SISTEMAS DE SEGURIDAD PERIMETRAL CON SENSORES DE FIBRA ÓPTICA.

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SISTEMAS DE SEGURIDAD PERIMETRAL CON SENSORES DE FIBRA ÓPTICA.

SISTEMAS DE SEGURIDAD PERIMETRAL CON SENSORES DE FIBRA ÓPTICA.

VVEDENSKY Boris Sergeevich, Candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas

SISTEMAS DE SEGURIDAD PERIMETRAL CON FIBRA ÓPTICA SENSORES

Principios generales de funcionamiento de los sistemas de seguridad con sensores de fibra óptica

Los cables de fibra óptica, utilizados habitualmente para transmitir información, también pueden utilizarse como sensores para sistemas de seguridad perimetral. La deformación de una fibra óptica cambia sus parámetros ópticos y, como consecuencia, las características de la radiación que atraviesa la fibra. Debido a los principios físicos específicos utilizados, los sistemas de fibra óptica se caracterizan por una muy baja susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas, lo que permite su uso en entornos electrofísicos desfavorables.

Una fibra óptica es generalmente una guía de luz coaxial. La luz viaja a lo largo de la parte central (núcleo) del cable. Adyacente al núcleo de la fibra hay una cubierta transparente, que tiene un índice de refracción más bajo que el núcleo. La luz que se propaga en ángulo con respecto al eje de la fibra se refleja desde la interfaz entre el núcleo y el revestimiento y se concentra en la parte central de la fibra. El revestimiento exterior opaco sirve para proteger mecánicamente el cable.

Como fuente de radiación se suelen utilizar láseres semiconductores en miniatura o LED. A la salida del cable, la radiación es detectada por un fotodetector que convierte la señal óptica en eléctrica. Cuando la fibra se deforma, las condiciones de reflexión interna cambian, como resultado de lo cual cambian las características espaciales y de fase del haz en la salida del cable. Estos cambios son registrados por el fotodetector y procesados ​​por el analizador de señales.

Las guías de luz de fibra se dividen en multimodo y monomodo. El diámetro del núcleo de las fibras multimodo suele ser de 50…100 micrones. Una gran cantidad de tipos de ondas (modos) con diferentes parámetros geométricos se propagan simultáneamente a lo largo de dicha fibra. Estos rayos experimentan múltiples reflexiones desde el límite entre el núcleo y el revestimiento, lo que conduce a una notable atenuación de las señales.

El diámetro del núcleo de las fibras monomodo no supera las 10 micras. . En una fibra de este tipo sólo se puede propagar un tipo de onda (modo), y la atenuación de la luz aquí es significativamente menor que en las fibras multimodo.

Los sistemas de seguridad de fibra óptica utilizan varios métodos para registrar señales de intrusión:

Método de registro de interferencia intermodal

Un láser semiconductor generalmente genera varias docenas de modos (líneas espectrales) de frecuencia cercana con una cierta distribución de energía en todo el espectro de radiación. Si un cable de fibra óptica multimodo se somete a esfuerzos mecánicos, a su salida cambia el espectro de radiación registrado por el receptor, lo que permite detectar deformaciones en el cable.

Método para registrar la estructura moteada

En la salida de En una fibra óptica multimodo se observa la llamada “estructura moteada”, que es un sistema irregular de puntos claros y oscuros. Cuando la fibra se deforma o vibra, la estructura moteada de la radiación sufre cambios. Para detectar deformaciones en los cables se utilizan fotodetectores espacialmente sensibles.

Método de interferencia

Este método utiliza el principio de interferometría de dos haces. El rayo láser se divide en dos y se dirige a dos fibras ópticas monomodo idénticas, una de las cuales es una fibra de detección y la otra es una fibra de referencia. En el extremo receptor ambos haces forman un patrón de interferencia. Los impactos mecánicos sobre el cable sensible provocan cambios en el patrón de interferencias, que son registrados por el fotodetector.

En los últimos años se han desarrollado una gran cantidad de sistemas de seguridad con sensores de fibra óptica, que se utilizan para proteger diversos tipos de perímetros. Algunos de los sistemas modernos se describen brevemente a continuación.

