Nghiên cứu giải pháp chống nhiễu và xác định toạ độ điểm đứt ứng dụng vào chế tạo thiết bị bảo vệ an ninh đường cáp thông tin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

ca

TÊN ĐỂ TÀI:
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG NHIỄU
VÀ XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ ĐlỂM đ ứ t
ỨNG DỤNG VÀO CHÊ TẠO THIẾT BỊ
BẢO VỆ AN NINH ĐƯỜNG CÁP THÔNG TIN
Mã số: QG-05-09
Chủ trì đề tài: PGS. TS. Phạm Quốc Triệu
HÀ NỘI - 2006
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHÔNG NHiỄU VẢ
XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ ĐIEM đ ứ t
ỨNG DỤNG VÀO CHE TẠO THIẾT BỊ
BẢO VỆ AN NINH ĐƯỜNG CÁP THÒNG TIN
MÃ SỐ: QG-05-09
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI : PGS. TS PHẠM Quốc TRIỆU
CÁC CÁN BỘ THAM GIA: TS. NGUYẺN VĂN THÁI
ThS. PHẠM MINH TÂN
HÀ NỘI - 2006
BÁO CÁO TÓM TẮT
Đề tài:
Nghiên cứu giải pháp chổng nhiễu và xác định toạ dộ điểm đủi
ứng dụng vào chế tạo thiết bị báo vệ an ninh đường cáp thông tin
Mã số: QT-05-09
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI:
CÁC CÁN BỘ THAM GIA:

PGS. TS. PHẠM QUỐC TRIỆU
TS. Nguyễn Vãn Thái
ThS. Phạm Minh Tân
1. M ục tiêu nghiên cứu
a) Nghiên cứu về mặt lý luận đế lý giải những tồn tại của thiết bị điện tử sử
dụng vào mục đích cảnh giới đường dây. Có hai nhược điểm cần khắc phục khi
bảo vệ đường dây:
- Tạp nhiễu ảnh hưởng đến thiết bị cảnh giới
- K hông xác định được chính xác toạ độ điểm đứt
b) Nghiên cứu thiết kê và đưa ra mô hình thiết bị có thê phối hợp với thiết
bị cảnh báo thông thường nhanh chóng tìm điểm đứt bất thường
c) Nghiên cứu phương pháp triệt tạp nhiễu cho hệ thiết bị
d) Nghiên cứu ứng dụng thực tiễn
2. Nội dung nghiên cứu
2.1- Tổng quan một sô ván đề về thiết bị cảnh báo.
2.2- Nghiên cứu chòng nhiễu đường dây dối với thiết bị cảnh báo ké gian
chặt phá đường dây, biện pháp phát hiện và triệt nhiễu đôi với thiết bị canh báo.
2.3- Nghiên cứu quan hệ c - L của đường dây dùng thiết bị đo điện dung
nhỏ DL 8000.
2.4- Nghiên cứu thiết kế, lắp ráp thiết bị đo điện dung nhỏ.
2.5- Nghiên cứu thiết kê thiết bị đo điện dung c có loại trừ nhiễu.
a) Bài báo/Báo cáo khoa học tại Hội nghị: 6 bài
+ Phạm Quốc Triệu, Phạm Minh Tân
Nghiên cứu xác định nhanh toạ độ điẻm đứt đường cáp thõng tin nhiều sợi
Báo cáo Hội nghị Vặt lý toàn quốc lần thứ VI, 23-25/11/2005
+ Phạm Quốc Triệu, Phạm Minh Tân
Quan hệ điện dung độ dài đưòng cáp thông tin liên lạc
Báo cáo Hội nghị Khoa học Trường Đại học Sư phạm 2, 10/2005.
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
Đo lường tám sâu trong bán dần pha tạp bàng kỹ thuật đo đa diêm

