Detectores acústicos de rotura de cristales.
La nueva norma rusa que establece requisitos técnicos generales para los detectores acústicos de rotura de vidrio (GDS) entró en vigor en julio de este año.
La norma ayudará a resolver muchos problemas asociados con la elección del GDS para su uso. en instalaciones nacionales.
Desventajas de las muestras extranjeras
Los detectores acústicos (o de sonido) pasivos, diseñados para controlar la integridad de las estructuras acristaladas en espacios cerrados, son uno de los equipos técnicos de seguridad más comunes en el mercado internacional.
Su popularidad crece cada año.
Habiendo aparecido hace apenas unos años, se han extendido por todos los países desarrollados, ofreciendo una competencia digna a los detectores de finalidades similares (vibración, contacto eléctrico y de choque). Pero el camino hacia el éxito no fue fácil.
A principios de los 90. En Rusia han aparecido equipos de seguridad extranjeros, incluida una amplia gama de estos nuevos sensores. A muchos consumidores nacionales y especialistas que trabajan en el campo de la protección y seguridad de objetos les gustaron inmediatamente.
Sin embargo, los detectores tenían varias desventajas: algunos tenían poca resistencia a las interferencias, otros — no se registró la destrucción del vidrio fabricado en Rusia.
Este problema se sintió especialmente en las unidades de seguridad privada del Ministerio del Interior de Rusia, cuyas responsabilidades incluyen seleccionar e instalar alarmas, responder a las alarmas (detener al infractor) y asegurar al cliente (indemnización por daños por robo).
Al respecto en 1994, el Centro de Investigación «Seguridad» El Ministerio del Interior de Rusia GUVO y el Gosstandart de Rusia comenzaron a desarrollar activamente un marco regulatorio para garantizar un control profesional sobre la calidad de los productos de este tipo que ingresan al mercado ruso.
En el trabajo sobre la nueva norma estatal participaron más de diez organizaciones, departamentos, institutos de investigación y fabricantes de equipos de seguridad interesados y competentes, incluidos los miembros permanentes del Comité Técnico de Normalización TC 234 «Medios técnicos de seguridad, protección y alarma contra incendios» .
Como resultado de esfuerzos conjuntos, en 1998 apareció GOST R 51186-98 «Detectores de sonido de seguridad pasiva para bloquear estructuras acristaladas en espacios cerrados.
Requisitos técnicos generales y métodos de prueba» (Alarma sónica para detectores pasivos de rotura de cristales para uso en edificios. Requisitos técnicos generales y métodos de ensayo), que entró en vigor el 1 de julio de 1999
La estructura del documento se muestra en la Fig. 1.
TK 234 también envió las propuestas necesarias para el desarrollo del documento internacional correspondiente a la oficina de representación de IEC en Rusia (TK-79/IEC).
Fig. 1. Estructura de GOSTR51186-98
Pero la baja inmunidad al ruido de las primeras muestras de AIRS preocupó no sólo a los especialistas rusos.
Así, como resultado de un análisis de las causas de las falsas alarmas recibidas de las instalaciones donde se utilizaron las alarmas en cuestión, en 1994, bajo los auspicios de la «Asociación de Fabricantes de Equipos de Seguridad» (SIA) en Washington, D.C. desarrolló el «Estándar de detector acústico de rotura de vidrio— medidas para reducir el número de falsas alarmas», que es principalmente un manual de instrucciones para el funcionamiento de estos sensores (su estructura se muestra en la Fig. 2).
Fig. 2. Estructura del estándar SIA
Alto nivel de los estándares rusos
Como muestra un análisis del desarrollo de AIRS, en la lucha por la inmunidad al ruido, no todos los desarrolladores y fabricantes han elegido la dirección correcta.
Por ejemplo, algunas empresas extranjeras (principalmente estadounidenses) comenzaron a luchar para reducir falsas alarmas de sus sensores incluso en caso de daño a su capacidad de detección.
Esta situación categóricamente no convenía al servicio de seguridad privado ni a los órganos Gosstandart de Rusia, por lo que, desde cierto punto, la elección de este tipo de Se empezó a prestar más atención a los detectores para uso en instalaciones domésticas.
Sólo unos pocos fabricantes lograron superar esta selección (ver artículo «Detectores acústicos de rotura de vidrio», «Sistemas de seguridad, comunicaciones y telecomunicaciones», 1998, n° 22).
Al mismo tiempo, algunas empresas que recibieron una opinión negativa de los expertos rusos modificaron sus productos en consecuencia y posteriormente pasaron con éxito el proceso de selección, mientras que otras buscaron excusas para sus «fracasos», acusando públicamente a los expertos de su incapacidad para leer las instrucciones, y los rusos vidrio — ; en la publicación «sobrenatural» sonidos en el momento de su destrucción deliberada,
Características técnicas de AIRS
Consideremos las principales características de AIRS desde el punto de vista de lo anterior estándares, así como documentos regulatorios de campos relacionados, con los que están interconectados.
