это мембранное устройство, служащее для превраще-
ния акустической и механической энергии в электрические сигналы, которые
могут быть усилены и переданы по проводам в любое необходимое место.
Сейсмические датчики
Ни микрофоны, ни сейсмические датчики изначально не предназначались
для систем сигнализации. Последние, например, создавались как особый тип
микрофона для геологической разведки буровых скважин. Эти устройства
должны были иметь большую прочность в конструкции, чтобы выстоять против
ударной волны зондирующего взрыва на поверхности и большую чувстви-
тельность, чтобы улавливать легчайшее эхо взрыва в глубине земли и его
колебания под влиянием залежей ископаемых.
Впервые они были применены службами безопасности при охране наружных
периметров и пользовались большой популярностью. На оградах они хорошо
различали звуки сверху и снизу, но нечетко реагировали на боковые сигна-
лы, так как не обладали способностью подавлять шум ветра. По мере накоп-
ления практического опыта стало очевидно, что они слишком чувствительны
для использования в системах сигнализации и перегружают электронику оби-
лием правильных, но нежелательных сигналов. Это свело на нет такое по-
лезное качество сейсмических датчиков, как различающая способность.
Наиболее широко использовались ранние модели сейсмических датчиков,
выпускавшиеся французской фирмой "Sercel". Позже на рынке появились ва-
рианты приборов этого типа, различающая способность которых могла ме-
няться соответственно характеру окружающей среды. Кстати, подобная ситу-
ация достаточно часто встречается в мире систем сигнализации. Особеннос-
ти конструкции или сам базовый физический принцип дают чувствительность
детектора, слишком высокую для конкретной ситуации, и ее приходится
уменьшать, чтобы достигнуть приемлемого сочетания точного обнаружения и
процента ложных срабатываний.
Фирма "Sercel" разработала так же очень интересный способ подачи сиг-
нала об опасности на центральный пульт службы безопасности объекта. Каж-
дой зоне прослушивания соответствовала вертикальная "термометрическая"
шкала, светящийся столбик которой двигался в зависимости от интенсивнос-
ти сигнала. Это позволяло обнаружить направление приближения потенци-
ального злоумышленника еще до того, как мощность звука переходила за
критическую отметку.
Пьезоэлектрические датчики
Подарком природы стоило бы считать то, что некоторые минералы, напри-
мер, кварц, при сжатии вырабатывают электричество. Зримые аналогии помо-
гут нам понять использование пьезоэлектриков. Представьте, что на поли-
рованной поверхности стола лежит маленькая деревянная или пластиковая
игральная " кость". Если мы нажмем на одну из ее сторон, она сдвинется
без видимого сопротивления. Если нажать сверху, кость не сдвинется, но,
очевидно, слегка сплющится. Теперь мысленно прижмем ту же " кость" на
внутреннюю поверхность витрины магазина в любое место и с силой ударим
по окну снаружи. Стекло, может, и не сломается, но прогнется. На "
кость" это никак не подействует. Но если ее "зажать" между окном и чемто
твердым, препятствующим движению стекла, она сомнется.
Специально обработанный кусочек кварца на месте косточки выработает
при этом электрический ток. Этот сигнал уже может быть использован в
системе сигнализации.
Преимущество такой системы в том, что ток возникает только при сжатии
и отпускании кристалла, а напряжение растет пропорционально нажиму. Дру-
гими словами, оно будет зависеть от ускорения. В физике эта величина
обозначается буквой "а", отсюда и названия запатентованных приборов типа
"а-детектор".
На практике вместо кварца используются синтетические материалы типа
титанита бария. Этот тот же сплав, который упоминался в качестве излуча-
теля в ультразвуковых датчиках в главе 15.
Оконные пьезодатчики
В предыдущем разделе речь шла об ударе по стеклу витрины. Знать о по-
добных попытках полезно, но чаще всего это - ложные тревоги. Гораздо
важнее заметить уже разбитое стекло. Сделать это можно при помощи все
той же чувствительности пьезодетекторов к ускорению. Когда стекло бьет-
ся, оно издает сложную гамму звуков (в том числе и в ультразвуковом диа-
пазоне). Происходит это из-за быстрых и медленных изгибов стекла в мо-
мент удара. В таких условиях пьезоэлектрические устройства вырабатывают
ток максимального напряжения. Достижение этого пика однозначно сигнали-
зирует о реальной опасности.
Пьезодатчики для охраны стен и оград
Благодаря высокой способности чувствительных к ускорению пьезоэлект-
рических материалов различать высоко- и низкочастотные сигналы, они
весьма подходят для охраны. Большинство естественных колебаний этих
преград - низкочастотные, а вот вибрация при попытке проникновения имеет
высокую частоту.
