. Если этого не произошло, произвести необходимую корректировку извещателя по звуку бьющегося стекла;

— ударьте рукой по стеклу, зелёный индикатор должен загореться. Если этого не произошло, произведите необходимую корректировку чувствительности извещателя по звуку удара;

— переведите имитатор в автоматический режим, красный индикатор при этом должен гореть. Если этого не произошло, проведите корректировку по звуку бьющегося стекла и по звуку удара;

Если расстояние от извещателя до самой удаленной точки охраняемой стек­лянной поверхности не превышает 3 м, то рекомендуется перевести извещатель в ре­жим пониженной чувствительности. Для этого установить перемычку « JP 3» в поло­жение «50%».

Проверить работоспособность извещателя можно и без имитатора, создавая звуки, которые приведут к срабатыванию извещателя, но такая проверка будет очень условной, она может применяться в крайнем случае. Варианты проверки работоспособности извещателя без имитатора могут быть следующие:

1. Имитируется низкочастотная составляющая звука. Это можно сделать, ударяя в ладоши, резким движением руки на извещатель вблизи него, неразрушающим ударом по стеклу, ударом по стенке шкафа или другой мебели, топнув ногой. Мигание желтого индикатора при этом свидетельствует о приеме низкочастотной составляющей звука, возникающего при ударе по стеклу.

2. Имитировать высокочастотную составляющую звука. Это можно сделать, используя связку ключей, ударяя металлическим предметом по стеклянному и т.п. Загорание зеленого индикатора свидетельствует о приеме высокочастотной составляющей звукового сигнала, возникающего при разрушении стекла.

Рис.3 Плата акустического извещателя ИНС-206.

4. Влияние внешних факторов на работу акустических извещателей

На работу акустических извещателей (все они имеют разную помехоустойчивость, настройку) могут влиять источники помех:

— вибрация поверхностей, на которых установлен извещатель,

— звуковоспроизводящая аппаратура, в том числе радиоточки,

— воздушные компрессоры, вентиляторы,

— производственное оборудование и работающая бытовая электромеханическая техника,

— телефоны, телефаксы, принтеры,

— животные и птицы.

5. Средства тестирования акустических извещателей. При разрушении стекла формируется сложный акустический сигнал, спектр которого лежит в широком диапазоне частот. Действие звуковых пассивных извещателей основано на приеме и обработке этого акустического сигнала с помощью алгоритмов, позволяющих точно определить, является ли источником сигнала разбитие стекла или нет. В существующих алгоритмах обработки используются различные критерии оценки принятого акустического сигнала. Например, одноканальный метод анализа основан на регистрации высокочастотной составляющей спектра хорошо знакомого всем слышимого звука разбивающегося стекла. Однако, поскольку подобный звук может возникнуть при некоторых воздействиях, отличных от разбития стекла, данный метод не обладает необходимой помехоустойчивостью. В основе двухканального метода анализа лежит представление процесса разрушения стекла в виде двух этапов: сначала стекло деформируется (при этом возникают НЧ-колебания), затем разрушается с характерным звоном (ВЧ-колебания). Извещатели, использующие двухканальную обработку, сначала должны зарегистрировать низкочастотную составляющую спектра, а через определенное время после этого — высокочастотную составляющую. По такому принципу работают большинство современных извещателей. Для профессионального тестирования акустических извещателей (разбития стекла) используются специальные имитаторы звука разбиваемого стекла (FG-701), воспроизводящие сигналы, соответствующие звуку бьющегося стекла (высокочастотный звуковой сигнал). Тестер должен иметь два режима работы: ручной и автоматический.

Ручной режим (MAN). В ручном режиме имитатор должен генерировать высокочастотную составляющую звука бьющегося стекла для регулировки составляющей «GLASS» извещателя.

Автоматический режим (FLEX) должен обеспечивать запуск имитатора после нанесения удара по стеклу. Для этого имитатор должен быть прислонен к поверхности стекла. Следует соблюдать аккуратность при нанесении ударов по стеклу, чтобы не разбить его.

Рис.4. Имитатор « FG-701 »: внешний вид и вид сверху.

Имитатор «FG-701» п редназначен для поверки работоспособности и настройки извещателей разбития стекла ИНС-206, АВАНТ-211 и извещателей разбития стекла фирмы С&К ( FG 730, FG1625RFM, GBD-2) .

Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип действия акустических извещателей разбития стекла.

2. Каково назначение акустических извещателей?

3. Как устроен извещатель ИНС-206?

4. Объясните назначение элементов на плате извещателя ИНС-206.

5. Что является чувствительным элементом акустического извещателя?

6. Объяснить назначение перемычек на плате извещателя GBD-II.

7. Как производится корректировка чувствительности извещателя ИНС-206 по звуку бьющегося стекла?

8. Как производится корректировка чувствительности извещателя ИНС-206 по звуку удара?

9. Как проверить работоспособность извещателя с помощью имитатора?

10. Как проверить работоспособность извещателя вручную?

11. Какие факторы влияют на работу акустических извещателей?

Презентацию «Извещатели охранные акустические» можно СКАЧАТЬ

Презентацию «Устройство, монтаж и техническое обслуживание акустических извещателей» можно СКАЧАТЬ

• Вы здесь:  
• Главная
• УЧАЩИМСЯ
• ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ
• ИЗВЕЩАТЕЛИ
• ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ
• АКУСТИЧЕСКИЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