Sistemas para proteger vallas elásticas

La empresa australiana Future Fiber Technologies (FFT) utiliza dos tecnologías de detección principales mediante sensores de fibra óptica.

La primera tecnología, denominada M/V, permite detectar el movimiento y la vibración del cable (Movement & Vibration — M/V). El cable del sensor (Fig. 1) está conectado a los módulos inicial y final. El analizador M/V se conecta al módulo inicial mediante un cable óptico pasivo. La radiación de un láser semiconductor se suministra al elemento sensible y el sistema registra la señal reflejada desde el módulo final.


Arroz. 1. Diagrama de bloques de la tecnología FFT M/V para detectar movimiento y vibración de cable de fibra óptica

Cuando una fibra óptica multimodo se mueve o vibra, la distribución de energía entre los modos individuales cambia. Estos cambios son registrados por un fotodetector óptico y procesados ​​por el analizador. El sistema M/V utiliza fibras ópticas multimodo con un diámetro de núcleo de 62,5 micras. La fuente de luz es un láser semiconductor con una potencia de 1…2 mW, que funciona a una longitud de onda de 1,31 micrones. La tecnología M/V permite registrar vibraciones en el rango de frecuencia desde varios hercios hasta 300…600 hercios. Un sistema basado en fibra multimodo permite organizar zonas de seguridad de hasta 6 km de largo y se utiliza principalmente en vallas elásticas (deformables).

La segunda tecnología de FFT se basa en principio de detección de microtensiones en fibra óptica y recibió el nombre abreviado MSL (de MicroStrain Locator — Microstrain Locator). Enfig. 2muestra un diagrama de bloques del sistema. El sensor extendido consta de tres fibras separadas de un cable óptico multinúcleo. Las dos fibras superiores actúan como elementos sensibles: reciben radiación de un láser semiconductor que funciona en modo continuo. La tercera fibra (de salida) se utiliza para transmitir señales al analizador del sistema. La fuente de radiación se encuentra en el bloque analizador, desde donde se suministra radiación láser al módulo inicial a través de un cable de entrada pasivo. En este módulo, la radiación se divide en dos haces, que se alimentan a dos fibras. La radiación se transmite a través de ambas fibras al módulo terminal, en el que se produce una interferencia de ambos haces. En esencia, este sistema es un interferómetro. Si ambos brazos de este interferómetro se encuentran en estado imperturbable, entonces la imagen de interferencia en su salida, es decir en el módulo de terminales permanece sin cambios. En este caso, la señal transmitida desde el módulo terminal a través de la fibra óptica de salida al analizador no tiene componente variable. Cuando el cable se deforma o vibra, la diferencia de trayectoria óptica en las fibras sensibles (es decir, los brazos del interferómetro) cambia y el módulo terminal registra el componente variable de la señal y la transmite al analizador. El sistema MSL utiliza fibras ópticas monomodo producidas comercialmente con un diámetro de núcleo de 9 micrones.

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Arroz. 2. Diagrama de bloques de la tecnología FFT MSL
para detectar microdeformaciones de un cable de fibra óptica

La peculiaridad del sistema MSL es que Como elementos sensibles, se pueden utilizar núcleos monomodo de un cable de fibra óptica multinúcleo estándar diseñado para la transmisión de señales. Enfig. 3muestra la estructura de dicho cable, donde dos núcleos monomodo son los brazos de un interferómetro sensible. Los núcleos deben ubicarse en bordes diametralmente opuestos del cable para que la sensibilidad del sensor a la flexión sea máxima.

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Fig. 3. Diagrama de un cable de fibra óptica multinúcleo de FFT

Como fuentes de luz en la tecnología MSL se utilizan láseres semiconductores con una potencia de salida de 12…50 mW, que funcionan con una longitud de onda de 1,31 o 1,55 micrones. La alta potencia de radiación y las bajas pérdidas en el sensor permiten aumentar la longitud de una zona separada a 60 km. Según los desarrolladores, la sensibilidad de la tecnología MSL es aproximadamente tres órdenes de magnitud mayor que la de la tecnología M/V. El sistema MSL detecta vibraciones en el rango de frecuencia de aproximadamente 300 Hz a 2 kHz, que corresponde a las frecuencias características que se producen en las típicas vallas metálicas al intentar superarlas.