Поскольку вырабатываемое напряжение прямо пропорционально ускорению,
то можно перевернуть формулу и полюбопытствовать, какое смещение необхо-
димо для каждой частоты колебаний, чтобы получить определенное напряже-
ние. Такой подсчет даст нам величину различающей способности прибора.
Для получения напряжения требуется, к примеру, смещение на десятую
долю дюйма при частоте в 10 гц. Согласно правилу прямой пропорции, то же
напряжение будет получено при частоте в 100 гц смещением на сотую долю
дюйма, а при 1000 гц - на тысячную. Реакция пьезоэлектрических детекто-
ров на редкие сигналы, например, от разрезания проволочного ограждения,
впечатляет. Но на самом деле этими свойствами пьезоэлектриков воспользо-
валось крайне мало фирм-производителей сигнализационного оборудования. И
это - несмотря на сочетание в них всех преимуществ инерционных датчиков
с бесконтактным срабатыванием.
Датчики на основе электретного кабеля
Английское выражение " прижаться ухом к земле" значит "быть осведом-
ленным". Службы промышленной безопасности нуждаются в этом прежде всего.
Специально для их нужд и был создан электретный микрофон-кабель (Патент
США No 3 673 482). Так же, как сейсмический детектор и пьезоэлектричес-
кий микрофон, электретный кабель должен быть соединен с источником ин-
формации - землей, оградой, дорожным полотном и т.д.
А вот отличается он от своих собратьев тем, что передает в точности
все, что "слышит". Вы помните, что пьезоэлектрические датчики, чувстви-
тельные к ускорению, почти не воспринимают низкие частоты (подобно инер-
ционным ЭУ), а сейсмические детекторы, наоборот, тяготеют к низким час-
тотам.
Мы уже убедились в том, что полезно, конечно, когда датчик фильтрует
сигналы, уменьшая число ложных срабатываний, но хуже, когда он отсекает
хоть один раз то, что указывает на реальную опасность. Электретный ка-
бель "слышит" все, оставляя труд по сортировке сигналов на долю создате-
лей электронной системы его обслуживания.
Если вы уже знакомы с использованием электретного микрофона в громко-
говорительных и радиовещательных устройствах, то могли бы предположить,
что этому разделу место в главе 21 под подзаголовком "Устройства наве-
денного поля".
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88
ния акустической и механической энергии в электрические сигналы, которые
могут быть усилены и переданы по проводам в любое необходимое место.
Сейсмические датчики
Ни микрофоны, ни сейсмические датчики изначально не предназначались
для систем сигнализации. Последние, например, создавались как особый тип
микрофона для геологической разведки буровых скважин. Эти устройства
должны были иметь большую прочность в конструкции, чтобы выстоять против
ударной волны зондирующего взрыва на поверхности и большую чувстви-
тельность, чтобы улавливать легчайшее эхо взрыва в глубине земли и его
колебания под влиянием залежей ископаемых.
Впервые они были применены службами безопасности при охране наружных
периметров и пользовались большой популярностью. На оградах они хорошо
различали звуки сверху и снизу, но нечетко реагировали на боковые сигна-
лы, так как не обладали способностью подавлять шум ветра. По мере накоп-
ления практического опыта стало очевидно, что они слишком чувствительны
для использования в системах сигнализации и перегружают электронику оби-
лием правильных, но нежелательных сигналов. Это свело на нет такое по-
лезное качество сейсмических датчиков, как различающая способность.
Наиболее широко использовались ранние модели сейсмических датчиков,
выпускавшиеся французской фирмой "Sercel". Позже на рынке появились ва-
рианты приборов этого типа, различающая способность которых могла ме-
няться соответственно характеру окружающей среды. Кстати, подобная ситу-
ация достаточно часто встречается в мире систем сигнализации. Особеннос-
ти конструкции или сам базовый физический принцип дают чувствительность
детектора, слишком высокую для конкретной ситуации, и ее приходится
уменьшать, чтобы достигнуть приемлемого сочетания точного обнаружения и
процента ложных срабатываний.
Фирма "Sercel" разработала так же очень интересный способ подачи сиг-
нала об опасности на центральный пульт службы безопасности объекта. Каж-
дой зоне прослушивания соответствовала вертикальная "термометрическая"
шкала, светящийся столбик которой двигался в зависимости от интенсивнос-
ти сигнала. Это позволяло обнаружить направление приближения потенци-
ального злоумышленника еще до того, как мощность звука переходила за
критическую отметку.