Los requisitos más importantes para los detectores irán acompañados de extractos de las secciones pertinentes de los métodos de prueba de la norma rusa, comentarios y recomendaciones prácticas.
Funcionamiento
De acuerdo con GOST R 51186- Los 98 parámetros funcionales principales del AIRS son: sensibilidad, frecuencia de funcionamiento, alcance, probabilidad de detección, inmunidad al ruido ante impactos no destructivos en una estructura protegida, resistencia a interferencias acústicas, tiempo para estar listo para trabajar. y para restaurar el estado normal, parámetros de notificación de alarma.
La sensibilidad de los detectores en cuestión a la(s) frecuencia(s) de funcionamiento debe corresponder al(los) nivel(es) mínimo(s) de presión sonora requerido(s) para generar una notificación de alarma cuando se rompe una hoja de vidrio.
Generalmente se expresa en dB (en relación con el nivel cero estándar 2×10 -5 Pa) y actúa principalmente como un parámetro controlado durante una serie de pruebas.
El control de la sensibilidad se realiza mediante generadores estándar (baja frecuencia, ruido blanco, espectro discreto, etc.), amplificadores, emisores acústicos, micrófonos de medición, ecualizadores o filtros de paso de banda estandarizados (octava, 1/3 de octava, etc.), nivel de presión sonora. metros (sonómetros) de acuerdo con el diagrama de bloques que se muestra en la Fig. 3.
Al realizar dichas mediciones, las condiciones de «campo libre» según GOST R 16123-88 (IEC 268-4-72).
De este modo, se hace realidad la posibilidad de crear equipos metrológicos que cumplan con los requisitos de las normas rusas, así como con el nivel requerido de reproducibilidad de los resultados de las pruebas.
Fig. 3. Diagrama de bloques de la instalación para probar la sensibilidad a la frecuencia de funcionamiento y la inmunidad al ruido de AIRS con interferencia sonora
En este sentido, para garantizar la conveniencia y el costo aceptable de las pruebas asociadas con la medición (monitoreo) de la sensibilidad de los detectores, GOST R 51186-98 establece un requisito para su frecuencia (frecuencias) de operación, que se recomienda seleccionar del rango (Tabla 1) según GOST 12090-80 (IEC-1, ISO 266) en el rango de 31,5 a 16.000 Hz.
Tabla 1. Filas preferidas para seleccionar la frecuencia de funcionamiento de AIRS según GOST 12090- 80
La llamada inmunidad al ruido acústico de AIRS se verifica cuando se expone a una señal (señales) sinusoidales con una frecuencia portadora correspondiente a la frecuencia de operación, así como a una señal de audio de banda ancha con la característica espectral de ruido blanco (Fig. 4).
Durante un estudio experto de los detectores, además de los requisitos especificados, se analiza su resistencia a los efectos del ruido doméstico típico, señales de alarmas sonoras de seguridad y contra incendios, sistemas de soporte vital y otros.
Fig. 4. Ejemplos de señales para probar la inmunidad al ruido acústico AIRS Señal de espectro discreto «ruido blanco «, características espectrales de las señales.
La inmunidad al ruido de los sensores durante un impacto mecánico sobre el vidrio protegido es Se comprueba aplicando impactos repetidos no destructivos con una energía de 1,9 J.
Para estos fines, las pruebas utilizan una pelota de goma que pesa 0,39 kg y una dureza de 60 unidades internacionales IRHD.
Cabe señalar que todos los requisitos de inmunidad al ruido AIRS de acuerdo con GOST R 51186-98 se prueban en su sensibilidad máxima (si hay un ajuste apropiado).
Imagen 5. Un rango de valores para seleccionar el rango máximo de AIRS
Para seleccionar el alcance máximo de los detectores, la norma rusa recomienda utilizar un rango de valores de 3 a 15 m (Fig. 5), lo que permite configurar el valor nominal de este parámetro. y el error correspondiente en su medición.
Como muestra la experiencia operativa de AIRS, la característica funcional más importante, que determina en gran medida la idoneidad de los detectores para su uso en las instalaciones, es la probabilidad de que detecten la destrucción del vidrio protegido. Según GOST R 51186-98 — no inferior a 0,9.
Esto no es más que el nivel mínimo aceptable, cuyo cumplimiento nos permite considerar al detector “profesional”.
Les recordamos que este requisito hoy cumple sólo una cantidad muy pequeña de sensores producidos comercialmente.
