2.1. Материально-технические средства (приборы, оборудование и пр.), применяемые при экспертизе:
• Портативная радиостанция (трансивер) Kenwood TH-F7E c передатчиком, действующим в рабочем диапазоном радиоволн 144–172 МГц и 430–446 МГц, и максимальной мощностью передатчика 5 Вт.
• HF transceiver – профессиональная радиостанция (трансивер) ICOM IC-718 c передатчиком, действующим в рабочем диапазоном радиоволн 1,8—28 МГц и максимальной мощностью 100 Вт.
• HF/VHF/UHF all mode transceiver – профессиональная радиостанция (трансивер) Yaesu FT897 c передатчиком, действующим (в частности) в рабочем диапазоном радиоволн 36–54 МГц и максимальной мощностью 50 Вт.
• Портативное устройство подавления сотовой связи и Wi-Fi типа TG-2000-121A.
• Краска быстросохнущая (нитро) черного цвета (спрей-баллон).
• Лак быстросохнущий для деревянных покрытий (спрей-баллон).
• Тряпка хлопчатобумажная (х/б), пропускающая солнечные лучи.
• Устройство с концентрированным лучом инфракрасного спектра излучения (длина волны 632,8 нм) мощностью 2 Вт.
• Инфракрасная внешняя подсветка (ИК-подсветка, с питанием 12 V DC) для установки на передний бампер в автомобиль – для улучшения качества видеофиксации (записи дорожной ситуации по ходу движения) в темное время суток.
• Цифровой тестер для контроля состояния шлейфа «выхода» датчика охраны.
• Цифровая фотокамера со вспышкой «Olympus Е420».
2.2. Нормативная и справочная документация
2.2.1. ГОСТ 24444—87 Оборудование технологическое. Общие требования монтажной технологии.
2.2.2. ГОСТ 26433.1—89 Правила выполнения измерений. Элементы заводского исполнения.
2.3. Методы исследования
2.3.1. Органолептический-визуальный. Суть метода состоит в осмотре оборудования в целом и его составных частей при естественном и искусственном освещении, в том числе с разбором корпуса отдельного (локального) датчика движения для систем охраны.
2.3.2. Измерительный. Суть метода состоит в проведении необходимых экспериментов (воздействия на рабочую зону PIR сенсора различными приспособлениями и устройствами, указанными в п. 2.1), замеров в соответствии с правилами ГОСТ 26433.1—89 «Правила выполнения измерений. Элементы заводского исполнения».
А также краш-тест без всяких правил в экспериментальном порядке комплексного воздействия.
2.4. Объект исследования, описание
Датчик системы охраны (далее в тексте – выносной датчик) = «извещатель охранный» – это электронное устройство на основе PIR типа «Орлан», «Фотон» и аналогичный. Особенность датчика в том, что он рассчитан на подключение в систему охраны (является элементом шлейфа единой системы), обладает двумя контрольными функциями – чувствительностью к акустическому фону охраняемого помещения (см. отверстие для микрофона на корпусе датчика) и чувствительностью к изменению инфракрасного (теплового) фона в охраняемой зоне благодаря линзе Френеля. Питание датчика + 12 V DC ±20 %. Выходной сигнал передается к модулю системы охраны по проводам (двухпроводная линия).
В принципе охранные датчики движения имеют одинаковый принцип действия и различаются некоторыми дополнительными функциями, к примеру, световой и звуковой индикацией срабатывания (выработки сигнала «тревога») и регулировкой чувствительности.
На рис. 4.4 представлено устройство ИО315-1 «Орлан» (производитель-экспортер «Риэлта») для цифрового кодированного охранного комплекса типа «Сигнал-201» и аналогичных. Внешне он выглядит как коробочка с выпуклым матовым стеклом, обращенным к зоне охраны. «Матовое стекло» неоднородно, а разграничено на сектора с разным углом наклона и плотности относительно поверхности. Это линзы Френеля. Известный французский изобретатель Френель знаменит тем, что в начале ХХ в. предложил и воплотил в реальность проект оборудования маяков специальными выпуклыми стеклами неоднородного состава: стекла состояли из нескольких частей, наклоненных под разным углом относительно друг друга. Свет, пропущенный через такие линзы, проникает сквозь туман на много морских миль.