Obviamente, una longitud de zona de varias decenas de kilómetros es inconveniente para el uso práctico. Sin información sobre la ubicación específica de la intrusión, la alarma será casi inútil. Por lo tanto, es muy interesante que la tecnología MSL modificada haya permitido implementar la función de determinar la ubicación de una intrusión con una precisión bastante alta. Para ello se utilizan tres fibras sensoras activas, combinadas estructuralmente en un cable óptico multinúcleo. Las dos fibras superiores (Fig. 4) se utilizan para detectar intrusiones mediante un método interferométrico, y se suministra una señal de sondeo a la tercera fibra, que determina la distancia desde el inicio del cable hasta el punto en el que se producen las microdeformaciones. Los módulos de inicio y fin se utilizan aquí para procesar señales de las tres fibras. El método de localización de intrusiones utilizado es un secreto de la empresa, pero se puede suponer que utiliza una tecnología de reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR) modificada utilizada para diagnosticar daños en los cables de fibra óptica de comunicación.

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Fig. 4. Diagrama de un sistema de seguridad de fibra óptica de FFT
con la función de detectar una ubicación de intrusión

Las tecnologías desarrolladas por FFT son implementado en varias versiones de sistemas de seguridad con sensores extendidos. Sistema de valla seguraen la versión M/V está destinado a vallas de malla elástica. La longitud de una zona separada es de hasta 2 km. El cable del sensor se fija directamente a la malla mediante bridas de plástico. Los módulos inicial y final (foto 1) se colocan bajo tierra en pozos de telecomunicaciones estándar ubicados en los bordes de la zona.

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Foto 1. Módulo inicial del sistema Secure Fence en un pozo subterráneo

La empresa FFT produce un sistema de seguridad perimetral Secure Fence Taut Wire, que es una combinación de un sensor de fibra óptica y una barrera de tensión de cable. El cable sensor está montado sobre postes de soporte de 3,2 m de altura. Las vigas de alambre de púas están conectadas mecánicamente a sensores de fibra situados en los postes de soporte, que registran los cambios en la tensión del alambre. La longitud máxima de una zona separada es de 4 km. El sistema es resistente a vientos de hasta 100 km/h; un sistema de corrección automática ajusta los parámetros del sensor cuando la temperatura cambia en el rango de –40° a +75° C. El sistema Secure Fence Taut Wire detecta intentos de trepar por encima de la cerca, separar las vigas de alambre o cortarlas. El fabricante destaca la altísima capacidad de detección del sistema con un coste de mantenimiento muy moderado.

Para todos los sistemas FFT, el analizador es estructuralmente una computadora industrial instalada en el puesto de seguridad. El algoritmo de procesamiento de la señal del sensor le permite filtrar el ruido ambiental (viento, lluvia, ruido del tráfico, pájaros, etc.). Los analizadores están equipados con salidas de relé para controlar equipos adicionales.

La empresa inglesa Remsdaq produce varios sistemas de la serie Sabre con Sensores de fibra óptica. Sistema SabreFonicDiseñado para proteger perímetros de vallas metálicas de malla o celosía. Un cable sujeto a la malla genera señales de baja frecuencia cuando se intenta trepar o cortar la valla. El elemento sensor es un par de fibras ópticas de un cable LS2H con una funda protectora reforzada con Kevlar. El diámetro del núcleo es de 62,5 micrones, el diámetro de la funda es de 125 micrones y el diámetro exterior del cable es de 4,8 mm. La longitud máxima del cable entre transmisor y receptor es de 1000 m; Para la conexión al analizador se utilizan conectores ópticos SMA estándar. La fuente de radiación es un láser semiconductor con una longitud de onda de 0,78 micrones. Los cambios en la estructura moteada durante la deformación del cable se detectan mediante un fotodetector sensible a la posición.