với các hệ sô tương quan từ nhị thức âm
Hội nghị KHKT đo lường toàn quốc lần thứ IV, Hà nội 11-2005, 240-244.
+ Pham Quoc Trieu and Hoang Nam Nhat
Data processing methods for the Deep Level Transients in semiconductors
(.Submitted fo r public)
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
Tách phổ quá độ luỹ thừa bằng kỹ thuật tương quan đa điểm
với các hệ sô nhị thức âm
Báo cáo Hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ VI, 23-25/11/2005
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
Solving the De Prony problem of separation of the overlapping exponents
Comm.in Physics, Vol.XX, No. X, 2005. (in Press)
b) Đào tạo: 01 Thạc sỹ
- Học viên cao học: Phạm Minh Tàn
- Tên Luận văn cao học:
Nghiên cứu một sỏ phương pháp báo vệ dùng thiết bị cảnh báo
- Năm bảo vệ: 2005
c) Kết quả của Đề tài đưực sử dụng một phần trong Bài giảng:
Phạm Quốc Triệu - Phưưng pháp thực nghiệm Vật lý
Dùng cho sinh viên năm thứ ba Khoa Vật lý, Trường Đại học KHTN
3. Các kết quả đạt đưực
4. Tinh hình sử dụng kinh phí
Tổng kinh phí được cấp: 60.000.000 đ (sáu mưoi triệu đồng)
Các khoản dã chi
Mục 114: Thuê khoán chuyên mòn
Mục 119: Vật tư
Quán lý phí và đóng yóp khác 8%
Tổng cộng: 60.000.000 đ (sáu mưưi triệu đồng)
Đã thòng qua chứng từ tại phòng tài vụ 11/2005
XÁC NHẬN CỦA BCN KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên)
T ttS?
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
Pham Q moc TnéXt
« *
XÁC NHẬN CỬA NHÀ TRƯỜNG
BRIEF REPORT
Title:
STUD Y O F N O IS E S U P P R E S S IO N AN D D E T E M IN A T IO N O F
B R O K E N P O IN T PO S IT IO N A PP L Y IN G FO R T H E
C O M M U N IC A TIO N CA B LE P R O T E C T IN G D E V IC ES
Code: QT-05-09
COORDINATOR: ASSOC. PROF. DR. PHAM QƯOC TRIEU
KEY IMPLEMENTORS: DR. Nguyen Van Thai
MSc. Pham Minh Tan
1. Purpose and content of the Researching
* Purpose:
- Study of principle of the protecting devices in general and communication cable
devices in particular
- Study of techniques for improvement of the S/N ratio and several experimental
solutions to avoid random noise
- Design the electric circurts for determination of broken point
- Apply for communication cable protection
* Content:
- Review of the theories for the protecting devices
- Study of the methods for improvement of signal and avoid random noise
- Study of C-L relation of communication cables
- Construction of equipment for measurement small C: design of the system
blocks for the measuring equipment, test of operation of the manufactured

equipment
* Study of effects, calibration and discussion
+ Pham Quoc Trieu, Pham Minh Tan
Study of fast detemination the broken point position of communication cables
The VI National Physical Conference, Hanoi 23-25/11/2005
+ Pham Quoc Trieu, Pham Minh Tan
The C-L relation of communication cables
Scientific Conference of the University of Pedagogy 2, 10/2005
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
To measure the deep levels in semiconductors using multipoint technique
The 4lh National Metrology Conference, Hanoi 11/2005, p. 240-244.
+ Pham Quoc Trieu and Hoang Nam Nhat
Data processing methods for the Deep Level Transients in semiconductors
{Submitted for public)
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
Separation of overlapping exponential transient spectra using multipoint
correlation technique with binomial coefficients
The VI National Physical Conference, Hanoi 23-25/11/2005
+ Hoang Nam Nhat and Pham Quoc Trieu
Solving the De Prony problem of separation of the overlapping exponents
Comm.in Physics, Vol.XX, No. X, 2005. (in Press)
b) Training: 01 MSc ( Year to uphold thesis: 2005)
- Name of Master Student: Phạm Minh Tân
- Title of Thesis:
Study of protecting methods using defence equipment
c) The results of project have participated into the lecture:
Pham Quoc Trieu - Experimental Methods in Physics
2. Results
MỤC LỤC
lở đầu 1

"hương 1: Thiết bị cảnh báo
. 1 Đầu báo d ù n g cho thiết b ị 3
.1.1 Khái niệm thiết bị báo động
3
. 1.2 Các bộ phận chính của máy báo động 3
. 1.3 Một số đầu báo thường dùng 5
.2 Mô hình thiết bị cảnh b áo 13
.2.1 Nguyên lý tối thiểu của máy báo động 13
.1.2 Nguyên lý cảnh báo nhiều trạng thái 14
thương 2: Điện dung - Tụ điện
. 1 Khái niệm vẻ điện dung - Tụ điện 19
.1.1 Tụ điện 19
. 1.2 Điện dung của một vài tụ điện 20
. 1.3 Đơn vị hằng số điện E0 24
.2 Chuyển đổi điện dung 24
.2.1 Tính chất chung và các dạng cơ bản của chuyển đổi điện dung 24
.2.2 Mạch đo

I
.
7.

30
.2.3 Phạm vi ứng dụng 32
.3 Cảm biến tụ đ iện 33-
.3.1 Nguyên lý và các đặc trưng 33
.3.2 Tụ điện có diện tích bản tụ biến thiên 34
.3.3 Tụ điện có khoảng cách giữa các bản cực biến thiên 36
:.3.4 Phương pháp đo độ biến thiên điện dung
38

"hương 3: Phương pháp thực nghiệm
. 1 Phương pháp phát hiện đứt cáp 40
1.1.1 Sử dụng đôi dây ngắn m ạch 40
1.2 Nghiên cứu thiết bị cảnh báo đứt cáp 40
1.2 Nghiên cứu quan hệ c - L của đường cáp thông tin

44
1.2.1 Đo điện dung nhỏ bằng cầu Boonton 72B 44
1.2.2 Cách đo điện dung của đường cáp thông tin
46
.3 Nghiên cứu thiết kế mạch đo điện dung nhỏ 46
.3.1 Thiết kê mạch đo

.3.2 Thử nghiệm trên thiết bị lắp ráp
46
48
thương 4: Các kết quả đo và thảo luận
. 1 Khảo sát sự phụ thuộc điện dung c vào chiều dài L của dây

52
.1.1 Dây điện thoại hai sợi 52
.1.2 Dây cáp thông tin nhiều sợi 53
.2 Khảo sát sự phụ thuộc của điện áp ra một chiều vào điện dung c trên
C74HC123

.

