lunedì 22 dicembre 2014
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Antintrusione - sensori esterni

 

 

 

 

SENSORI PER ESTERNO

I sensori per uso esterno, sebbene molto utili, sono potenzialmente esposti ad un elevato numeri di problemi di utilizzo a causa della loro esposizione a consistenti fattori di disturno ambientale. Per tale motivo è necessario assicurarsi che tali sensori siano accuratamente selezionati, specificati ed installati.

 

Per assicurare che un sensore per uso esterno sia in grado di operare in maniera affidabile in tutta la zona nella quale viene utilizzato è necessario tenere in considerazione i punti elencati nella seguente lista di controllo:

  • Considerazioni ambientali
    • vegetazione: erba più alta di 10 cm nelle aree recintate e protette elettronicamente; cespugli o rovi che si trovano nel raggio di azione dei dispositivi: accumulo di foglie nei periodi autunnali, movimenti di rami di alberi.
    • fattori meterologici: accumulo di neve, vento, fulmini, nebbia o rugiada, caldo o freddo intenso, acqua gelata, polvere, sabbia.
    • fattori umani: bambini piccoli, vandalismi, animali domestici.
    • condizioni ambientali: interferenze elettromagnetiche da linee elettrice aeree, dispositivi interrati, trasmettitori radio, dispositivi per saldatura, vibrazioni causate sa traffico.
  • Condizioni di sicurezza
    • Posizionamento dei dispositivi: eventuale necessità di protezione esterna da parte di una recinzione; posizione dei dispositivi di segnalazione e di elaborazione ; posizione dei sensori e delle zone d'ombra; sicurezza dei cavi interrati, sicurezza dei cavi montati su recinzione.
    • Sicurezza dell'alimentazione: tipi di alimentazione di emergenza (batterie, generatori); autonomia con alimentazione di emergenza, mezzi di isolamento elettrico utilizzati.
    • Considerazione operative: lunghezza delle zone di rivelazione per sensore, organizzazione delle zone di guardia, lunghezza dei cavi, tensione di alimentazione, dimensione dei cavi, posizione dei trasformatori.
    • Considerazioni economiche: competenza della persona che opera sul sistema, costo del servizio.

 

TIPOLOGIE DI SENSORI.

Sensori di pressione di fluidi. Sono particolari dispositivi che installati sotto terra rivelano gli aumenti di pressione dovuti ad eventuali calpesti da parte di intrusi. vengono utilizzati per la protezione di spazi aperti e perimetri in profondità mentre non vengono mai installati sotto superfici stradali (per la presenza di traffico) o in zone dove è presente dell'acqua stagnante. Si basano principalmente sul principio di Pascal. La maggior parte dei sensori è composta da due anelii ciascuno dei quali termina con un sensore. Ogni tubo è sensibile al cambiamento di pressione che avviene in esso e lo trasmette al sensore relativo, essendoci due anelli, il sensore può comparare e rifiutare i cambiamenti di pressione che avvengono in entrambi e che non sono quindi dovuti a fenomeni locali generati da un intruso.

Le specifiche di interramento sono: una traccia larga 0,3 mt ed profonda o,3 mt per l'installazione del tubo del circuito di rivelazione. Il fondo della traccia deve essere libero da pietre ingombranti. Uno strato di almeno 5 cm di sabbia dovrebbe essere piazzato nella traccia e compattato. Il tubo dovrebbe essere poggiato su tale letto si sabbia e successivamente ricoperto con essa orima di essere totalmente ricoperto da terra. Particolare cura dovrebbe essere adottata nella preparazione e nella localizzazione della traccia. Si consiglia di solito di eseguire un piccolo carotaggio del terreno per saggiarne le proprietà drenanti. Si raccomanda di mantenere almeno una distanza di 8 mt tra il tubo e la strada e almeno 40 mt da ferrovie o linee di aereoporti. In alcuni casi è necessario l'utilizzo di recinzioni al fine di evitare che animali del peso superiore a 30 Kg possano camminare sui tubi generando un falso allarme.