Para el sistema SabreFonic, la empresa ha desarrollado un nuevo analizador, el procesador Sabre II, equipado con un potente sistema de procesamiento de señales digitales. El analizador está equipado con una interfaz de usuario incorporada, formada por tres indicadores LED de 7 segmentos, así como botones de selección de menú y configuración de modo. El analizador también cuenta con puertos de comunicación para configuración y diagnóstico remotos. El voltaje de suministro del analizador es de 10…14 V, el consumo de corriente es de 300 mA, el rango de temperatura de funcionamiento es de -10° a +70° C.

En el SabreTape sistema de Remsdaq, se conecta un sensor de fibra óptica a una cinta de corte montada en una cerca o dosel (foto 2). Una tira de acero galvanizado de 0,5 mm de espesor y 20 mm de ancho se estira de modo que al intentar trepar por la valla se producen deformaciones mecánicas que son registradas por un sensor. El sistema está diseñado para detectar sólo acciones muy enérgicas del intruso, pero prácticamente no da falsos positivos. El sensor es una fibra multimodo con un diámetro de núcleo/revestimiento de 50/125 µm; La fuente de radiación es un láser con una longitud de onda de 0,85 micras. Las pérdidas ópticas en la fibra no superan los 3 dB/km. El sistema está diseñado según las especificaciones del Ministerio de Defensa del Reino Unido; está diseñado para funcionar en condiciones atmosféricas desfavorables (niebla marina, vapores ácidos, emisiones industriales, arena) y un rango de temperatura de -30° a +70° C.

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Foto 2. Barrera de señal del sistema SabreTape de Remsdaq
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Sensor del sistema perimetral F-5000 Fibernet de la empresa israelí TRANS Security Systems and Technology(TSS ) es una red soldada a partir de fibra óptica multimodo de un solo núcleo protegida por una funda de plástico reforzada con Kevlar. La funda proporciona protección a la fibra contra la radiación UV, la humedad, el agua salada, etc. La red consta de celdas con un lado de 16 cm; En cada intersección, las fibras se sueldan por ultrasonidos y se protegen con una cubierta de plástico. La radiación pulsada de un LED que funciona en el rango de infrarrojos cercano (longitud de onda de 0,85 o 1,3 µm) se distribuye por toda la red. El receptor de radiación es un fotodiodo PIN. El emisor y el receptor se conectan a la red mediante conectores ópticos estándar tipo ST. El procesamiento de la señal lo realiza el procesador de la serie F-5000, diseñado para 2 o 4 zonas de hasta 100 m de largo cada una. El procesador independiente F-5000-1 tiene contactos de relé en su salida y el procesador F-5000-2 está conectado al sistema de control por computadora TEE-400. Los procesadores están alojados en cajas selladas de 500x400x200 mm; se alimentan de una fuente de 48 V CC; el rango de temperatura de funcionamiento del sistema es de -30° a +70° C.

Dependiendo de la selección del umbral de respuesta, el sistema F-5000 genera una alarma cuando la tensión o rotura de fibra en alguna de las celdas de la red. La red de fibra óptica 1 (Fig. 5) se instala de forma autónoma o se fija junto a una valla existente 2. Se divide en dos partes: la parte inferior, de 2-3 m de altura, se fija a la valla, y la parte superior de la red tiene forma de marquesina sujeta a postes elásticos de fibra de vidrio 3, instalado con una inclinación cada 2 metros. La parte inferior de la red se tensa entre tubos metálicos horizontales 4, reforzado respectivamente a lo largo de los bordes superior e inferior de la valla principal. La parte inferior de la barrera de señal forma una zona de seguridad separada, que está configurada para activarse solo en caso de una interrupción en las celdas de la red, lo que elimina la activación por factores aleatorios (animales, personas que pasan cerca, vehículos, etc.) durante el uso. el sistema en regiones densamente pobladas.