.

1

57
2.1 Tần số phát xung sau IC NE555: f = 100Hz
57
2.2 Tần số phát xung sau IC NE555: f = 200Hz 62
3 Thiết kế thiết bị đo có khả năng loại trừ nhiễu 66
Í 3.1 Khối cầu đ o 66
k3.2 Thiết bị đ o 66
íết luận 69
rài liệu tham k h ả o 70
MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang từng bước chuyển mình về mọi mặt: Kinh tế, văn hoá,
choa học công nghệ Để đạt được những thành tựu đó, sự đóng góp của thông
in liên lạc là rất lớn. Thông tin liên lạc đem lại những tin tức cập nhật, sự giao
ưu, hợp tác làm ăn, góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất
iước cũng như bảo vệ an ninh quốc gia. Do đó, vấn đề bảo vệ an toàn đường cáp
hông tin liên lạc là một nhiệm vụ hết sức quan trọng. Trong khuôn khổ bản luận
/ăn này, chúng tôi mong muốn được đóng góp một phần nhỏ vào việc đưa ra một
;ố phương pháp nhằm cảnh báo và phát hiộn sự cố đường cáp thông tin nhiều sợi
iên tỉnh và nội tỉnh giúp cho việc bảo vệ đường cáp được an toàn, đảm bảo thông
in liên lạc được thông suốt.
Để phát hiện điểm đứt đường cáp thông tin nhiều sợi có nhiều phương
3háp khác nhau: phương pháp xung, phương pháp đo điện dung Trong đề tài
lày chúng tôi sử dụng phương pháp khảo sát điện dung của đường cáp, từ mối
}uan hệ điện d u n g - độ dài đường cáp, chúng ta tìm được chiều dài đường cáp, từ
ló xác định được toạ độ điểm đứt của đường cáp. Đồng thời, chúng tôi đưa ra
Iguyên lý thiết kế, chế tạo thiết bị đo điện dung nhỏ với độ chính xác cao, đơn
ịiàn, dễ sử dụng, có thể chế tạo hàng loạt đáp ứng được trong điều kiện thực tiễn
Việt Nam. Phương pháp này có ưu điểm là xác định được nhanh và chính xác toạ
jộ điểm đứt. Thiết bị có thể ghép nối với máy cảnh báo chống trộm để cảnh báo

/à phát hiện sự cố đường cáp thông tin, đặc biệt là phát hiện và bắt giữ kẻ gian
Dhá hoại đường cáp.
Từ những mục đích trên, trong báo cáo này chúng tôi quan tâm đến những
yấn đế sau:
• Nghiên cứu nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của thiết bị cảnh báo.
• Nghiên cứu về điện dung - Tụ điện và một số chuyển đổi điện dun£
thường gặp.
• Khảo sát quan hộ điện dung - độ dài đường cáp.
• Khảo sát ảnh hưởng của điện dung lên mạch phát xung.
1
• Thiết kế, c h ế tạo thiết bị đo điện d u n g nhỏ có loại trừ nhiễu.
• Một số kết quả thực nghiệm và đánh giá độ chính xác của phép đo.
Báo cáo được chia làm 4 chương:
Chương 1 : Thiết bị cảnh báo.
Chương 2: Điện dung - Tụ điện.
Chương 3: Phương pháp thực nghiệm.
Chương 4: Các kết quả đo và thảo luận.
2
CHƯƠNG 1
THIẾT BỊ CẢNH BÁO
1.1 Đầu báo dùng cho thiết bị.
1.1.1 Khái niệm thiết bị báo động.
Thiết bị báo động là một hệ thống các phương tiện, thiết bị chuyên ngành
được ghép nối với nhau theo những nguyên lý riêng nhằm bảo vệ tài sản.
Hình 1.1: Sơ đồ khôi của máy báo động
1.1.2 Các bộ phận chính của máy báo động.
Một máy báo động từ đơn giản đến phức tạp đều phải có các bộ phậ
chính sau để đảm nhận được nhiệm vụ của nó:
+ Bộ phận điều khiển.
+ Bộ phận báo động.

