Статьи

К списку статей

Влияние погодных условий на надежность работы охранных устройств «Лучевой Барьер»

В настоящее время открытые оптические линии связи получают все большее распространение. Однако практическое применение сдерживается тем, что надежность их работы зависит от погодных условий - всегда имеется вероятность ухудшения погодных условий до такой степени, когда связь прерывается при любой дистанции.

Настоящая статья посвящена выявлению зависимос­ти относительной длительности времени неработоспособности уличных периметровых устройств охраны типа «лучевой барьер» от конкретных параметров устройства с учетом статистики погодных условий в конкретной местности.

Например, однолучевой линейный извещатель «Вектор-СПЭК» по паспорту работоспособен на расстоянии до 150 м при максимальных оптических потерях 99% [1].

При эксплуатации извещателя потребителю следует знать, какую долю времени прибор будет неработоспособен при сложных погодных условиях и когда это произойдет, чтобы принять соответствующие меры.

стройства типа «лучевой барьер» реагируют на прерывание оптического луча, соединяющего излучатель с фотоприемником [1, 2]. В литературе [2, 3, 4] приводятся формулы для расчета дальности действия, которые можно представить в виде:


где - максимальная дальность действия (которая требуется по техническому заданию), рассчитываемая из условия порога чувствительности фотоприемника при a = 1;
a - коэффициент пропускания атмосферы;
Фн - мощность излучателя;
c - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров оптического и оптоэлектронного канала системы «излучатель - фотоприемник».
Практически всегда коэффициент ТАУа < 1, вследствие чего дальность действия уменьшается.
Для осуществления работоспособности устройства на расстоянии при минимально возможном коэффициенте am одним из вариантов является увеличение мощности излучателя в

раз (kз - коэффициент запаса), что показано соотношением

где α - показатель ослабления, с учетом (2) определяется критическое (максимальное) значение αкр, при котором устройство теряет работоспособность:

Далее с учетом формулы (5):

определяем значение МВДкр (минимальное), при котором устройство теряет работоспособность:

Здесь МДВ - метеорологическая дальность видимости; принято αкр = α0,55 (α0,55 - коэффициент ослабления при длине волны 0,55 мкм).

Для приведенного выше примера запас по ИК-энергии равен kз = 100, следовательно, МДВкр = 0,127 км.

Для определения относительной длительности неработоспособности W по отношению к общему времени работы устройства воспользуемся таблицами повторяемости градаций коэффициентов пропускания приземного слоя атмосферы (КПА) ТАУа1 в ИК-области спектра 8-12 мкм [5]. Как показано в [5], показатели аэрозольного ослабления для области длин волн 8-12 мкм и 0,63 мкм близки между собой, поэтому с некоторой точностью распространим эти данные по КПА для ближнего ИК-диапазона спектра в окнах прозрачности атмосферы, в частности для длин волн 0,65 и 0,87 мкм.

Вероятностные характеристики КПА приведены в [5] для оптической трассы длиной 1 км. Эти значения al могут быть пересчитаны для произвольной оптической трассы по формуле:

где - протяженность оптической трассы, выраженная в километрах.
Из формулы (8) определяется критическое значение аl кр для трассы в 1 км, при котором устройство теряет работоспособность.

Далее по таблицам [5] для района г. Казани для четырех сезонов года определяется значение повторяемости в процентах для градаций коэффициента пропускания атмосферы (КПА), меньших аl кр.
Например, аl кр = 0,2. Тогда найдем сумму повторяемостей при аl кр < 0,2 по вышеуказанным таблицам для следующих градаций аl : 0,0-0,1; 0,11-0,2 за четыре сезона года.
Wя (январь) = 0,068 + 0 = 0,068;
Wа (апрель) = 0,008 + 0,001 = 0,009;
Wи (июль) = 0 + 0 = 0;
Wо (октябрь) = 0,012 + 0,019 = 0,031.
Таким образом, можно определить долю времени за год, в течении которого система неработоспособна:
W = (0,068x1/4) + (0,009x1/4) + (0x1/4) + (0,031x1/4) = 0,0272 ~ 10 суток.
Так как градации КПА в [5] приняты равными 0,1, а для вышеприведенного извещателя вычисленное аl кр по формуле (9) гораздо меньше 0,1, для оценки W воспользуемся формулой:

которая получена для лазерной связи на основе среднестатистических данных для некоторых городов России, где a и b - константы для конкретной географической точки.
Из таблицы [6] возьмем константы для г. Йошкар-Олы (как ближайшего к Казани города)
a = 0,0114, b = 1,34.
Для МДВкр = 0,127 км по формуле (10) получаем
W = 7,18 • 10-4 = 0,0718% = 0,262 суток.
Полезность предложенной методики заключается в том, что она позволяет на этапе проектирования устройства оценить (весьма приближенно из-за принятых допущений) погодные условия и время его неработоспособности за год.
Ввиду неизбежной неработоспособности охранных устройств типа «Лучевой барьер» в случае плохой погоды (дождь, туман и т.д.) рекомендуется применять другие виды (принципы действия) охраны, которые в обычное время являются резервными или дублирующими. В данном случае при МДВ меньше 0,127 км можно перейти на другой вид охраны.
В каждом частном случае эта задача решается разработчиком в соответствии с техническим заданием. МДВ определяется визуально или с помощью приборов, что рассмотрено в специальной литературе [5, 7].

Юрий Беляков и Виктор Рожин, кандидаты технических наук, доценты кафедры оптико-электронных систем Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева
Авторы благодарят профессора Г.И. Ильина за консультации, оказанные при написании статьи.


Системы охраны периметра

Внешний вид ИД-40 Внешний вид ИД-40
ИД-40
2 660

Производитель Полисервис
Внешний вид ИД-70 Внешний вид ИД-70
ИД-70
4 240

Производитель Полисервис
Внешний вид ИКС-1 Внешний вид ИКС-1
ИКС-1
2 750

Производитель Полисервис
Внешний вид ИД-40-312 Внешний вид ИД-40-312
Зона обнаружения "коридор" 40х3х2 м, Iпотр.=5 мА, металлический корпус , -40...+50°C, IP65
3 120

Производитель Полисервис
Внешний вид ИКС-1-012 Внешний вид ИКС-1-012
Извещатель охранный инфракрасный 1 ИК-луч, до 100 м, Uпит.=8…28 В, металлический корпус, -40...+50°C, IP65, Iпотр. БИ=0,5 мА, Iпотр. БП=3 мА
3 160

Производитель Полисервис
Внешний вид ИД-40-1 Внешний вид ИД-40-1
Зона обнаружения "коридор" 40х3х2 м, Iпотр.=16 мА
3 310

Производитель Полисервис
Внешний вид ИД-50 Внешний вид ИД-50
ИД-50
3 380

Производитель Полисервис
Внешний вид Паук-ВП Внешний вид Паук-ВП
Паук-ВП
3 404

Производитель Охранная техника
Внешний вид ИД-12Е Внешний вид ИД-12Е
ИД-12Е
3 420

Производитель Полисервис
Внешний вид ИД-50-312 Внешний вид ИД-50-312
Зона обнаружения "коридор" 50х3х2 м, Iпотр.=5 мА, металлический корпус , -40...+50°C, IP65
3 980

Производитель Полисервис
Найдено товаров: 198
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