Важно понимать, что в зависимости от типа применяемой линзы можно получать территорию перекрытия (охраны) датчика вертикальную – типа «занавес», широкую по глубине, сфокусированную или размытую. Когда в зоне защиты появляется излучатель тепла – человек или животное – изменение теплового излучения в инфракрасном спектре улавливается PIR, сигнал преобразовывается в электрический ток, усиливается до необходимого уровня (электрический КПОП-уровень). Так в выносных и локальных датчиках охранных систем вырабатывается сигнал «тревога».
Датчик снабжен трехуровневым светодиодным индикатором срабатывания и регулировкой чувствительности зоны сканирования. Это позволяет визуально контролировать (издалека), сколько уровней чувствительности уже активно. К примеру, при появлении в зоне мониторинга мыши загорится только один индикатор, при появлении человека средней комплекции – все три. В какой момент будет выработан электрический сигнал «тревога» для охранной системы – зависит от установки чувствительности прибора. Она осуществляется с помощью тонкой монтажной отвертки (поворотом движка подстроечного резистора на печатной плате устройства – для этого корпус должен быть вскрыт). Были случаи, когда летом датчик работал отлично, зимой самопроизвольно давал сигнал «тревоги». Выяснили, что реагирует на теплый воздух, поднимающийся от батареи. Но ложные сигналы тревоги не суть эксперимента, мы рассматриваем возможности блокировать датчики на основе PIR, поэтому пойдем дальше.
Почти все современные датчики движения (присутствия) на сегодня – это датчики с круговыми или овальными диаграммами обнаружения. Поэтому охватить прямоугольное помещение датчиками с круговыми диаграммами можно только с перехлестом диаграмм. Вроде бы немецкая компания Theben AG (возможно, кто-то еще) делает датчики присутствия с квадратной зоной обнаружения, что значительно упрощает проектирование. В этом случае датчиков требуется меньше: четыре «квадратных» вместо семи с круговой диаграммой. В таком варианте углы помещения надежно перекрываются.
Как работает датчик движения? По своей физической природе видимый свет и ИК (инфракрасное) излучение одинаковы. ИК излучение можно сфокусировать линзой, как и обычный свет. При попадании ИК излучения на фотоэлемент особого состава, он меняет свои параметры. При комнатной температуре в видимом свете тела людей «не светятся», а в ИК диапазоне – просто «сияют». Все это хорошо иллюстрируют такие устройства, как тепловизоры. Яркость ИК излучения зависит от температуры тела; что горячее – светится ярче, что холоднее – светится слабее.
Контраст между ИК свечением человека и ИК свечением холодного окна – значительный. С другой стороны, ИК свет человека и ИК свет теплого пола (газовой или тепловой плиты, иных источников тепла) практически одинаковы, поэтому распознать человека на фоне теплого пола почти невозможно. И это обстоятельство в дальнейшем рассуждении и выводах данной экспертизы будет иметь ключевое значение. Рассматриваемые датчики реагируют на появление и исчезновение ИК света на специальном пироэлектрическом детекторе (элементе). Появление и исчезновение ИК света вызвано активной деятельностью человека, реже факторами, не связанными с человеком, к примеру, движением теплого воздуха от батареи.
Белое матовое стекло (см. рис. 4.4 и 4.5, фото слева – на самом деле пластик) – мультилинза Френеля – состоит из нескольких (чем больше – тем надежнее система охраны) маленьких линз, каждая из которых фокусирует проникающие ИК потоки на плоскость PIR сенсора, а одна из них – непосредственно на сам фотоэлемент (так сигнал регистрируется). Если объект движется, то через какое-то время фокус линзы уходит с фотоэлемента PIR и сигнал пропадает. Затем (спустя миллисекунду) уже другая линза фокусирует ИК поток человека на фотоэлемент – сигнал опять появляется. Такое появление-исчезновение-появление сигнала – признак присутствия человека. Каждая линза охватывает свой сегмент. Сигнал пропадает при выходе человека (руки человека) за границы этого сегмента. При перемещении внутри сегмента сигнал не меняется. Чем больше таких линз, тем более мелкие движения может улавливать датчик.
При удалении объекта от датчика размер сегмента увеличивается и с какого-то расстояния все мелкие движения, к примеру, движение рук, покачивания головы будут находиться в границах одного сегмента. После этого расстояния датчик присутствия может работать уже только как датчик движения (реагировать только на очень «широкие» движения объекта). А у бытовых датчиков движения сегменты более крупные по сравнению с датчиками присутствия, применяемых в охранных системах. Датчики движения «загрублены» и реагируют на более сильный ИК-поток по сравнению с датчиками присутствия.