La parte superior de la barrera de señales F-5000 forma una zona de seguridad separada. A lo largo del extremo superior de la visera se monta un cable de fibra óptica 5 con una trenza duradera, lo que permite utilizar este cable como elemento tensor. El cable se conecta ópticamente a la red sensible mediante 6 convertidores. El diseño de la marquesina es bastante flexible y el procesador de esta zona de seguridad está configurado para registrar la escalada sobre la marquesina. Tenga en cuenta que si se rompen celdas individuales, no es necesario cambiar toda la red. El sensor se restaura mediante secciones de cable y puentes ópticos especiales.

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Fig. 5. Sistema de seguridad de barrera de señales F-5000 de TSS:

1 – red de cable de fibra óptica; 2 – valla existente; 3 – rejillas de fibra de vidrio; 4 – tubos metálicos tensores; 5 – cable de fibra óptica con trenza reforzada; 6 – convertidores ópticos

El sistema F-5000 también puede integrarse en paredes (protección de edificios y locales) o montarse bajo tierra a una profundidad de hasta a 50 cm (barreras anti-socavamiento). Para objetos con un grado de protección muy alto, la empresa produce un sistema modificado F-6000, que forma una barrera de señal de 4 metros de altura.

Compañía estadounidense Fiber SenSys Inc. produce varios sistemas perimetrales de fibra óptica en la serie Fiber Defender (FD). Modelo FD-205Diseñado tanto para la protección de vallas y muros, como para instalación subterránea. La longitud máxima de una zona de seguridad es de 2000 m. El sistema utiliza procesamiento digital de señales de sensores; El procesador del sistema ajusta automáticamente los parámetros del sistema en función del ruido generado por el viento. Para ajustar el procesador, se puede utilizar un anemómetro conectado a él para registrar la velocidad del viento. Los procesadores de la serie FD-205 están montados en vallas; Se pueden conectar hasta 127 procesadores a un solo sistema usando un cable de fibra de comunicación.

Sistema FD-208destinado a objetos con condiciones desfavorables para el funcionamiento de equipos electrónicos (interferencias electromagnéticas, ambientes agresivos, etc.). Todos los procesadores se instalan en un rack en un puesto de seguridad, que puede ubicarse hasta a 10 km del perímetro.

Una modificación del sistema denominada FD-220, utiliza sensores de cable de fibra estándar (tipo SC3) y sensores encamisados ​​(SC4). La longitud máxima de una zona de seguridad es de 2000 m. Los cables ópticos se conectan al procesador mediante conectores tipo ST estándar. Según los fabricantes, la vida útil del sensor de cable es de al menos 20 años. El procesador del sistema FD-220 se puede utilizar como dispositivo de seguridad independiente y como parte de un sistema de red con sondeo en serie a través de la interfaz RS-232C. El procesador se alimenta de una fuente de voltaje de 10…24 V, el consumo de energía es de 2,1 W. El rango de temperatura de funcionamiento de los sistemas de la serie SDI es de -30° a +55° C.

La empresa israelí Magal ha lanzado una barrera de señal de fibra óptica FibraMESH 2005 , instalado en vallas de malla. El sensor de fibra óptica está recubierto con una funda protectora de poliéster; El diámetro exterior del cable es de 3,5 mm. Como fuente de radiación se utiliza un láser infrarrojo semiconductor pulsado. La rejilla táctil bidimensional tiene celdas de 15×15 cm; Los cables de fibra están soldados en cada nodo de la red. El borde inferior de la malla está unido a un tubo horizontal que impide intentos de levantar la malla. La parte superior de la malla, de aproximadamente 1 m de altura, se realiza en forma de marquesina sobre la valla principal. El elemento superior del visor de señales es un sensor de tensión del cable al que está fijada una sensible red de fibra óptica. Si intenta cortar o deformar la malla, un sensor de fibra óptica emite una señal de alarma. Cuando intentas saltar la valla, se activa un sensor de tensión del cable (electromecánico), que tiene un umbral de respuesta ajustable (tensión de 15 a 40 kg).

La valla de señalización FiberMESH 2005 se suministra en secciones de 10 m de largo y 2,0, 2,5 o 3,0 m de altura. Las secciones adyacentes se conectan y unen mecánicamente mediante un canal óptico. La longitud estándar de una zona es de 100 m.

