Технические средства авиационной безопасности

Дымовые извещатели реагируют на появление в воздухе заданной концентрации частичек дыма. Поскольку понятие «дым» является менее элементарным, чем базовое понятие «температура», стоит рассмотреть его более подробно. Дым есть совокупность аэрозольных частиц различной природы, выделяющихся при процессе горения различных материалов. Он однозначно описывается четырьмя параметрами: химическим составом частиц, их размером, концентрацией и скоростью движения. Состав, размер и концентрация зависят от химической природы горящего вещества, а концентрация и скорость движения зависят от распределения воздушных потоков в контролируемой зоне. Собственно дымовой извещатель определяет лишь один параметр из четырех: концентрацию частиц дыма до определенной максимальной скорости их движения (обычно не выше 10 м/с). Однако, поскольку состав частиц может быть очень различным, существуют два вида дымовых извещателей с различными физическими принципами обнаружения: оптические и ионизационные. Хотя для многих видов составов аэрозоля оба типа обнаружения одинаково эффективны, для некоторых разновидностей более эффективным является один из них

5. Устройство и принцип действия линейных дымовых извещателей системы пожарной сигнализации

Линейные дымовые извещатели  предназначены для противопожарной защиты зон большой линейной протяжённости.

Существует несколько  типов линейных дымовых пожарных извещателей. Наиболее распространенные двухкомпонентные линейные ПИ состоят из передатчика и приемника, которые размещаются на противоположных сторонах защищаемой зоны. Приемник принимает сигнал передатчика и сравнивает его уровень с величиной, соответствующей чистой среде. Появление дыма между приемником и передатчиком вызывает затухание сигнала и приводит к формированию сигнала ПОЖАР.

Типы линейных извещателей

Линейные дымовые извещатели можно разделить на два крупных класса: двухкомпонентные, состоящие из отдельных блоков приемника и передатчика, и современные однокомпонентные – один блок приемо-передатчика с пассивным рефлектором. Построение линейного извещателя определяет требования к техническим характеристикам компонент, их конструкции и размещению. Для двухкомпонентного извещателя необходимо обеспечить стабильный уровень сигнала передатчика во всем диапазоне рабочих температур и напряжений питания, т.к. снижение уровня сигнала передатчика приводит к формированию ложного сигнала ПОЖАР. Приемник должен обеспечивать хранение значения уровня опорного сигнала в энергонезависимой памяти приемника и корректировку порога срабатывания при запылении оптики в процессе эксплуатации.

Практически все эти недостатки отсутствуют у однокомпонентных дымовых линейных извещателей, в которых приемник и передатчик размещены в одном блоке, а на противоположной стороне располагается пассивный рефлектор не требующий питания (рис. 5). Он состоит из большого числа призм, структура которых обеспечивает отражение сигнала в направлении источника. Подобная конструкция используется в автомобильных катафотах. Таким образом, рефлектор не требует не только питания, но и юстировки. Соответственно в несколько раз сокращается расход кабеля, трудоемкость монтажа и юстировки.

Размещение приемника  и передатчика в одном блоке  обеспечивает возможность автоматического  выбора диапазона измерения уровня сигнала при юстировке, автоматическую подстройку уровня излучения передатчика и коэффициента усиления приемника в зависимости от дальности контролируемой зоны.

6. Классификация систем охраны периметров по принципу действия

Система защиты периметра  является первым рубежом охраны и  предназначена для предупреждения проникновения посторонних лиц  на закрытую территорию объекта (техническую  зону, взлетную полосу и др.),

.Целью данной темы  является изучение основных видов современных систем охраны периметров аэропортов.

Любая периметральная система охраны должна отвечать определенному набору критериев, некоторые из которых перечислены ниже:

• Возможность раннего обнаружения нарушителя — еще до его проникновения на объект

• Точное следование контурам периметра, отсутствие “мертвых” зон

• По возможности скрытая установка датчиков системы

• Независимость параметров системы от сезона (зима, лето) и погодных условий (дождь, ветер, град и т.д.)