При рассмотрении конкретного датчика замечу, что он также имеет функцию самоохраны – для этого предусмотрена кнопка SA2, контакты которой замкнуты при нормально закрытой крышке корпуса – для того, чтобы не было несанкционированного (не зафиксированного) вскрытия корпуса датчика системы охраны. Переключатель с обозначением SA1 отвечает за чувствительность датчика и комбинацию выходных сигналов при срабатывании шлейфа охраны. Подключение производится к клеммнику на плате датчика. Все эти особенности могут несколько отличаться, если применяется датчик другой модели. Однако тип и принцип действия одинаков для всех локальных выносных датчиков на основе PIR для охранных систем.
2.4.1. Уточнение перед исследованием. Смысловые понятия и определения, которые будут использованы в экспертном заключении.
PIR sensor = пироэлектрический детектор = PIR = чувствительный к ИК спектру излучения радиоэлектронный элемент типа RE46 (и аналогичный).
Датчик системы охраны (далее в тексте – выносной датчик) = «извещатель охранный» – это электронное устройство на основе PIR типа «Орлан» и аналогичный.
2.4.2. Приложение: фото в электронном виде внешнего вида датчика системы охраны и его печатной платы с чувствительным элементом RE46.
2.5. Результаты исследований
2.5.1. Представленная на экспертизу документация
Оборудование, сопутствующие документы, дефектные ведомости, особенности установки оборудования, иные подробности дела, кроме описанных выше, – в фабуле дела, на экспертизу не представлены
2.5.2. Внешний осмотр оборудования
2.5.2.1. Выносной охранный датчик типа «Орлан» расположен в сухом производственном помещении, установлен вертикально в помещении с площадью 35 м2, подключен к системе электропитания, выход датчика (двухпроводный электрический шлейф подключен к индикатору – мультиметру (тестеру) для контроля состоянии срабатывания датчика по мере экспериментальных воздействий.
2.5.2.2. Оборудование представляет собой датчик движения (ДД) для установки внутри помещений, ни одна современная система охраны сегодня не обойдется без этих датчиков, относительно недорогих и доступных. Они предназначены для устройств охранных сигнализаций и безопасности, предупреждения и индикации присутствия посредством передачи электрического сигнала по шлейфу охраны (по двухпроводной линии) к центральному модулю.
Причем в данном случае срабатывание (сигнал «тревога») происходит от двух причин: нарушение акустического фона (выносной датчик по техническим и конструктивным особенностям, связанным с применением электретного микрофона реагирует на резкий звук, стук, хлопок, а не «мягкое» пение «колыбельной»; реагирует на расстоянии до 3 м (от датчика) на звук силой не ниже 45 дБ, более слабый звук не приведет к выработке сигнала «тревога»).
Но надо также понимать, что не все модели датчиков для систем охраны снабжены «звуковым контролем-мониторингом помещения». Хотя «двойной контроль» (как будет видно из дальнейшего рассуждения) делает такие устройства более надежными. И вторая причина – при резком изменении «теплового» фона контролируемого помещения, то есть при движении в зоне ответственности датчика некоего теплового объекта. Этим объектом может быть даже мышь.
Датчик имеет многоуровневую систему настройки чувствительности, реализованную с помощью электронных элементов и корректируемую (при желании). Это является одним из аспектов необходимости периодического контроля подобных датчиков (регламентных работ) на работоспособность теми, кто их применяет. Дело в том, что почти любое электронное устройство бытового или «гражданского» назначение (в отличие от так называемой «военной приемки») подвержено влиянию температуры окружающего воздуха, а охранные датчики на основе PIR еще и подвержены оседанию пыли на внешней поверхности линзы Френеля (белое матовое на фото 1 слева), на внутренней ее поверхности и непосредственно на рабочей поверхности самого сенсора PIR. Во время работы в режиме 24 часа радиоэлементы устройства незначительно нагреваются (выше комнатной температуры) и таким образом, выделяют тепло. Это привлекает в их корпуса насекомых.
