Требования к элементной базе и устройствам

Из описания принципов работы элементов приема и устройств обработки следует, что все они, в основном, состоят из полупроводниковых приборов, недостатком которых является существенная зависимость их параметров и характеристик от температуры, стабильности питающих напряжений и рабочих токов, а иногда и состояния окружающей среды.

Параметры фотоэлектронных приборов (ФЭП) зависят от схемы включения, способа подачи и значения питающего напряжения, сопротивления нагрузки и др. Рост сопротивления нагрузки и питающего напряжения несколько увеличивает чувствительность прибора, но при этом увеличивается уровень шума. Следует соблюдать полярность прикладываемого напряжения не только для фотодиодов и фототранзисторов но даже для фоторезисторов хотя последние и униполярные приборы.

При эксплуатации ФЭП не допускается их перегрев даже из-за рассеиваемой мощности, т.к. в p-n -переходе и в объеме полупроводника увеличивается уровень собственных шумов, а чувствительность (обнаружительная способность) и темновое сопротивление растут, но при этом максимум спектральной характеристики сдвигается в более коротковолновую область. Это приводит к расстройке системы фотоприемник-фотоизлучатель и допустимо лишь при значительных мощностях в канале связи. Большая часть приемных приборов, кроме того, чувствительна к влиянию вибраций, внешних шумов, наличию полей различной природы. По этой причине, для получения требуемых характеристик, необходимо обеспечить условия нормальной работы элементов согласно ТУ.

При значительной мощности излучения (лазеры, суперлюминесцентные светодиоды) требования к полному совпадению максимумов относительной спектральной чувствительности СД и ФД необязательны. Например, максимум излучения Солнца приходится на 0,55 мкм, но на это излучение реагируют все ФД, поскольку спектр Солнца (как абсолютно черного тела) занимает диапазон до 60 мкм и перекрывает спектр чувствительности всех типов приборов.

В случае радиоволновых методов необходимо обеспечить и требуемую стабильность частоты генерации как передающих, так и приемных местных генераторов - гетеродинов. Последнее достигается стабилизацией, питающих соответствующие схемы напряжений, термостабилизацией отдельных устройств, применением пассивных и реактивных компонентов с соответствующими температурными коэффициентами.

Требования к стабильности параметров приемных и передающих устройств вытекают из принципов их работы и в каждом конкретном случае должны быть рассчитаны, исходя из допусков на точность определения и обнаружения сигналов несанкционированного вторжения. Например, при доплеровском слежении за появлением объектов в поле обзора необходимо оценить значения скоростей движения фиксируемых объектов (с учетом значения доплеровской частоты и частоты зондирующего излучения), которые не должны изменяться за время обзора на величину, превышающую нестабильность генератора. Кроме того, необходимо оценить эффективную отражающую поверхность обнаруживаемого объекта, для реального превышения принимаемого сигнала над шумами и помехами.

 

Примеры размещения и требования к системам охраны

Размещение систем охраны

Исходя из требований технических условий на эксплуатацию датчиков, входных и выходных устройств, электронных блоков формируются основные условия на размещение систем охраны.

Известно, что: устройства, функционирующие на основе электродинамических микрофонов и микрофонных датчиков, датчиков на пьезоэффекте, различных акустических эффектов подвержены влиянию окружающей среды, различных воздушных потоков (сквозняки, вентиляционные заборники воздуха и др.); системы оптического диапазона оказываются неработоспособными в задымленных и запыленных территориях, при наличии тумана и природных осадков; системы радиоволновые и на измерении доплеровского сдвига воспринимают различного рода излучения, включая даже излучения ламп дневного света.

В качестве примера можно привести требования к месту установки приемных и передающих узлов акустической системы типа “ДУЗ-4М-1”: место установки преобразователей должно быть удобным для монтажа; преобразователи крепятся на стенах помещения на высоте 2 - 4 м от пола; расстояние между излучающими и приемными преобразователями может быть от 3 до 10 м; в помещениях прямоугольной формы преобразователи рекомендуется устанавливать на глухих стенах по оси помещения либо по его диагонали; в помещениях большого объема, где требуется несколько пар преобразователей, их следует размещать так, чтобы на каждую пару приходились примерно равные части объема; не рекомендуется располагать преобразователи непосредственно в зоне действия вентиляционных устройств, нагревательных приборов и других источников движения воздуха, поскольку при этом увеличивается вероятность ложных срабатываний прибора; рекомендуется удалять преобразователи от таких источников на расстояние 2 - 3 м и более; особенно неблагоприятными для установки являются батареи центрального отопления, создающие интенсивные потоки воздуха.

Сложными являются и условия эксплуатации подобных систем: температура окружающей среды +5 ^OС - +40 ^OС; относительная влажность до 80% при 25 ^OС; уровень акустических шумов в помещениях в диапазоне от 10 до 20 кГц должен быть не более 60 дБ относительно порога слышимости (0,00002 Нм²); площадь застекленной поверхности в помещении, через которую может проникать прямое солнечное излучение, должна составлять не более 25% от площади пола; скорость движения воздуха в помещении не должна превышать 0,5 мс; система отопления должна иметь температуру радиаторов не более 90 ^OС; площадь поверхности радиаторов, приходящаяся на 1 м² площади пола помещения, должна быть не более 0,2 м²; телефоны и звонки, а также приборы и устройства, которые могут при своей работе создавать акустические помехи, должны отключаться на время работы.

Радиоволновые и доплеровские системы предъявляют менее жесткие требования к условиям и порядку установки, так как образование радиотени, в отличие от акустических систем происходит при значительно больших размерах облучаемых объектов. Как правило, источники излучения располагают в углах помещений под потолком, причем их можно скрыть различными декоративными дополнениями либо радиопрозрачными пленками. В открытых пространствах расположением излучателей формируют заданный периметр охраняемой территории, при этом условия расположения как радиоволновых, так и доплеровских систем совпадают. Комбинированные системы могут использоваться как в замкнутых, так и в открытых пространствах. Необходимо только установить порог срабатывания выше естественных флуктуирующих компонент и возможных животных - нарушителей. Использование схем селекции подвижных объектов, указанный порог может быть понижен при учете реальных эффективных отражающих поверхностей нарушителей.

В качестве примера можно изложить требования по размещению микроволнового сигнализатора “СМВ-11М”.

Установку необходимо производить на жестких опорах, устойчивых к вибрациям на высоте не менее 2 - 3 м от пола. Не допускается расположение металлических отражающих поверхностей на расстоянии менее чем 2 м от сигнализатора. Не рекомендуется направлять его на окна или тонкие перегородки, за которыми возможно движение людей, транспорта или работа какого-либо оборудования, на лампы дневного света.

Более сложные радиоволновые системы предъявляют и более жесткие требования по установке.

Оптические и оптоволоконные системы по своей структуре близки к системам с натянутыми проводами и емкостными (сеточными) заграждениями. Интересными являются решения по применению в крупногабаритных ангарах систем теплолокации и оптической охраны. При этом периметр необходимой охраны формируется источником и рядом отражателей, которые могут создавать как горизонтальные, так и объемные пространства.

Комбинированные системы, объединяющие радиоволновые и оптические (“Сокол 1, 2”), радиоволновые и акустические (“Питон”) и др. предъявляют при эксплуатации требования всех типов устройств, включенных в систему охраны.