+ Đầu báo.
a) Bộ phận điều khiển:
Đây là bộ phận chủ, cấu tạo của nó tuỳ thuộc vào từng loại máy cụ thể. N
có nhiệm vụ kiểm tra các chuyển mạch từ xa và điều khiển bộ phận báo độn
phát lệnh báo động khi phát hiện xảy ra một biến động nào đó đã định trước.
b) Đầu báo :
3
Là bộ phận được sử dụng nhiều nhất trong máy báo động và là bộ phận
Ịuyết định. Nếu đầu báo hoạt động không đúng đắn thì máy báo động không thể
hực hiện được nhiệm vụ bảo vệ như mong muốn. Có rất nhiều loại đầu báo khác
ihau từ đơn giản (các loại công tắc) đến phức tạp (đầu báo tổ hợp hoạt động theo
ìai nguyên tắc vật lý khác nhau). Các đầu báo này hoạt động theo nguyên tắc
:hung là: Khi thủ phạm đột nhập vào nơi đặt đầu báo, chúng phải trực tiếp hoặc
'ián tiếp tác động vào đầu báo. Do đó, đầu báo sẽ tạo ra một tín hiệu ngược lại
'ới khi bình thường truyền về bộ phận điều khiển và hiển thị thành tín hiệu còi
ìoặc đèn.
Đầu báo có hai loại thường đóng và thường mở. Thường đóng là loại khi
àm việc ở trạng thái bình thường luôn có tín hiệu báo về bộ phận điều khiển.
-,oại thường mở thì ngược lại, bình thường không có tín hiệu truyền về, chỉ khi
:ó vi phạm tín hiệu mới được truyền về.
a
a) Đẩu báo thường đóng b) Đầu háo thường mỏ
Hình 1.2: Kí hiệu của đầu báo trong sơ đồ
c) Bộ phận báo động:
Là bộ phận dùng để phát ra tín hiệu khi có sự cố bất thường xảy ra. Có thể
Dhân bộ phận báo động ra làm ba loại: phát ra âm thanh (còi, chuông, loa), phát
a ánh sáng (đèn) và thiết bị tự động gọi điện thoại. Tuỳ vào mục đích mà ta sử
iụng bộ phận báo động cho phù hợp. Ví dụ: muốn bắt quả tang kẻ gian thì ta nên
iùng loại phát ra ánh sáng hoặc thiết bị tự động gọi điện thoại, muốn cảnh báo ta
iùng bộ phận phát ra tiếng động

* Từ ba bộ phận chính trên, người ta có hai cách mắc các loại đầu báo và
:ó hai loại hệ thống báo động:
+ Hệ thống thường đóng: là hệ thống sử dụng các đầu báo thường đóng,
Tìắc nối tiếp vớ i nha u. Khi một trong số ch ú n g b ị m ở , tín hiệu k h ô n g đưa về
iược bộ phận điều khiển, dẫn tới máy sẽ báo động.
4
+ Hệ thống thường mở: là hệ thống sử dụng các đầu báo thường mở, mắc
song song với nhau. Khi một trong số chúng bị mở, tín hiệu không đưa được về
bộ phận điều khiển, máy sẽ báo động.
Trong một số hệ thống kỹ thuật còn dùng đường kiểm tra, tức là có các tín
hiệu bổ trợ đưa về bộ phận điều khiển. Đó là các tín hiệu liên tục thường được
mã hoá truyền theo đường dây nối giữa các đầu báo và bộ phận điều khiển. Khi
:ó sự vi phạm thì tín hiệu này bị biến động và bộ phận điều khiển phát hiện ra và
sẽ phát lệnh báo động.
a)
Báo
đông
a) Sơ đổ hệ thống thường đóng b) Sơ đồ hệ thống thường mở
Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống báo động
1.1.3 Một số đầu báo thường dùng:
1.1.3.1 Loại đóng nạắt do tiếp xúc:
5
Là loại đầu báo cần có lực ngoài tác động vào thì mới khởi động được, nó
;iống công tắc điện, tivi. Loại đầu báo này dùng để kiểm soát cửa ra vào, cửa sổ,
ih ữ ng v ị tr í m à kẻ g ian k h i h à n h đ ộn g sẽ gây tác đ ộ n g đến nó.
1.1.3.2 Đầu báo từ:
Cấu tạo của đầu b áo từ gồm:
+ Một ố n g thuỷ tinh nhỏ, bên trong có chứa một tiếp đ iể m làm bằn g vật
iệu từ hoá. Khe hở của tiếp điểm rất nhỏ. Để giảm điện trở tiếp xúc và tránh tia
ửa hồ quang, người ta phủ lên bể mặt tiếp điểm một lớp kim loại quý và trong

>ng thuỷ tinh chứa khí trơ hoặc chân không. Khi đặt trong từ trường nam châm
:ác tiếp điểm này sẽ nhiễm từ và hút chập vào nhau. Có hai loại tiếp điểm thường
lùng: RKR20, 3mm, dài 20mm và RKR 50, 5mm, dài 50mm.
+ Thanh nam châm nhỏ hình hộp chữ nhật có kích thước 6x6x49 mm hoặc
lình trụ kích thước 5,5x36mm.
Hình 1.4: Đầu báo từ
Đầu báo dùng để báo động khi cửa hoặc ngăn kéo bị mở ra, hoặc đồ vật bị
ấy đi, Phần tiếp điểm thường đặt ở phần cố định, nam châm đặt ở phần di
:huyển. Ưu điểm của đầu báo từ là không bị ảnh hưởng của môi trường bên
Ìgoài, điện trở tiếp xúc nhỏ, cấu tạo gọn nhẹ, dễ bố trí và lắp đặt, do đó được sử
lụng nhiều trong công tác bảo vệ. Nhưng nhược điểm của nó là không thể đặt ở
:ác bề mặt kim loại và không được đật gần các thiết bị có thể gây báo động
ìhầm như động cơ, máy phát điện.
1.1.3.3 Đầu báo thuỷ nẹân:
Do thuỷ ngân là kim loại ở thể lỏng ngay ở nhiệt độ thường, nên người ta
iử dụng nó để đóng mạch thường mở.
6
Thuỷ ngân
Cấu tạo gồm một ống thuỷ tinh, bên trong có chứa thuỷ ngân và cặp tiếp
điểm của đầu báo. Ở vị trí bình thường, thuỷ ngân đọng lại một bên, tiếp điểm
một bên (mạch ở trạng thái mở). Khi thay đổi vị trí đầu báo, giọt thuỷ ngân dịch
chuyển làm chập mạch cặp tiếp điểm, do đó mạch điện được đóng lại thành
mạch kín và tạo tín hiệu truyền về bộ phận điều khiển.
Đầu báo này dùng để xem vật có bị nghiêng, rung động hay không. Ưu
điểm không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, bụi bẩn, nhưng có nhược điểm là dễ gây
báo đ ộ n g n hầ m .
1.1.3.4 Đầu báo phát hiện kính vỡ:
a) Đầu báo runs cơ khí (đầu báo tiếp điểm):
Đầu báo được gắn lên góc tấm kính, khi có sự va đập vào tấm kính, đổ
rung động truyền vào làm thay đổi trạng thái bình thường của đầu báo gây bác