Пьезоэлектрические датчики
Подарком природы стоило бы считать то, что некоторые минералы, напри-
мер, кварц, при сжатии вырабатывают электричество. Зримые аналогии помо-
гут нам понять использование пьезоэлектриков. Представьте, что на поли-
рованной поверхности стола лежит маленькая деревянная или пластиковая
игральная " кость". Если мы нажмем на одну из ее сторон, она сдвинется
без видимого сопротивления. Если нажать сверху, кость не сдвинется, но,
очевидно, слегка сплющится. Теперь мысленно прижмем ту же " кость" на
внутреннюю поверхность витрины магазина в любое место и с силой ударим
по окну снаружи. Стекло, может, и не сломается, но прогнется. На "
кость" это никак не подействует. Но если ее "зажать" между окном и чемто
твердым, препятствующим движению стекла, она сомнется.
Специально обработанный кусочек кварца на месте косточки выработает
при этом электрический ток. Этот сигнал уже может быть использован в
системе сигнализации.
Преимущество такой системы в том, что ток возникает только при сжатии
и отпускании кристалла, а напряжение растет пропорционально нажиму. Дру-
гими словами, оно будет зависеть от ускорения. В физике эта величина
обозначается буквой "а", отсюда и названия запатентованных приборов типа
"а-детектор".
На практике вместо кварца используются синтетические материалы типа
титанита бария. Этот тот же сплав, который упоминался в качестве излуча-
теля в ультразвуковых датчиках в главе 15.
Оконные пьезодатчики
В предыдущем разделе речь шла об ударе по стеклу витрины. Знать о по-
добных попытках полезно, но чаще всего это - ложные тревоги. Гораздо
важнее заметить уже разбитое стекло. Сделать это можно при помощи все
той же чувствительности пьезодетекторов к ускорению. Когда стекло бьет-
ся, оно издает сложную гамму звуков (в том числе и в ультразвуковом диа-
пазоне). Происходит это из-за быстрых и медленных изгибов стекла в мо-
мент удара. В таких условиях пьезоэлектрические устройства вырабатывают
ток максимального напряжения. Достижение этого пика однозначно сигнали-
зирует о реальной опасности.
Пьезодатчики для охраны стен и оград
Благодаря высокой способности чувствительных к ускорению пьезоэлект-
рических материалов различать высоко- и низкочастотные сигналы, они
весьма подходят для охраны. Большинство естественных колебаний этих
преград - низкочастотные, а вот вибрация при попытке проникновения имеет
высокую частоту.
Поскольку вырабатываемое напряжение прямо пропорционально ускорению,
то можно перевернуть формулу и полюбопытствовать, какое смещение необхо-
димо для каждой частоты колебаний, чтобы получить определенное напряже-
ние. Такой подсчет даст нам величину различающей способности прибора.
Для получения напряжения требуется, к примеру, смещение на десятую
долю дюйма при частоте в 10 гц. Согласно правилу прямой пропорции, то же
напряжение будет получено при частоте в 100 гц смещением на сотую долю
дюйма, а при 1000 гц - на тысячную. Реакция пьезоэлектрических детекто-
ров на редкие сигналы, например, от разрезания проволочного ограждения,
впечатляет. Но на самом деле этими свойствами пьезоэлектриков воспользо-
валось крайне мало фирм-производителей сигнализационного оборудования. И
это - несмотря на сочетание в них всех преимуществ инерционных датчиков
с бесконтактным срабатыванием.
Датчики на основе электретного кабеля
Английское выражение " прижаться ухом к земле" значит "быть осведом-
ленным". Службы промышленной безопасности нуждаются в этом прежде всего.
Специально для их нужд и был создан электретный микрофон-кабель (Патент
США No 3 673 482). Так же, как сейсмический детектор и пьезоэлектричес-
кий микрофон, электретный кабель должен быть соединен с источником ин-
формации - землей, оградой, дорожным полотном и т.д.
А вот отличается он от своих собратьев тем, что передает в точности
все, что "слышит". Вы помните, что пьезоэлектрические датчики, чувстви-
тельные к ускорению, почти не воспринимают низкие частоты (подобно инер-
ционным ЭУ), а сейсмические детекторы, наоборот, тяготеют к низким час-
тотам.
Мы уже убедились в том, что полезно, конечно, когда датчик фильтрует
сигналы, уменьшая число ложных срабатываний, но хуже, когда он отсекает
хоть один раз то, что указывает на реальную опасность. Электретный ка-
бель "слышит" все, оставляя труд по сортировке сигналов на долю создате-
лей электронной системы его обслуживания.
Если вы уже знакомы с использованием электретного микрофона в громко-
говорительных и радиовещательных устройствах, то могли бы предположить,
что этому разделу место в главе 21 под подзаголовком "Устройства наве-
денного поля".
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88