• Невосприимчивость к внешним факторам “нетревожного” характера — индустриальные помехи, шум проходящего рядом транспорта, мелкие животные и птицы

• Устойчивость к электромагнитным помехам — грозовые разряды, источники мощных электромагнитных излучений и т.п.

7. Принцип действия радиолучевых систем охраны периметров

Одним из наиболее распространенных принципов обнаружения, используемых для создания двухпозиционных периметральных средств обнаружения (СО), является принцип регистрации приемной антенной изменений параметров электромагнитного поля специальной конфигурации, излучаемого передающей антенной

Радиолучевые системы содержат передатчики и приемники с узконаправленными антеннами. Используемый диапазон частот обычно лежит в пределах от 10 до 40 ГГц. Сечение радиолуча в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскостях показано на Рис. 2.

Рабочей зоной радиолучевых систем считают зону на участке ВС. На участке АВ луч слишком узкий, и его можно обойти. На участке СD площадь поперечного сечения луча слишком велика по сравнению с площадью потенциального нарушителя, и обнаруживающая способность системы оказывается пониженной. В то же время, наличие луча на достаточно протяженном участке CD за пределами рабочей зоны накладывает серьезные ограничения на минимальные размеры зоны отчуждения. При использовании одиночных совмещенных приемопередатчиков типа радиолокаторов зона отчуждения должна превышать размеры участка CD. При разнесении приемника 2 и передатчика 1 по разные концы охраняемой зоны (Рис. 3 а) требования к зоне отчуждения снижаются, но все же остаются из-за наличия мертвых зон вблизи передатчика и приемника

Принцип действия таких систем основан на анализе изменений  амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в  зоне постороннего предмета. Системы  применимы там, где обеспечивается прямая видимость между приемником и передатчиком, т.е. профиль поверхности  должен быть достаточно ровным и в  зоне охраны должны отсутствовать кусты, крупные деревья и т.п.

Применяют радиолучевые системы как при установке вдоль оград, так и для охраны неограждённых участков периметров. Эти системы обычно рассчитаны на обнаружение нарушителя, который преодолевает рубеж охраны в полный рост или согнувшись.

Общим недостатком радиолучевых систем является наличие “мертвых” зон — чувствительность системы понижена вблизи приемника и передатчика, поэтому приемники и передатчики соседних зон должны устанавливаться с перекрытием в несколько метров. Кроме того, радиолучевые системы недостаточно чувствительны непосредственно над поверхностью земли (30 — 40 см), что может позволить нарушителю преодолеть рубеж охраны ползком.

8. Радиоволновые системы охраны периметров и принцип действия радиоволновых извещателей

Радиоволновая система охраны периметра, чаще всего, предназначена  для блокирования верха заграждений, выполненных из кирпича, бетона, дерева, металлической решетки или сетки  с жестким верхом, а также стен зданий и сооружений.

Чувствительным элементом  такой системы является пара расположенных  параллельно проводников (кабелей), к которым подключены соответственно передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары (“открытой  антенны”) образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит  от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника  изменяется и система генерирует сигнал тревоги.

При использовании радиоволновых  систем на оградах, кабели устанавливают  либо на специальных стойках на верхнем  торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.

Выпускаются модификации  радиоволновых систем также для  защиты неогражденных территорий. При этом кабели устанавливают в грунт на глубину 15 — 30 см. Такая система охраны является скрытой, но подвержена сильному влиянию погодных условий, снижающих стабильность ее параметров.

Преимущества радиоволновых  систем перед лучевыми — независимость от профиля почвы и точное следование линии ограды.