La unidad de procesamiento de señales electrónicas está ubicada en el centro de la zona; A él se conectan dos mitades de 50 metros de una barrera de fibra óptica y un convertidor de sensor de tensión. La unidad electrónica del sistema perimetral se conecta al puesto de control a través de la interfaz RS-422. El sistema se alimenta desde una fuente de voltaje de 10 a 30 V; consumiendo una corriente de 4 mA en modo de espera y una corriente de 45 mA en modo de alarma. Según los desarrolladores, el sistema es resistente a vientos de hasta 70 km/h y permanece operativo incluso bajo lluvia y nieve; rango de temperatura de funcionamiento: de -30° a +72° C.

La empresa canadiense Senstar-Stellar produce un sistema de seguridad de fibra óptica IntelliFIBER b>, diseñado para proteger vallas perimetrales de malla. El cable del sensor contiene dos núcleos de fibra óptica en una funda protectora; el sensor se fija directamente a la valla. Los núcleos ópticos se conectan mediante conectores ópticos estándar tipo ST a la salida del láser semiconductor y a la entrada del fotodetector en la placa de la unidad electrónica (analizador). La unidad electrónica registra los cambios en los parámetros ópticos del cable provocados por las deformaciones de la valla durante los intentos de intrusión. Curiosamente, la solución de diseño del nuevo sistema se basa en el uso de la unidad electrónica Intelli-FLEX del conocido sistema de seguridad de la misma empresa, que utiliza como sensor un cable coaxial sensible a las vibraciones. Cuando se utiliza un cable óptico, la unidad electrónica se complementa con un módulo óptico que contiene un emisor láser, un fotodetector y un medidor de potencia de radiación recibida con un indicador LED. El propio módulo óptico consume 1,2 W de potencia; cuando se instala, se conservan las funciones de todos los cables de señal conectados a un procesador estándar de la serie Intelli-FLEX.

El procesador Intelli-FLEX está configurado para detectar dos tipos principales de intrusión: trepar una valla o destruirla. Para cada canal en el procesador, se establecen umbrales de sensibilidad, la duración mínima de una intrusión y la ventana de tiempo del contador de eventos. Utilizando un programador independiente, se configuran los parámetros de sensibilidad del procesador y los modos de compensación climática. La longitud máxima de una zona de seguridad con sensor de fibra óptica es de 2 km; el rango de temperatura de funcionamiento del sistema es de -40° a +70° C. Como todos los dispositivos de fibra óptica, este sistema se caracteriza por su inmunidad a las interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia. Para proteger la unidad electrónica de las descargas de rayos, se utilizan pararrayos de gas en todas las salidas de relé, así como en los terminales de los cables de alimentación y alarma.

Sistemas para proteger vallas y muros duros

La sensibilidad de un sensor de fibra óptica suele ser insuficiente para registrar directamente las vibraciones de vallas metálicas rígidas, por lo que los fabricantes de sistemas de seguridad desarrollan barreras especiales con sensores de fibra óptica integrados.

Para Para la protección de vallas metálicas rígidas, la empresa israelí Magal ha desarrollado el sistema INNO-FENCE. Una característica distintiva del sistema es que el sensor de fibra está integrado en el canal horizontal superior del panel de la cerca, a través del cual pasan los postes verticales de la cerca. El sensor queda completamente oculto por la tapa; reacciona a las deformaciones del canal horizontal de la valla que se producen al intentar superarla. El cable de fibra multimodo tiene un núcleo con una estructura de 100/140 micrones, una absorción específica de 7 dB/km. El sistema utiliza un láser semiconductor con una longitud de onda de 850 nm y una banda de frecuencia efectiva de al menos 200 MHz. La unidad electrónica receptora/transmisora ​​analiza las señales del cable y genera una alarma cuando se supera un determinado umbral de impacto mecánico en la valla. Según los desarrolladores, el sistema tiene una baja tasa de falsas alarmas y prácticamente no requiere mantenimiento. Sin embargo, la desventaja del sistema es su sensibilidad relativamente baja. Para que el sistema funcione es necesario aplicar una fuerza superior a 40 kg sobre la valla o deformar las barras de la valla, creando un espacio de al menos 220 mm entre ellas. Por lo tanto, el sistema sólo registrará intrusiones de “energía” acompañadas de importantes impactos mecánicos. La unidad electrónica de dos zonas del sistema INNO-FENCE — FOST (Transpondedor de sensor de fibra óptica — Traductor de sensor de fibra óptica) — se alimenta de una fuente de 12 V y consume una corriente de solo 4 mA en modo de espera. Dispone de salidas de relé y una interfaz RS-422 para transferencia de datos. El rango de temperatura de funcionamiento del sistema es de -20° a +71° C.

