Датчики (извещатели) один из главных элементов системы сигнализации и определяют ее эффективность. Наиболее массовыми и универсальными являются пассивные ИК (инфракрасные) датчики движения. Они - неотъемлемый элемент охранной системы практически каждого объекта. Массовые ИК- датчики это пассивные детекторы движения, они реагируют на перемещение тепловое излучения движущегося объекта. Принцип действия этих датчиков - регистрация изменения во времени разницы между интенсивностью ИК излучения от нарушителя и фонового теплового излучения. Для того чтобы нарушитель был обнаружен ИК-пассивным датчиком, необходимо выполнение следующих условий: - нарушитель должен пересечь в поперечном направлении луч зоны чувствительности датчика;
- движение нарушителя должно происходить в определенном интервале скоростей;
- чувствительность датчика должна быть достаточной для регистрации разницы температур поверхности тела нарушителя (с учетом влияния его одежды) и фона (стены, пол).
Можно ли обмануть ИК-датчик движения? Можно. Это вытекает из принципа его действия. Если перемещающийся объект не отличается по температуре от окружающей обстановки, датчик его не видит. Кто этот объект? Например, зомби J. Еще хуже то, что большинство датчиков не видят перемещения холодного объекта, т.е. объекта с температурой ниже окружающей обстановки. Если нарушитель вошел в помещение с мороза, в одежде, спрятал лицо в шапку, датчик имеет все шансы его не заметить. Есть и более неприятные моменты, например в гаражах, складах и на производствах в неотапливаемых помещениях. Здесь обычные ИК-датчики в зимнее время могут быть неэффективными. Что-же делать? В этих ситуациях следует применять комбинированные датчики – использующие кроме ИК, дополнительный принцип обнаружения. Чаще всего комбинированные датчики в дополнение к ИК используют радиолокацию (МВ).
Рассмотрим устройство, принцип действия и особенности применения пассивных ИК датчиков движения.
Пассивные ИК датчики движения состоят из трех основных элементов:
· оптической системы, формирующей диаграмму направленности датчика и определяющей форму и вид пространственной зоны чувствительности; - пироприемника, регистрирующего тепловое излучение нарушителя;
· блока обработки сигналов пироприемника, выделяющего сигналы, обусловленные движущимся нарушителем, на фоне помех естественного и искусственного происхождения. Современные ИК-датчики характеризуются большим разнообразием возможных форм диаграмм направленности. Зона чувствительности ИК-датчиков представляет собой набор лучей различной конфигурации, расходящихся от датчика по радиальным направлениям в одной или нескольких плоскостях. В некоторых ИК-детекторах используются сдвоенные или счетверенные (quad) пироприемники, каждый луч в горизонтальной плоскости расщепляется на два или четыре. Типичная зона чувствительности бюджетного пассивного ИК датчика имеет вид:  Оптическая система. При построении оптических систем ИК-датчиков могут использоваться: - линзы Френеля - сегментированные линзы, представляющие собой пластиковую пластину с отштампованными на ней несколькими призматическими линзами-сегментами;
- зеркальная оптика - в датчике устанавливается несколько зеркал специальной формы, фокусирующих тепловое излучение на пироприемник;
- комбинированная оптика, использующая и зеркала, и линзы Френеля.
В большинстве ИК-пассивных датчиков используются линзы Френеля. К достоинствам линз Френеля относятся: - простота конструкции детектора на их основе;
- низкая цена;
- возможность использования одного датчика в различных приложениях при использовании сменных линз.
Каждый сегмент линзы Френеля формирует свой луч диаграммы направленности. Использование современных технологий изготовления линз позволяет обеспечить практически постоянную чувствительность детектора по всем лучам за счет подбора и оптимизации параметров каждой линзы-сегмента: площади сегмента, угла наклона и расстояния до пироприемника, прозрачности, отражающей способности, степени дефокусировки. Материал, из которого изготавливаются современные линзы, обеспечивает защиту пироприемника от белого света. По оценкам специалистов, современные высокотехнологичные линзы Френеля по своим оптическим характеристикам практически не уступают зеркальной оптике.