La prueba de la probabilidad de detección de AIRS generalmente se lleva a cabo junto con la prueba de su alcance máximo e inmunidad a la interferencia durante un impacto no destructivo sobre el vidrio protegido.
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Fig. 6. Esquema para probar el alcance, la probabilidad de detección y la inmunidad al ruido de AIRS
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que al evaluar la capacidad de detección de los detectores, los expertos rusos nunca se limitan a datos sobre la destrucción estándar. de un solo tipo y tamaño de vidrio.
Durante las pruebas a gran escala, se produce la penetración a través de una estructura acristalada, como suele ocurrir en la práctica criminal conocida.
En este caso, vidrio de varios tipos y tamaños, empezando por el área mínima protegida, está sujeto a destrucción. El espesor del vidrio se selecciona del rango especificado en la documentación adjunta al dispositivo que se está probando. Está claro que la complejidad y el coste de este tipo de pruebas son bastante elevados.
Tabla 2. Datos para planificar pruebas AIRS según GOST R 51186-98
Tabla. La Tabla 2 presenta la información necesaria para planificar pruebas funcionales de AIRS y evaluar sus resultados de acuerdo con GOST R 51186-98.
Tabla. La Tabla 3 muestra los principales tipos de vidrio de construcción utilizados en Rusia para rellenar aberturas translúcidas en espacios cerrados y sujetos a bloqueo en caso de rotura.
Tabla 3. Construcción vidrio utilizado en Rusia
Es apropiado señalar que en la documentación adjunta para la mayoría de los sensores importados, la información sobre los tipos y parámetros del vidrio protegido está completamente ausente o los datos proporcionados no cumplen con los requisitos de las normas rusas, y también se utilizan declaraciones dudosas sobre la capacidades ilimitadas de un tipo particular de detector.
B El estándar SIA no especifica requisitos funcionales para AIRS; que el consumidor debería poder comprar algún tipo de dispositivo para medir con precisión el alcance de los detectores cuando se instalen en el sitio.
De acuerdo, no está del todo claro lo que se quiere decir. Sólo se puede suponer que estamos hablando de simuladores electrónicos de sonido de rotura de cristales (simuladores).
Pero estos dispositivos no son del todo adecuados para este tipo de mediciones, especialmente las precisas.
La probabilidad de error en este caso puede ser muy importante, ya que no hay ninguna referencia a un objeto específico.
Los simuladores electrónicos sólo se pueden utilizar eficazmente para realizar pruebas parciales de la funcionalidad de los sensores ya instalados en el objeto.
Una evaluación del alcance del AIRS o su adaptación a las condiciones específicas del objeto protegido sólo se puede realizar correctamente aplicando efectos simulados reales al vidrio protegido, como se hace, por ejemplo, al instalar la mayoría de dispositivos domésticos.
No es necesario comprar simuladores costosos.
La dificultad para desarrollar los requisitos funcionales considerados para este tipo de detector radica principalmente en las características específicas de las señales acústicas que surgen cuando la estructura acristalada está destruidos y propagados en el ambiente aéreo de un espacio cerrado.
La especificidad de estas señales es tal que a priori es imposible describirlas con precisión utilizando parámetros específicos.
Esto se debe a la influencia en la formación de señales de muchos factores objetivos que cambian de un caso a otro — desde las condiciones del lugar de emisión de las señales (parámetros del vidrio, métodos de fijación y destrucción, características de la estructura de soporte, etc.) hasta las condiciones de propagación y recepción de las señales (características del interior, propiedades acústicas de la habitación, diseño del detector).
Los principales factores se presentan en la Fig. 7.
Fig. 7. Factores que influyen en la formación de una señal acústica
Al trabajar como parte de un sistema de alarma de seguridad, AIRS debe proporcionar todos los requisitos necesarios para el acoplamiento con sus otras partes.
De acuerdo con Según el estándar ruso, los detectores deben estar listos para funcionar después de no más de 60 segundos.
Tras su encendido, como consecuencia de la destrucción del cristal, se genera una señal de alarma con el posterior restablecimiento de la actividad normal o con registro del momento.
En este caso, la duración de la alarma (sin fijación) debe ser de al menos 2 s, y el tiempo para volver al funcionamiento normal no es más de 30 s.
Fuente de alimentación, EMC, resistencia a factores externos
GOST R 51186-98 establece tres métodos de suministro de energía para AIRS:
— de fuente DC:
— de la red eléctrica de CA;
— desde el bucle de alarma (AL).
Tabla 4. Requisitos de suministro de energía AIRS según GOST R 51186-98
Los principales parámetros de suministro de energía se dan en la tabla. 4.