I vantaggi sono rappresentati dalla semplicità, dall'invisibilita, dal basso tasso di falsi allarmi e dall'alta probabilità di rivelazione ( tra l'85 ed il 100% per le persone ed il 95 - 100% per autoveicoli).

Gli svantaggi sono rappresentati dall'elevato costo, possono esere forati o tagliati accidentalmente durante gli scavi, richiedono un certo spazio per operare, dovrebbero essere protetti da recinzioni e pretendono una buona manutenzione.

 

Sensori a cavo a fibre ottiche. Sfruttano le proprietà di propagazione degli impulsi luminosi al loro interno e le variazioni indotte su quest'ultimi quando il cavo contenente la fibra capta movimenti o delle vibrazioni prodotte dagli intrusi per rivelarne la presenza. Vengono utilizzati per il montaggio su recinzione perimetrale per la protezione di elevata sicurezza o per l'utilizzo in zone soggette a forte interferenza elettromagnetica. Affidabilità elevata ma anche costi elevati.

In questa tipologia di sensori degli impulsi luminosi vengono iniettati all'interno di esse. L'impuslo generato da un diodo LED o un diodo Laser pilotato da un opportuno circuito di controllo. La lunghezza d'onda della luce viene scelta in maniera tale da coincidere esattamente con una delle frequenze di minima attenuazione della fibra. Alla fine del cavo è presente un ricevitore di segnali luminosi che riceve gli impulsi che si sono propagati all'interno della fibra, leggendone l'ampiezza, la lunghezza d'onda e altre informazion che vengono codificate sugli impulsi stessi. Se il cavo viene tagliato o se viene mosso, le proprietà della fibra si modificano in relazione all'entità del disturbo. Tali variazioni si ripercuotono sugli impulsi di luce che transitano nelle fibre ottiche e vengono rivelate dal ricevitore che analizza gli impulsi al fine di valutare l'entità e la natura dei disturbi generando, eventualmente un allarme.

 

sensori a fibra ottica

Sensori capacitivi. Sono particolari dispositivi, di solito installati su recinzioni che utilizzano le variazioni delle capacità elettrostatice che sono in grado di generare per rivelare l'eventuale presenza di intrusi. Vengono utilizzati per la protezione di recinzioni perimetrali e delle sommità di muri per applicazioni di elevata sicurezza. Presentano il vantaggio di avere un elevata capacità mentre hanno lo svantaggio di avere un maggior numero di falsi allarmi rispetto ai sistemi a fascio.  I sensori capacitivi a effetto di campo basano il loro funzionamento sul cambiamento di corrente dovuto alla variazione della capacità o dell'induttanza di un circuito risonante. Tale variazione può essere causata da una persona causata da una persona che transita nel campo capacitivo opportunamente generato o dal contatto con una parte del circuito.

Sensori geofonici. Sono particolari dispositivi di solito installati su recinzioni, che utilizzano il principio dell'induzione elettromagnetica per rivelare l'eventuale presenza di intrusi. Essi sono attivati dalle vibrazioni nel terreno, strutturali, o di recinzioni prodotte dagli uomini che si muovono. Sono utilizzati come sensori da recinzione nei campi rurali o in recinzione secondarie. Sono utili soprattutto per contrastare intrusi non abili. oppure nelle zone non aperte al pubblico.  I sensori dovrebbero essere installati secondo l'altezza e la spaziatura raccomandate dal costruttore che sono 1,5 mt e 5-10 mt rispettivamente. La maggior parte dei sistemi geofonici viene fornita in catene costiuite da 20 fino a 50 sensori per singolo cavo.