động. .
b) Đầu báo vỡ kính điên tử:
Đầu cảm biến là một micro đặc biệt có khả năng thu được tần số cực thấp
do va đập và tần số đặc trưng của tiếng kính vỡ. Khi thu được đồng thời cả hai
tín hiệu này, bộ phận điều khiển xử lý và phát ra tín hiệu báo động. Do CC
nguyên lý hoạt động như vậy, nên nó có ưu điểm là tránh được báo động nhầm.
ỉ .1.3.5 Bộ phát hiện khói lửa:
a) Bô phát hiên khói:
+ Bộ phát hiện khói kiểu ion:
Hình 1.5: Đầu báo thuỷ ngân
7
Dùng một lượng nhỏ chất phóng xạ để ion hoá không khí trong hộp cảm
ihận. Không khí bị ion hoá sẽ dẫn điện và tạo thành dòng điện chạy giữa hai
điện cực đã được nạp điện. Khi các phần tử khí lọt vào khu cảm nhận được ion
loá, làm tăng điện trở trong buồng cảm nhận, dẫn đến dòng điện giữa hai điện
:ực bị giảm đi. Đến một mức độ nào đó, bộ phận phát hiện nhận ra và phát tín
liệu báo động.
+ Bộ phận phát hiện khói dùng tia quang điện:
Tia sáng được chiếu qua vùng cảm nhận rọi vào tế bào quang điện. Khi
khói lan vào vùng này sẽ che bớt ánh sáng, làm giảm luồng sáng chiếu vào tế
bào quang điện. Khi ánh sáng giảm đến một mức độ nào đó thì máy báo động sẽ
phát ra tín hiệu báo động.
* Bộ phận phát hiện khói dễ bị báo động nhầm do bụi hoặc các phần tử
khói lan vào. Bộ phận phát hiện khói kiểu ion hoá được dùng nhiều hơn do nó
nhạy hơn, hiệu quả hơn bộ phát hiện dùng tia quang điện.
b) Bô phát hiên lửa:
Là thiết bị phức tạp và tinh vi hơn. Nó dùng bộ cảm biến tia hồng ngoại để
phát hiện nhiệt ở vùng kiểm soát. Nhược điểm: dễ gây báo động nhầm khi đặt
gần một nguồn nhiệt, nên chỉ dùng trong các trường hợp đặc biệt.
* Nói chung, bộ phát hiện khói được dùng nhiều hơn do phạm vi vùng bảo

vệ rộng hơn và phát hiện khói cũng chính là phát hiện lửa.
1.1.3.6 Bộ phát hiện có di độnạ:
a) Bô phát hiên di đôns dùns siêu âm:
Đầu phát, phát ra sóng siêu âm (cỡ 40 kHz). Đầu cảm biến thu tín hiệu
phản xạ. Khi có sự di chuyển trong vùng cần bảo vệ, sự phản xạ sóng siêu âm lúc
đó sẽ sai khác so với mẫu ghi ban đầu, bộ phát hiện nhận ra. Đến một giới hạn
nào đó, nó sẽ phát lệnh báo động.
Ưu điểm: Kẻ gian khó phát hiện và vô hiệu hoá.
Nhươc điểm: Dể báo động nhầm khi có một nguồn siêu âm khác như máy
điện thoại kêu, quạt quay, các tạp âm ngoài tác động vào,
8
b) Bô phát hiên di đông dùng sóng, cao tần:
Có nguyên lý hoạt động giống như bộ phát hiện di động dùng sóng siêu
âm, chỉ khác là thay sóng siêu âm bằng sóng cao tần.
Ưu - Nhược điểm của nó so với dùng sóng siêu âm:
+ Ưu điểm:
- Vùng phủ sóng có thể xuyên qua các vật cản không phải ià kim loại nhu
tường gạch, kính.
- Vùng bảo vệ an toàn lớn hơn.
- Không c h ịu ảnh hư ở ng b ở i các n g u ồ n âm th a nh , lu ồ n g g ió .
+ Nhươc điểm:
- Giá thành cao hơn.
- Có những điểm “mù” trong khu vực bảo vệ do năng lượng cao tần bị hấp
thụ bởi những vật thể bằng kim loại có kích thước lớn hoặc các mặt phẳng kirr
loại.
- Dễ báo động nhầm do tạp âm khí quyển, các động cơ điện, sét,
Do những ưu - nhược điểm trên mà người ta chỉ sử dụng bộ phát hiện d
động dùng sóng cao tần ở những địa điểm bảo vệ có nhiều nguồn âm thanh cải
nhiễu (những nơi không thể dùng bộ phát sóng âm tần).
c) Bô phát hiên dùne tia hồng nsoai: có 2 loại, chủ động và thụ động.