В практике бывают случаи, когда между линзой Френеля и рабочей поверхностью PIR в корпусе датчика движения находили «заснувших» муху или таракана. Что, разумеется, делало такой датчик практически бесполезным, то есть «слепым» даже и без несанкционированного воздействия злоумышленников. Чтобы этого не происходило надо следить за санитарной обработкой помещения.
Таким образом, датчик охраны может быть лишен всех своих преимуществ по причине оседании пыли (даже незначительно) на рабочей поверхности своего главного элемента PIR (внутри корпуса устройства), а также на внутренней и (или) внешней поверхности линзы Френеля, либо нахождения внутри корпуса устройства насекомых и иных посторонних предметов.
Вот почему надо признать заблуждением субъективное мнение о том, что такие датчики не требуют обслуживания. Необходимо (в зависимости от условий эксплуатации и конкретики помещения) не реже одного раза в полгода открывать корпус датчика, осматривать его запыление и при необходимости протирать мягкой сухой тряпочкой (желательно фланель) поверхность линзы Френеля с внешней и внутренней стороны. Такие, кажущиеся простыми, методы обслуживания добавят надежности всей охранной системе, работающей с PIR.
Как один из предварительных советов можно рекомендовать такой: кроме периодической визуальной проверки (внешне и внутренне) корпусов датчиков движения, особенно в помещениях с нестабильной температурной обстановкой, где возможно появление и оседание пыли (в том числе после проводимых невдалеке строительных работ), необходимо после постановки в режим охрана всей системы сделать «обход» и проверить помещение (я) на ложное срабатывание, а уже затем устанавливать систему в режим охраны и покидать объект. К сожалению, такая мера также остается актуальной.
Рассматриваемые датчики рассчитаны для совместной работы в системах с централизованным питанием и резервными источниками бесперебойного питания (ИБП) – в многофункциональных системах управления охранным комплексом, кодовым доступом, индикацией и дистанционным управлением.
Потеря чувствительности выносного датчика может быть связана с изменением (самопроизвольным) настроек чувствительности; весьма частый случай в практике такого обоснования – колебание температурного климата в охраняемом помещении. К примеру, если охранная система установлена в холодный период года в музее, который топят по утрам, то уже к позднему вечеру тепловой (температурный) фон изменяется, что корректирует чувствительность датчика.
То же можно ожидать при несанкционированной и (или) принудительной аварии в системе отопления помещения, которая накануне проникновения в него привела к локальной потере чувствительности датчиков движения. При понижении температуры чувствительность таких датчиков снижается. Можно вывести график падения чувствительности на примере конкретной модели (зависимость падения чувствительность к ИК фону от температуры окружающей среды), однако такой вопрос пока не поставлен заказчиком.
Должен заметить, что потеря чувствительности почти не связана с колебаниями напряжения питания охранной системы (при условии, что колебания в пределах допустимой нормы) и при отключении питания по любым причинам произойдет срабатывание датчика (выработка сигнала «тревога»), а не его «ослепление» или «бесполезность». В этом ключе необходимо понимать особенность передачи сигнала «тревога» на центральный модуль охраны (который – по конкретным индивидуальным характеристикам модели – может получать и обрабатывать сигналы от нескольких десятков таких датчиков). При «нормальной» штатной работе датчика охранной системы его «выход» представляет собой замкнутую электрическую цепь, при выработке сигнала «тревога» цепь размыкается. Также она размыкается при нарушении шлейфа проводной связи датчика и основного модуля охраны, а также при аварии в системе электропитания. Поэтому всех этих случаев следует опасаться меньше всего: при таких условиях датчик скорее даст ложный сигнал тревоги, чем окажется «выключенным» и бесполезным.
2.5.3. Реальные эксперименты для обоснования выводов экспертного заключения.
Для проверки на функционирование устройство было установлено на стене рабочей производственной площадки площадью 35 м2 на расстоянии (высоте) 2 м от пола. Такая установка (не менее 1,8 м от нижней границы помещения рекомендована производителем и ее следует соблюдать). Линза Френеля обращена к двери в помещение, которая закрыта. Подключено питание. К выходу датчика подключен тестер-индикатор состояния (сам тестер выведен в соседнее помещение, за стеной, чтобы не было влияние на чистоту эксперимента и можно было бы свободно наблюдать за показаниями прибора, не находясь в зоне ответственности испытуемого датчика). Контакты на выходе датчика нормально замкнуты. Регулировка чувствительность выведена в среднее положение.