La empresa australiana FFT ha desarrollado una serie de barreras especiales como Secure Fence Palisadecon sensores integrados en ellos. El cable del sensor óptico queda oculto en el canal superior en forma de caja por donde pasan los postes verticales de la valla. Estos postes tienen cierto grado de libertad y pueden moverse, rotar o vibrar ligeramente cuando se aplican mecánicamente, generando una señal en el cable sensor unido a los postes. El sistema detecta varios tipos de intrusión: trepar, aserrar o deslizar postes.

La barrera de señalización semirrígida Secure Fence Palisade, que se instala en la parte superior de paredes o vallas, se construye utilizando el mismo principio. Los elementos metálicos de dicha barrera de señal se fijan mecánicamente a un sensor de fibra colocado a lo largo del extremo de la pared. Cuando un intruso se apoya en la barrera, esta se deforma y el sistema genera una alarma.

Para proteger paredes y barreras rígidas, Remsdaq produce el sistema Optimesh., donde los cables de fibra óptica forman una red de celdas cuadradas que se montan dentro de paredes o tabiques. El sistema sólo se activa cuando el cable se rompe, por lo que sólo registra impactos fuertes de “fuerza” (por ejemplo, una rotura de pared). Es cierto que con este criterio de detección la probabilidad de falsas alarmas es bastante baja.

Sistemas subterráneos con cables de fibra óptica

El sistema SabreLine de Remsdaq (Fig. 6) está destinado a proteger los accesos a objetos o zonas restringidas. El cable óptico se encuentra a lo largo del borde del perímetro protegido y está enmascarado con una capa protectora. El cable se coloca entre dos esteras elásticas y se tiende en bucles paralelos a intervalos de 20 cm por debajo de la superficie del suelo a una profundidad de 5 cm. El sensor detecta los cambios de presión causados ​​por una persona que camina o gatea. El cable tiene un núcleo con un diámetro de 100/140 micrones; diámetro exterior del cable – 2,4 mm. El emisor y el analizador tienen características similares al sistema SabreFonic. La unidad electrónica se instala bajo tierra en un pozo especial cubierto con una tapa de metal. Un cable de señal subterráneo conecta el analizador al panel de control. Remsdaq afirma que cuando la zanja perimetral está preparada adecuadamente, el sistema de seguridad subterráneo funciona eficazmente en desiertos, en suelos de hierba y grava y debajo de carreteras asfaltadas.

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Fig. 6. Diagrama de bloques del sistema subterráneo de fibra óptica SabreLine de Remsdaq

Sistema El F-7000-FOBS de TSS también está diseñado para instalación subterránea y registra la presión del suelo generada por el intruso (foto 3). Para ello, se coloca el cable óptico a una profundidad de 5 a 10 cm por debajo de la superficie del suelo, doblándolo en forma de bucle que cubre una tira de 1 a 2 metros de ancho. Para garantizar una sensibilidad alta y uniforme, el cable se tiende sobre una rejilla metálica ligera y se cubre con la misma rejilla en la parte superior. Este sistema se puede utilizar en casi todos los tipos de suelo: arena, grava, suelos arcillosos, etc.