E' raccomandata l'installazione del cavo di connessione dei senori all'interno di una tubazione fissata saldamente verso la parte interna della recinzione; è inoltre necessario che le giunzioni e le terminazioni siano completamente resistenti all'acqua ed ermeticamente sigillati questo per conferire al sistema una certa rigiditò e siano in grado di resistere ad attacchi vandalici; non dovrebbero assolutamente verificarsi alcun movimento tra la recinzione ed i sensori. Bisogna assicurarsi che la recinzione sia ben fissata (ancorata ad una profondita di 0,5-1 mt ed alta almeno 3 mt) e che eventuali rami di alberi, cespugli, o cancelli non provochino falsi allarmi con il loro movimento.

sensori geofonici

Sensori ad infrarossi attivi. Producono un fascio di infrarossi il quale, se viene interrotto genera un segnale di allarme. Di solito l'interruzzione del fascio non deve avvenire integralmente, ma è sufficiente che avvenga anche per una percentuale del 50% e per qualche decimillesimo di secondo. Viene utilizzato per la protezione di porte, finestre cancelli, protezioni perimetrali e sono molto affidabili. Lo svantaggio è dovuto al loro utilizzo che può esclusivamente in linea retta.

In sensori ad infrarosso attivi sono in pratica dei dispositivi a prova di malfunzionamento, in quanto basandosi sull'interruzione di un fascio, appena una delle componenti non funziona il sistema genera un allarme. Essi sono fondalmentalmente composti da tre componenti principali: la sorgente, il trasmettitore ed il ricevitore. La sorgente viene progettata per emettere luce infrarossa, la sorgente viene inserita nel trasmettitore che provvede alla sagomazione ed alla focalizzazione dle fascio di luce emesso, irradiandolo verso l'esterno del ricevitore. Il ricevitore posto a distanza di protezione desiderata, e ovviamente raggiungibile, riconosce e raccoglie tutta l'energia infrarossa che cade su di esso sulla lunghezza d'onda emessa dal trasmettitore, convertendola in segnali elettrici utilizzando fotorilevatori opportuni. Tali segnali, se riconosciuti come provenienti  dal trasmettitore, servono a non far scattare l'allarme. se per qualunque motivo il ricevitore non capta più il segnale generato dal trasmettitore, si genera un allarme. 

Sensori ad infrarossi attivi

Oltre all'adeguato grado di protezione IP contro pioggia o polvere sono necessari circuiti che consentano il corretto funzionamento anche in caso di condizioni climatiche sfavorevoli quali fitte nebbie, intense nevicate o forti pioggie. Uno di questi circuiti, l'AGC (automatic gain control) in grado di aumentare o diminuire il guadagno dei circuiti di amplificazione in base alla quantità di segnale ricevuto per mantenere il più costante possibile il funzionamento delle barriere ma nulla può quando la visibilità si abbassa sotto un certo livello. Per questa ragione in particolari zone climatiche, l'unica soluzione possibile consiste nel ridurre ooportumanente del 25-30% la portata dichiarata dal costruttore che, come è noto, è relativa a condizioni di perfetta visibilità. Un altro dispositivo è il circuito di disqualifica che, di serie o opzionale, quando il segnale scende in maniera NON repentina, al di sotto di un valore definito, disattiva il rilevatore e invia alla centrale il segnale di non operatività. Il circuito di disqualifica tiene sotto controllo anche la velocità di decremento del segnale poichè una diminuzione repentina viene considerata, a tutti gli effetti, un allarme e come tale trattata. Installando barriere in prossimità di superifici riflettenti quali vetrate e finestre, sono possibili accoppiamenti ottici indesiderati dovuti alla riflessione del segnale e, quindi, sono possibili non funzionamenti del sistema in caso di attraversamento del raggio da parte di soggetti indesiderati.