+ Loại thụ động:
Bộ phát hiện này không phát ra dạng phát xạ nào vào vùng bảo vệ an toài
mà nó thu các tia hồng ngoại do kẻ đột nhập hoặc vật thể lạ đột nhập vào vùnj
bảo vệ an toàn, rồi phát tín hiệu báo động. Khác với hai loại trên, vùng bảo VI
của nó được chia thành từng vùng riêng biệt. Đa số có hai vùng: vùng trên V;
vùng dưới, vùng trên thường nhiều hơn và có thể tắt từng vùng nếu muốn.
9
Hình 1.6a: Phán vùng bảo vệ của bộ phát tia hồng ngoại thụ động
theo phương ngang
Hình 1.6b: Phân vùng bảo vệ của bộ phát tia hồng ngoại thụ động
theo phương thẳng dứng
ưu điểm: Kẻ gian khó phát hiện hơn nên khó qua mặt hoặc vô hiệu hoá.
Nhươc điểm:
- Vùng bảo vệ an toàn nhỏ hơn so với hai loại trước khi chúng có cùng giá
hoặc cùng mức độ phức tạp.
- Dễ báo động nhầm do bếp lò, lò sấy, ánh sáng mặt trời, sự thay đổi
nhanh nhiệt độ của môi trường,
Ngoài ra, bộ phát hiện dùng tia hồng ngoại thụ động còn được phối hợp
với đèn pha để sử dụng ngoài trời. Khi phát hiện có di động hoặc nguồn phái
nhiệt, bộ điều khiển làm bật đèn pha, rọi sáng vào vùng bảo vệ làm kẻ gian phả
dè dặt, nhụt chí.
+ Loại chủ động:
10
Có một đầu thu và một đầu phát, đặt đối diện với nhau qua vùng bảo vệ.
Bình thường, đầu thu thu được tia hồng ngoại là không đổi. Khi có sự chuyển
3ộng cắt ngang qua làm đầu thu không thu được tia hồng ngoại như bình thường
ỉẽ phát tín h iệ u b á o đ ộ n g .
1.1.3.7 Bộ phát hiện khi tia bị gián đoạn:
Nguyên lý hoạt động rất giống bộ phát hiện khói dùng tia quang điện. Có
thể đặt nguồn phát tia sáng và tế bào quang điện đối diện nhau qua vùng bảo vệ,

hoặc đặt cùng một chỗ, còn đối diện với chúng bên kia ta đặt một tấm phản xạ
để tia sáng từ nguồn đến tấm phản xạ sẽ rọi vào tế bào quang điện. Khi tia sáng
bị gián đoạn sẽ có tín hiệu truyền về bộ phận điều khiển làm khởi động bộ phận
báo động.
Ngày nay, người ta sử dụng tia hồng ngoại thay tia sáng để kẻ gian khó
phát hiện và qua mặt. Khi tia hồng ngoại bị gián đoạn, tế bào quang điện không
nhận được tia hồng ngoại và máy sẽ báo động.
Ưu điểm: Có bộ điều chỉnh độ nhạy để thích nghi với những tình huống
thực tế sử dụng thiết bị.
Nhươc điểm:
- Không linh hoạt bằng bộ phát hiện di động.
- Chỉ đặt được ở nơi kẻ gian buộc phải đi qua.
- Diện tích bảo vệ an toàn nhỏ hơn.
- Báo động nhầm do nguồn hồng ngoại tự nhiên. Vì vậy để tránh báo động
nhầm người ta thiết kế tia hồng ngoại ở dạng xung.
1.1.3.8 Thiết bị tự độnẹ gọi điện thoại:
Trong nhiều trường hợp khu vực bảo vệ là khu biệt lập, hoặc không có khc
năng có người biết đến khi lệnh báo động được phát ra. Do vậy, trong nhữn£
trường hợp này người ta sử dụng thiết bị tự động quay số điện thoại. Khi có tír
hiệu báo động truyền đến, bộ phận điều khiển sẽ tự động quay điện thoại đến sí
đã đặt trước và phát đi lời báo động đã được ghi âm. Có loại có thể lựa chọn SC
điện thoại tuỳ thuộc vào tín hiệu báo động truyền về bộ phận điều khiển. Ví di
11
ỊỌÌ cảnh sát nếu có tín hiệu báo trệựn, gọi đội cứu hoả nếu có tín hiệu báo hoả
loạn.
ưu điểm của nó là có thể đặt ở bất kỳ chỗ nào mà các thành phần khác
:ủa hệ thống bảo vệ an toàn được đặt. Tuy nhiên, do phải để nó gần máy điện
hoại và ổ cắm lấy điện nguồn nên dễ bị kẻ gian phát hiện.
1.1.3.9 Chuyển mạch khônạ dây - bộ khỏi động vô tuyến:
Xu thế ngày nay là "vô tuyến hoá" tất cả các thiết bị của hệ thống bảo vệ