La norma rusa también presenta estándares para la compatibilidad electromagnética (EMC) de los detectores, que indican grados específicos de severidad de acuerdo con GOST R 50009-92, así como — intensidad de campo de las interferencias de radio generadas por los dispositivos durante el funcionamiento.
Algunos requisitos de EMC también se establecen en el estándar SIA (sección «Requisitos de diseño», subsección «Factores externos» ). En la tabla se proporcionan datos generalizados sobre estándares EMC. 5.
Tabla 5. Lista de influencias estándar para comprobar AIRS para EMC
Los requisitos para la resistencia de los AIRS a la influencia de factores externos sobre ellos (según GOST R 51186-98) se dan en la tabla. 6.
Tabla 6. Pruebas de factores externos para verificar la estabilidad de AIRS según GOST R51186-98
Seguridad
Los detectores deben cumplir con los requisitos generales de seguridad de acuerdo con GOST R 5077595 (IEC 839-1-1-88); clase de protección humana contra descargas eléctricas según GOST 12.2.007.0-75; resistencia del aislamiento eléctrico y resistencia del aislamiento eléctrico de sus circuitos de acuerdo con GOST 12997-84.
Diseño
De acuerdo con GOST R 51186-98 AIRS debe Constan de un elemento sensible (uno o más micrófonos) y un procesador ubicados en la misma o diferentes carcasas.
Cuando se coloca el elemento sensor en una carcasa separada, las líneas eléctricas que conectan el elemento sensor al procesador deben considerarse parte del dispositivo de alarma. Si estas líneas son violadas (rotura, cortocircuito), impidiendo el paso de la señal, el procesador debe proporcionar una notificación de alarma a más tardar 10 s después de la detección de estas violaciones.
Para mayor comodidad de los consumidores, así como para Para mejorar la calidad de la instalación y el funcionamiento en una instalación protegida, el diseño de los detectores debe prever:
— regulador(es) de sensibilidad (rango), para su adaptación a condiciones específicas de funcionamiento (distancia de la estructura protegida, parámetros del vidrio controlado, dimensiones y propiedades acústicas de la habitación);
— indicador de notificación de alarma e indicadores auxiliares, por ejemplo, para el control visual del nivel de interferencia en el sitio o los modos de funcionamiento (prueba/operación) de los detectores.
Para protegerse contra la manipulación, los AIRS deben tener un dispositivo incorporado (generalmente un microinterruptor o microbotón) que proporcione una notificación de alarma (mal funcionamiento, manipulación, etc.) cuando se intenta un acceso no autorizado a los controles, terminales para conectar circuitos eléctricos externos y elementos de fijación. .
Se verifica que la carcasa del detector cumpla con el grado de protección de acuerdo con GOST R 14254-96 (IEC 529-89), seleccionado del rango: 1РЗО, 1РЗЗ, 1Р34, 1Р40, 1Р41, 1Р44, y debe garantizar su fijación fiable durante la instalación.
Los requisitos para la interfaz AIRS son que deben tener en la salida una llave electrónica que esté abierta en el estado normal (modo standby) y cerrada en el momento de la alarma, o contactos de relé que estén cerrados en el estado normal y abiertos en el momento de la alarma. estado de alarma.
Para alarmas con alimentación desde el panel de control de alarma, los parámetros de la interfaz se configuran en sus especificaciones.
Fiabilidad
De acuerdo con GOST R 51186-98, el tiempo de funcionamiento promedio de falla de los detectores en condiciones normales — no menos de 60000 43.
Documentación adjunta Además de los requisitos generales (según GOST R 5077595) a la documentación técnica adjunta a AIRS, de acuerdo con GOST R 51186-98, se requiere información sobre la gama de espesores, dimensiones mínimas (área) y marca de controlado lámina de vidrio, tipos de estructuras acristaladas protegidas y características de fijación del vidrio en las mismas (si las hubiera).
La norma SIA recomienda que las instrucciones de instalación de los detectores indiquen adicionalmente: tipos de vidrio monitoreado, procedimientos para verificar (configurar) el rango y el modelo de medidor requerido, una lista de fuentes conocidas de interferencia, recomendaciones para verificar periódicamente la funcionalidad de los sensores, instrucciones para su instalación, uso, etc.
Recomendaciones de uso
La norma SIA contiene recomendaciones generales para el uso e instalación de AIRS, cuya implementación puede ayudar a aumentar la confiabilidad de la detección del detector (reducir la cantidad de activaciones falsas y aumentar la probabilidad de registrar roturas de vidrio).
Las principales recomendaciones se dan en la tabla. 7.
Tabla 7. Medidas operativas para aumentar la fiabilidad de la detección de AIRS
Además, se incluyen todos los datos necesarios sobre la colocación y mantenimiento de los aparatos domésticos modernos están contenidos en sus manuales de instrucciones.