2.6. Сейсмические средства обнаружения

ЧЭ ССО устанавливается непосредственно в грунт и преобразует микроперемещение грунта в электрический сигнал ЧЭ (сейсмосигнал), который анализируется в БОС (рисунок 2.22).
 

Рисунок 2.22 – Взаимодействие объекта обнаружения через грунт с ЧЭ
 

Существует термин «вибросейсмический» извещатель. Это связано с тем, что в вибрационном или сейсмическом извещателе зачастую используются одинаковый преобразователь физических величин в электрический сигнал.

Например, вибрационный кабель, установленный на бетонном ограждении или в грунте, полностью определяет назначение прибора – для обнаружения пролома или подкопа. Другой термин «сейсмоакустический» – обусловлен близостью физических процессов, происходящих при распространении акустических и сейсмических волн вдоль границы раздела двух сред с разной плотностью. Иногда употребляют термин «сейсмометрический», происходящий из метрологии, когда речь ведется об измерении каких-либо параметров сейсмических сигналов.

В настоящее время наблюдается рост интереса к ССО в связи с открывшимися возможностями извлечения информации из сейсмосигналов за счет применения новой элементной базы, в том числе мощных микропроцессоров. Развивается так называемая «концепция сейсмических информационных полей» (СП), определяющая облик ССО ближайшего будущего. Классификация объектов сейсмического воздействия может осуществляться либо на основе анализа временной структуры сейсмосигнала, принимаемого одним преобразователем, либо на основе анализа принимаемых сигналов с нескольких СП.

В последнее время появились сообщения о создании отечественными разработчиками многоканальных ССО нового поколения, обеспечивающих не только обнаружение, но и слежение за нарушителем на основе использования методов пеленгации с помощью сейсмолокаторов.

Примером могут служить такие ССО как, «Годограф-Универсал» (СОГО «НИКИРЭТ»), сейсмическая станция обнаружения «Крот» (ГСО «Импульс Интернейшлн»).

В качестве ЧЭ в ССО используется один из вариантов:
- пьезоэлектрический сейсмочувствительный элемент;
- кабель КТПЭДЭП специальной конструкции с усиленным и нормированным трибоэлектрическим эффектом;
- индукционные сейсмоприёмники, представляющие собой проводящую обмотку и помещённый внутрь нее магнитный сердечник, который может свободно колебаться вдоль оси обмотки. При колебании магнита в катушке наводится напряжение, регистрируемое БОС.

Структура построения этих систем примерно одинакова и включает в себя выносную линейную часть и цифровой комплект отображения информации. Выносная часть предназначена для приема сейсмических сигналов, их предварительного усиления и передачи в цифровой комплекс. В состав выносной части входят: сейсмические датчики, предварительные усилители, блоки питания, магистральные кабели. БОС на базе персонального компьютера предназначен для обработки принятых сигналов, выделения полезного сигнала, принятия решения и отображения информации. Такие системы способны обеспечить обнаружение, пеленгацию, классификацию и восстановление траектории движения в полосе шириной от 30 до 70 м от осевой линии ЗО.

Высокая стоимость этих извещателей, определяется сложными условиями эксплуатации его линейной части, располагаемой в грунте. Необходимость мощного программного обеспечения, надежной герметизации узлов, устойчивости к коррозии, к воздействию грызунов и т.д. требует трудоемких технологических решений и определяет повышенные затраты при производстве и эксплуатации. На рисунке 2.23 показана ЗО сейсмического извещателя.

Различная установка ЧЭ обеспечивает возможность охранять подступы к периметру, обнаруживать попытку подкопа под ограждением, а также охранять неогороженный рубеж.

По сравнению с другими СО сейсмические извещатели имеют два главных преимущества:
- скрытый, маскируемый ЧЭ визуально не обнаруживает рубеж охраны, а пассивный принцип действия исключает возможность его обнаружения по акустическим и электромагнитным полям, что фактически сравнивает шансы подготовленного и неподготовленного нарушителей;
- высокая вероятность обнаружения при перемещении нарушителя ползком или при попытке подкопа.
 

Рисунок 2.23 – ЗО сейсмического извещателя
 

2.6.1. Сейсмические средства обнаружения с вибрационным кабелем

В простых по конструкции ССО в качестве ЧЭ используется вибрационный кабель (рисунок 2.24).
 

Рисунок 2.24 – Установка ЧЭ для определения подкопа
 

ЧЭ извещателя может устанавливаться под любыми видами ограждений. Используется фланговое включение ЧЭ, симметрично от места установки БОС.

Например, производители извещателя «Вереск» гарантируют его работоспособность во всех климатических зонах России и СНГ при уровне снежного покрова до 1 м и высоте травы до 0,5 м. Допускают установку ЧЭ во все виды грунта, кроме болотистого и скального.

К недостатком этих извещателей является вероятность выдачи ложной тревоги:
- при перемещении корней деревьев, которые при сильных порывах ветра могут вызывать колебания почвы;
- от воздействия индустриальных помех, прежде всего в городской зоне, где располагаются такие источники сейсмических помех, как автомобильный и железнодорожный транспорт, аэропорты, промышленные предприятия, хозяйственные коммуникации и т.д.;
- при резких перепадах температуры, при замерзании или оттаивании грунта, подвижках грунта.

Главным недостатком этих извещателей является уменьшение чувствительности при промерзании грунта больше глубины установки виброкабеля.

При обслуживании извещателя предусмотрены сезонные регламентные работы, во время которых производится регулировка чувствительности с учетом реального состояния грунта.

Для подземной установки кабелей очень важно обеспечить эффективную ширину ЗО не менее 1 м. Чтобы гарантировать однородную чувствительность ЧЭ, в подземных системах кабель крепят к металлической или пластиковой решетке (рисунок 2.25), которую помещают горизонтально под землей на глубине нескольких сантиметров для определения подхода или прыжка с ограждения. При вертикальной установке сетки под ограждением извещатель настраивается на удары лопатой по сетке с кабелем, что позволяет определить подкоп. При этом за счет понижения чувствительности извещателя повышается его помехоустойчивость к природным помехам.
 

Рисунок 2.25 – Установка кабеля на сетке
 

ОАО «НПК «Дедал» производит сейсмомагнитометрическое радиоканальное СО «Дуплет-Р», которое предназначено для создания протяженных маскируемых рубежей охраны границ отдельных регионов, а также периметров объектов.

ЗО «Дуплет-Р» – полоса шириной 3 м вдоль линии укладки ЧЭ в грунт на глубине от 30 до 40 см в три параллельных траншеи на расстоянии 1 м друг от друга. БОС и комплект радиоканальной аппаратуры устанавливаются в спецконтейнеры в грунте и обеспечивают передачу сигнализационной информации на расстояние до 30 км без использования ретрансляторов.

СО «Дуплет-Р» может перекрыть участок протяженностью до 250 м (рисунок 2.26).
 

Рисунок 2.26 – Сейсмомагнитометрическое радиоканальное СО «Дуплет-Р»
 

В качестве ЧЭ используется специально разработанный кабель КТПЭДЭП 10×2×0,5, особенностью которого является наличие двух экранов, предназначенных для формирования сейсмического сигнала. Внутренние проводники кабеля объединяются в петлю, реагирующую на магнитную составляющую сигнала.

Далее >>>