Принцип действия системы  состоит в следующем. На некотором  расстоянии параллельно друг другу  прокладываются два кабеля (две антенны) специальной конструкции, показанной на рис. 3.    Зазоры между разреженными проводами "экрана" своеобразного  коаксиального кабеля образуют щелевую  антенну. При возбуждении первой антенны высокочастотными колебаниями  она начинает излучать электромагнитное поле, воспринимаемое второй антенной. При этом приемник, подключенный к  приемной антенне, принимает сигнал. Если в окрестности двух антенн появляется тело определенного объема с диэлектрической (?) и/или магнитной (?) проницаемостью, отличной от проницаемости свободного пространства, электромагнитное поле, воспринимаемое приемной антенной, искажается (изменяется его амплитуда и фаза). Это изменение детектируется  и анализируется приемником-анализатором. Если анализируемый сигнал превышает  пороговое значение, формируется  сигнал тревоги.

Распределение электрической  составляющей (Е) электромагнитного  поля в окрестности кабелей показано на рис. 3 б. Зона чувствительности  в  поперечном сечении кабелей принимает  форму искаженного эллипса с  полюсами, совпадающими с положениями  кабелей.

9. Структуры волоконно-оптических кабелей, принцип действия волоконно-оптических систем охраны периметров.

При защите периметров сенсорный  кабель, как правило, устанавливается  непосредственно на ограде. Сенсор преобразует вибрации ограды в электрические сигнал. Сенсорный кабель подключается к начальному и оконечному модулям. Анализатор связан с начальным модулем через пассивный оптический кабель. Излучение от полупроводникового лазера подается в чувствительное волокно, и анализатор регистрирует отраженный от концевого модуля сигнал.

При перемещениях или вибрациях  волокна изменяется распределение  энергии между отдельными модами. В таких  системах используются многомодовые оптические волокна с диаметром сердечника 62,5 мкм. Источником света служит полупроводниковый лазер мощностью 1...2 мВт, работающий на длине волны 1,31 мкм. Сенсор позволяет регистрировать вибрации в диапазоне частот от нескольких герц до 300...600 герц. Системы на базе многомодовых волокон используются главным образом на эластичных (деформируемых) оградах.

Рассмотрим многозонную  волоконно-оптическую систему охраны периметров. Один процессор обслуживает  до 8 отдельных зон охраны. Все  зонные сенсорные кабели подключаются к процессору через многожильный коммуникационный оптический кабель (рис. 2). Длина сенсорного кабеля в зонах  охраны не ограничивается жестко; ограничена только общая протяженность сенсора  и соответствующего коммуникационного  кабеля в данной зоне, которая не должна превышать несколько десятков километров. Эти система привлекательна для организации охраны серии  удаленных объектов небольшой протяженности, когда на периметрах не требуется  подключать электропитание и устанавливать  электронное оборудование. Коммуникационный оптический кабель в этих случаях  может быть скрытно проложен под  землей. Для передачи сигналов от сенсоров можно также использовать проложенные  ранее стандартные связные оптические кабели

В состав протяженного датчика  входят три отдельных волокна  многожильного оптического кабеля. Два верхних волокна выполняют  функцию чувствительных элементов: в них подается излучение от полупроводникового лазера, работающего в непрерывном  режиме. Третье (выходное) волокно служит для передачи сигналов на анализатор системы.

Источник излучения расположен в блоке анализатора, от него излучение  лазера по входному пассивному кабелю подается на начальный модуль. В  этом модуле излучение расщепляется на два пучка, которые подаются на два волокна. Излучение через  оба волокна передается на оконечный  модуль, в котором происходит интерференция. Если оба плеча этого интерферометра находятся в невозмущенном состоянии, то интерференционная картинка на оконечном  модуле остается неизменной. При этом сигнал, передаваемый с оконечного модуля на анализатор, не имеет переменной составляющей. При деформациях или вибрациях кабеля оптическая разность хода в чувствительных волокнах (в плечах интерферометра) изменяется, и оконечный модуль регистрирует переменную составляющую сигнала, передавая ее на анализатор. В системе используются серийно выпускаемые одномодовые оптические волокна с диаметром сердечника 9 мкм.