íiện tử. Các thiết bị liên kết với bộ phận điều khiển không phải bằng dây cáp mà
3ằng sóng vô tuyến. Các thiết bị dùng trong trường hợp này là các chuyển mạch
/ô tuyến, hoặc các nút báo khẩn cấp.
Chuyển mạch vô tuyến gồm hai phần: phần phát và phần thu. Phần thu
iược chỉnh đúng với tần số phát, phần thu được lắp cố định một chỗ và được nối
với bộ phận điều khiển. Khi phần thu nhận được tín hiệu, nó sẽ truyền tín hiệu
íến bộ phận điều khiển.
Ưu điểm: Dễ dàng thay đổi hệ thống, các chuyển mạch và di chuyển
:húng.
Nhươe điểm:
- Liên lạc k h ô n g ch ắ c chắn bằng đường cáp nối, dễ mất tín hiệu liên lạc.
- Dễ gây báo động nhầm nếu có tín hiệu khác cùng tần số. Để khắc phục,
người tả mã hoá an toàn tín hiệu từ máy phát. Phần thu khi nhận được tín hiệu sẽ
tách sóng để lấy tín hiệu và xem có đúng là tín hiệu đã mã hoá đúng theo quy
định không. Nếu đúng thì phần thu mới truyền tín hiệu về bộ phận điều khiển và
lệnh báo động mới được phát ra.
- Do không chỉ dùng pin hoặc acquy nên khả năng bảo vệ an toàn của hệ
thống không đảm bảo khi pin hoặc acquy phóng gần hết điện.
- Phải thường xuyên kiểm tra cả hệ thống.
- Hệ thống phải bảo vệ bằng vô tuyến thiếu bộ phát hiện khói - lửa, do khó
có bộ phát hiện khói - lửa nào đáp ứng được các yêu cầu của mã và chuẩn cho hệ
th ố n g p há t h iện k h ó i - lửa.
12
1.1.3.10 Đầu báo tổ hợp:
Làm việc theo hai nguyên tắc khác nhau: hồng ngoại + kính vỡ, hồng
Tgoại + siêu âm, Chỉ khi có cả hai tín hiệu xuất hiện do tác động vào hai cảm
3Íến làm việc theo hai nguyên lý vật lý khác nhau thì mạch xử lý mới cho ra tín
liệu báo động, ưu điểm của loại đầu báo này là giảm được báo động giả do
Igẫu nhiên, nhưng giá thành của nó cao.
1.2 Mô hình thiết bị cảnh báo.

1.2.1 Nguyên lý tối thiểu của máy báo động.
Ở phần này, chúng tôi nghiên cứu một mô hình tối thiểu của máy báo
dộng.
Nguyên lý hoat đỏng:
a) Sử duns đầu báo thường đó nữ K (mach kín):
Khi sử dụng đầu báo thường đóng K đóng công tắc Sj, S
2
, lúc này trong
mạch sẽ có dòng điện chạy từ cực (+) của nguồn qua công tắc Sị, điện trở R|,
khoá K đến cực (-). Hai đèn bán dẫn Tị, T, cấm, rơle A không có dòng đi qua,
máy ở trạng thái chờ hoạt động.
4,5 V - ±
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý máy báo động AMG3
13
Khi đầu báo K mở ra (mach bi hở) Tị, T, thông, rơle A có dòng đi qua.
Dòng trong mạch từ cực (+) qua S], qua A, qua T2 đến cực (-). Lúc này rơle hút
:ác tiếp điểm a,, a2 đóng lại và loa sẽ kêu, đèn sẽ sáng (máy ở trạng thái báo
lộng).
b) Sử duns đầu báo thường mở H (mach hở):
Khi sử dụng đầu báo thường mở H, đầu báo thường mở K được nối tắt lại.
Đóng công tắc S|, s,, trong mạch có dòng đi qua từ cực (+) đến cực (-) qua S|,
qua Rj và đầu báo K, máy ở trạng thái chờ báo động.
Khi đầu báo H bị đóng lại, dòng qua mạch đi từ cực (+) qua S|, qua A, qua
H đến cực (-). Rơle A có dòng đi qua sẽ hút tiếp điểm a]5 a2 đóng lại, máy ở
trạng thái báo động.
Trong sơ đồ trên:
s, có nhiệm vụ cắt nguồn cung cấp cho máy.
S
2
dùng để đóng ngắt loa khi cần thiết.