Rilevatori a microonde. Il dispositivo realizza uno sbarramento, barriera appunto, tra un trasmettitore e un ricevitore posti sullo stesso asse. La copertura varia tra i 30 ed i 400 mt con una correzione tra diametro del fascio e distanza tra emettitore e ricevitore dalla caratteristica forma a sigaro. Alcuni modelli, specie le esecuzioni per grandi distanze, sono alimentate in tensione alternata e in ogni caso corredate di linea antimanomissione (tamper). Il rilevatore non si limita a captare segnali ma esplora, in modo attivo, lo spazio controllato emettendo radiazioni elettromagnetiche ad altissima frequenza dell'ordine di 10 gigahertz che sfruttano un fenomeno fisico, l'effetto DOPPLER in base al quale le onde elettromagnetiche emesse sono riflesse:

  • Mantenendo il valore di frequenza quando incontrano un ostacolo immobile;
  • Aumentando la frequenza quando impattano un ostacolo in avvicinamento;
  • Diminuendo la frequenza quando incontrano un ostacolo in allontanamento.

Il rilevatore è dotato di un comparatore che raffronta la frequenza del segnale ricevuto con quella del segnale emesso ed, essendo un rilevatore attivo, necessita di regolazione del livello di emissione (portata) o sensibilità (alta, media, bassa). In modo che le microonde non fuoriescano dall'ambiente protetto o quando usata all'esterno, sia in grado di rivelare il passaggio di soggetti in posizione eretta, carponi, striscianti. La regolazione della sensibilità, unita a quella di ritardo d'intervento, consente di limitare/annullare gli interventi intempestivi. Il segnale d'uscita del ricevitore viene quindi filtrato, analizzato e, se possiede caratteristiche adeguate, produce la commutazione del relè e quindi l'allarme. Un falso allarme comune a tutte le protezioni perimetrali esterne può essere evitato con periodica potatura o allontanamento dal fascio di piante o siepi in quanto i falsi allarmi possono essere causati dal fogliame spostato dal vento o dal passaggio di animali. Quando il ritardo del tempo di intervento, in genere dell'ordine di un secondo, no sia sufficiente a evitare falsi allarmi, si puà ricorrere all'accoppiamento in "and" di due rivelatori; questa modalità richiede l'attivazione di due raggi.

  1. Per prevenire falsi allarmi o per evitare zone di non copertura si deve evitare:
  2. Instabilità o modificabilità del tempo della superficie su cui vengono fissate le barriere e/o i loro supporti
  3. Flessioni del supporto delle barriere causate da forti raffiche di vento.
  4. Presenza nlle immediate vicinanze della barriera di alberi, arbusti, cespugli, siepi che crescendo nel tempo o sotto l'effetto del vento, possono interferire con il fascio di raggi.
  5. Zone, quali ad esempio avvallamenti del terreno, attraverso cui sia possibile passare senza essere intercettati dai raggi.A

Va ricordato che, causa la polluzione (formazione di liquido), soprattutto all'esterno ma anche all'interno è necessario pulire le superficie, interne ed esterne , su cui si affacciano emettitori e ricevitori. In clima rigidi o per problemi di condensa è necessario prevedere per ogni rivelatore una resistenza anticondensa.

Una complicazione in più rispetto alle barriere a raggi infrarossi è dovuta alla particolare forma a sigaro che richiede intersezioni del perimetro (vedi figura sopra)

REGOLE DI INSTALLAZIONE:

  • Altezza di posizionamento pari a 2 mt
  • Non di fronte a porte e finestre
  • Il ricevitore individua facilmente i bersagli in avvicinamento/allontamento, meno bene quelli in attraversamento paralleli all'asse di emissione
  • Cemento e calcestruzzo contengono microonde mentre vetro, plastica, legno ecc.. hanno scarsa attenuazione e il rilevatore può essere allertato da movimenti che avvengono al di là di questi materiali, causando falsi allarmi.
  • Oggetti scintillanti, lampade, cartelli, ventilatori, possono causare falsi allarmi.
  • E' sconsigliato disporre rivelatori in prossimità di lampade fluorescenti, cabine di trasformazionem cavi di trasporto energia in media-alta tensione.
  • Il movimento dell'acqua lungo condutture idriche o quella di scarico pluviali, specie se in condutture di plastica può causare falsi allarmi
  • Animali o insetti possono causare falsi allarmi
  • Prestare attenzione alla disposizione di mobili in metallo che causano riflessioni delle onde.

 

Rilevatori a microonde