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Foto 3. F-7000-FOBS
sistema de fibra óptica para aplicaciones subterráneas

Como sensor en todas las variantes del sistema F-7000 Se utiliza un cable de fibra óptica multimodo con una funda protectora duradera. La fuente de radiación es un láser semiconductor con una longitud de onda de 1,3 micrones. Longitud máxima del cable – 5000 m; Para la conexión al procesador se utilizan conectores FC o ST estándar. Los procesadores de la serie F-7500 están disponibles en opciones de dos o cuatro zonas. Se colocan en cajas de plástico selladas de 300x400x200 mm; utiliza una fuente de alimentación de 12 V/0,5 A con batería de respaldo.

El sistema subterráneo de FFT, llamado Secure Fence BGS(de Below Ground System), se colocan dos cables de sensores separados a lo largo del perímetro. Normalmente este sistema se utiliza como una segunda línea de seguridad paralela a la valla principal. Los cables se colocan en una zanja a una profundidad de 50…75 mm y se fijan a una malla de plástico (Fig. 7), lo que aumenta la sensibilidad del sistema y la probabilidad de registrar una persona caminando sobre el suelo. El procesamiento de correlación de señales de ambos cables de fibra óptica le permite filtrar señales de interferencia (ruido de lluvia, ruido de tráfico, etc.) y resaltar señales de intrusión reales en su contexto. El sistema le permite detectar a un intruso que camina o corre, así como registrar intentos de excavar debajo de la línea perimetral. Cuando se utiliza la tecnología MSL, la precisión de localización de intrusiones del sistema Secure Fence BGS es de +/- 50 m con una longitud máxima de una zona de hasta 60 km.

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Arroz. 7. Ubicación de los cables sensores del sistema subterráneo Secure Fence BGS

Sistemas para la protección de límites de agua

Para proteger los objetos marinos y submarinos, TSS (Israel) produce un sistema de fibra óptica F-8000-Marinet. El elemento sensible del sistema es una red con parámetros similares a la red del sistema F-5000 y que se diferencia únicamente por la presencia de una funda adicional que protege la fibra del agua salada. La red está disponible en dos versiones: para fijación a estructuras rígidas de un objeto protegido y para instalación en áreas de aguas abiertas (foto 4). En el segundo caso, la red se instala sobre flotadores tubulares 1 unidos entre sí, a los que se unen el submarino 2 y la superficie 3.partes de la red. Este sensor de malla se utiliza para proteger atraques, embarcaciones desprendidas, etc. La longitud típica de una zona de seguridad es de 100 m. El procesador F-8005 registra los intentos de cortar, rasgar, estirar, cerrar o aplastar la red. Al mismo tiempo, el procesador filtra el ruido de fondo causado por las olas del mar.

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Foto 4. F-8000 Marinet
sistema de protección de objetos submarinos

Especialmente para aplicaciones submarinas, Remsdaq ha desarrollado una opción de red de fibra óptica llamada Aquamesh. El cable del sensor de este sistema está encerrado en una funda protectora rígida. Una red de sensores de este tipo se utiliza para proteger canales de toma de agua, plataformas de perforación marinas, etc.

Conclusión

Los sensores distribuidos de fibra óptica se utilizan ampliamente para proteger perímetros y se pueden utilizar para organizar líneas de señal de varios tipos.

Las ventajas indudables de los sistemas de fibra óptica incluyen su inmunidad a la radiación electromagnética y la seguridad eléctrica.

La mayoría de los sistemas utilizan cables de fibra óptica producidos industrialmente; aunque para algunas vallas pesadas la sensibilidad de dichos sensores es insuficiente.

Los sensores de fibra construidos a partir de elementos dieléctricos se pueden utilizar no sólo en vallas o paredes, sino también en objetos explosivos o bajo el agua.

La longitud máxima de una zona de seguridad puede alcanzar decenas de kilómetros. Una característica atractiva de los sistemas es la ausencia de equipos electrónicos activos en el perímetro; esto le permite reducir el costo de instalación y mantenimiento del sistema de seguridad.

Las limitaciones del uso de sistemas de fibra óptica incluyen la complejidad del procedimiento para empalmar y reparar cables en el campo. , lo que requiere el uso de un microscopio y un costoso dispositivo de soldadura de fibras.

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