a, là tiếp điểm tự giữ để duy trì tình trạng báo động của máy:
+ Với đầu báo K: Khi đầu báo thường đóng K bị mở ra, có dòng đi qua
rơle A. Rơle a sẽ hút tiếp điểm a,, a2 đóng lại, máy ở trạng thái báo động. Khi
đầu báo K trở lại trạng thái bình thường (đóng), lúc này Tị, T2 cấm không cho
dòng đi qua nhưng trong mạch vẫn có dòng đi từ cực (+) qua Sị, qua A, qua arr-
đến cực (-). Khi đó máy vẫn duy trì tình trạng báo động.
+ Với đầu báo H: Khi đầu báo thường mở H đóng lại, trong mạch có dònj
từ cực (+) qua S|, qua A, qua H, đến cực (-). Rơle A có dòng đi qua sẽ hút tiế]
điểm al5 a2 đóng lại làm máy báo động. Khi đầu báo H trở lại trạng thái mở, rơli
A vãn có dòng đi qua theo đường: cực (+) qua Sj, qua A, qua al5 đến cực (-). D<
đó, máy vẫn ở trạng thái báo động.
Như vậy, bằng cách sử dụng tiếp điểm ah máy có thể duy trì tình trạng
báo động không phụ thuộc vào trạng thái sau của đầu báo.
1.2.2 Nguyên lý cảnh báo nhiều trạng thái.
Để việc bảo vệ được tiện lợi hơn, trong máy báo động cần phải có đèn chỉ
thị để
14
hông báo cho người sử dụng biết một số thông tin về nguồn, loa, các kênh báo
lộng. Ví dụ: máy hiện có được cung cấp điện hay không, kênh báo nào hiện
lang hoạt động (với đầu báo nhiều kênh bảo vệ), loa đang ở trạng thái nào,
vluốn vậy, đối với mỗi bộ phận này người ta hay sử dụng một cặp LED (Light
emitting Diode) để hiển thị các trạng thái của nó. Để dễ phân biệt, người ta sử
lụng hai LED khác màu. Thông thường hay sử dụng một LED màu xanh và một
^ED màu đỏ, màu xanh để thông báo trạng thái bình thường, màu đỏ để chỉ
rạng thái không bình thường.
Một vấn đề cần quan tâm nữa là không phải lúc nào người sử dụng cũng
nuốn báo động bằng loa và đối với máy báo động nhiều kênh không phải lúc
lào cũng muốn bảo vệ tất cả các kênh một lúc. Do đó, người ta bố trí các công
ắc đóng ngắt chúng khi cần.
Xuất phát từ yêu cầu đề phòng kẻ gian phát hiện ra đường dây bảo vệ và

nuốn vô hiệu hoá máy báo động bằng cách cắt hoặc chập đường dây, máy báo
iộng phải được thiết kế để nhận biết các trường hợp đó.
Do vậy, một máy báo động thường được thiết kế và bố trí như sau:
1.2.2.1 Bô'trí mặt máy:
Để thuận tiện trong khãu quan sát các đèn chỉ thị và sử dụng các công tắc,
a sẽ bố trí trên mặt máy như sau:
L|| 0
L,2
•
Nguồn
.
K ,
Lọi
0
ụ 2
•
Loa
■
k 2
L31
0
L32
•
Kênh 1
■
k 3
L41
0
L42
•

Kênh 2
■
k 4
V
Đèn chỉ thị
Công tắc
Hình 2.2: Bô trí mặt máy của một thiết bị cảnh báo
Công tắc K,, K2, K3, K4 tương ứng dùng để đóng ngắt các bộ phận: nguồn,
oa, kênh bảo vệ 1 và 2.
15
Các cặp LED L||, L12, L2|, L22, L31, L32, L41, L42 tương ứng dùng hiển thị
cho nguồn, loa, kênh 1, kênh 2.
Nhìn vào đèn ta có thể nhận biết được các trạng thái của máy:
Khi Lị ị sáng (đèn xanh) chứng tỏ máy có nguồn cung cấp, không sáng
chứng tỏ máy không được cung cấp điện. Nếu nguồn cung cấp lấy từ nguồn xoay
chiều thì cả hai đèn Lị ị, Lp đều sáng, nếu nguồn cung cấp là pin hoặc acquy thì
chỉ có đèn Lị I sáng.
Khi loa ở trạng thái hoạt động bình thường (kêu khi có sự bất thường xảy
ra) thì đèn L2| sáng (đèn xanh) còn L22 tối. Khi loa không được sử dụng thì đèn
L22sáng (đèn đỏ), L2I không sáng.
Khi máy báo động ở trạng thái báo động bình thường thì đèn L31, L41 (đèn
xanh) của các kênh báo sáng. Khi kênh nào đó có sự vi phạm thì đèn đỏ tương
ứng của kênh đó nhấp nháy (Lp hoặc L42). Còn trong trường hợp đèn xanh của
kênh đó không sáng tức là kênh đó không sử dụng.
1.2.2.2 Sơ đồ khối máy báo động:
Máy báo động gồm các khối:
+ Khối đầu vào.
+ Khối đa hài. _
+ Khuếch đại công suất.
Ngoài ra còn có các đầu báo và nguồn cung cấp.

+ Nguồn cung cấp: là nguồn một chiều lấy từ pin, acquy hoặc từ điện áp
xoay chiều qua một quá trình biến đổi. Nó có nhiệm vụ cung cấp dòng một chiều
cho các bộ phận khác hoạt động.
+ Đầu vào: là mạch ghép với đầu báo. Trên hình vẽ nó bao gồm cả hai
khối mạch vào và khối khuếch đại. Đầu vào có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu để khởi
động khối đa hài hoạt động khi có sự vi phạm vào đầu báo.
+ Đa hài: trong máy báo động nó được tách ra làm hai mạch: một mạch
phát ra tần số thấp cỡ 0,5 4- 1 Hz để đèn báo động nhấp nháy, một mạch phát ra
tần số nằm trong vùng tần số nghe thấy khoảng 500 Hz để đưa ra loa.
16