С помощью зеркальной оптики часто обеспечивается защита ближней зоны, расположенной непосредственно под местом установки датчика (так называемая антисаботажная зона). В современных высококачественных ИК детекторах используется комбинация линз Френеля и зеркальной оптики. При этом линзы Френеля используются для формирования зоны чувствительности на средних расстояниях, а зеркальная оптика - для формирования антисаботажной зоны под датчиком. Особенно важна антисаботажная зона для беспроводных ИК датчиков – они наиболее уязвимы к саботажу и хищению. Внешний вид бюджетного ИК датчика с контролем нижней зоны:
Пироприемник Оптическая система фокусирует ИК излучение на пироприемнике, в качестве которого в ИК датчиках используется сверхчувствительный полупроводниковый пироэлектрический преобразователь, способный зарегистрировать разницу в несколько десятых градуса между температурой тела человека и фона. Изменение температуры преобразуется в электрический сигнал, который после соответствующей обработки вызывает сигнал тревоги. В ИК датчиках обычно используются сдвоенные (дифференциальные, DUAL) или счетверенные (QUAD) пироэлементы. Это связано с тем, что одиночный пироэлемент одинаковым образом реагирует на любое изменение температуры независимо от того, чем оно вызвано - человеческим телом или, например, обогревом помещения, что приводит к повышению частоты ложных срабатываний. В дифференциальной схеме производится вычитание сигнала одного пироэлемента из другого, что позволяет существенно подавить помехи, связанные с изменением температуры фона, а также заметно снизить влияние световых и электромагнитных помех. В последних моделях ИК-датчиков с целью дополнительного снижения частоты ложных срабатываний используются счетверенные пироэлементы (QUAD) - это два сдвоенных пироприемника, расположенные в одном датчике (обычно размещаются один над другим). Радиусы наблюдения этих пироприемников делаются различными, и поэтому локальный тепловой источник ложных срабатываний не будет наблюдаться в обоих пироприемниках одновременно. При этом геометрия размещения пироприемников и схема их включения выбирается таким образом, чтобы сигналы от человека были противоположной полярности, а электромагнитные помехи вызывали сигналы в двух каналах одинаковой полярности, что приводит к подавлению и этого типа помех. Обработка сигнала Блок обработки сигналов пироприемника обеспечивает надежное распознавание полезного сигнала от движущегося человека на фоне помех. Для ИК датчиков основными видами и источниками помех, могущими вызвать ложное срабатывание, являются: - источники тепла, климатизационные и холодильные установки;
- конвенционное движение воздуха;
- солнечная радиация и искусственные источники света;
- электромагнитные и радиопомехи (транспорт с электродвигателями, электросварка, линии электропередачи, мощные радиопередатчики, электростатические разряды);
- сотрясения и вибрации;
- термическое напряжение линз;
- насекомые и мелкие животные.
Выделение блоком обработки полезного сигнала на фоне помех основано на анализе параметров сигнала на выходе пироприемника. Еще одним видом обработки, предназначенным для улучшения характеристик ИК датчиков, является автоматическая термокомпенсация. В диапазоне температур окружающей среды 25°С...35°С чувствительность пироприемника снижается за счет уменьшения теплового контраста между телом человека и фоном, при дальнейшем повышении температуры чувствительность снова повышается, но "с противоположным знаком". Использование автоматической термокомпенсации обеспечивает почти постоянную чувствительность ИК датчика в широком диапазоне температур. Элементы защиты датчиков от саботажа Защитным элементом, которым оборудованы практически все современные ИК детекторы, является контактный датчик вскрытия (Tamper), сигнализирующий о попытке открывания или взлома корпуса датчика. Реле датчиков вскрытия (Tamper) подключаются к отдельному шлейфу охраны. Для устранения срабатываний ИК датчика от мелких животных используются либо специальные линзы с зоной нечувствительности (Pet Alley) от уровня пола до высоты порядка 1 м, либо специальные методы обработки сигналов (например датчики Swan Quad, Bingo). Следует учитывать, что специальная обработка сигналов позволяет игнорировать животных только в том случае, если их общий вес не превышает 7...20 кг, и они могут приблизиться к датчику не ближе 2 м. Так что если в охраняемом помещении прыгучая кошка или летает попугай то такая защита не поможет.
Для защиты от электромагнитных и радиопомех используется плотный поверхностный монтаж и металлическое экранирование.
В ИК-датчиках, предназначенных для профессионального использования, применяются так называемые схемы антимаскинга. Суть проблемы состоит в том, что обычные ИК датчик могут быть выведены нарушителем из строя путем предварительного (когда система не поставлена на охрану) заклеивания или закрашивания входного окна датчика. Для борьбы с этим способом обхода ИК датчиков и используются схемы антимаскинга. В бюджетном сегменте такие датчики не используются из-за дороговизны. Установка и использование ИК датчиков При выборе типов и количества датчиков для обеспечения охраны объекта следует учитывать возможные пути и способы проникновения нарушителя, уровень надежности обнаружения, расходы на приобретение и монтаж датчиков, тактико-технические характеристики датчиков. Общий принцип использования ИК датчиков - лучи зоны чувствительности должны быть перпендикулярны предполагаемому направлению движения нарушителя. Место установки датчика следует выбирать так, чтобы минимизировать мертвые зоны, вызванные наличием в охраняемом помещении крупных предметов, перекрывающих лучи (например, мебель, комнатные растения). Если в помещении двери открываются внутрь, следует учитывать возможность маскировки нарушителя открытыми дверьми. При невозможности устранить мертвые зоны следует использовать несколько датчиков. При блокировке отдельных предметов датчик или датчики нужно устанавливать так, чтобы лучи зоны чувствительности блокировали все возможные подходы к защищаемым предметам.
Должен соблюдаться задаваемый в документации диапазон допустимых высот подвески (минимальная и максимальная высоты). В особенности это относится к диаграммам направленности с наклонными лучами: если высота подвески будет превышать максимально допустимую, то это приведет к уменьшению сигнала из дальней зоны и увеличению мертвой зоны перед датчиком, если же высота подвески будет меньше минимально допустимой, то это приведет к уменьшению дальности обнаружения с одновременным уменьшением мертвой зоны под датчиком. К ложным срабатываниям ИК датчиков могут привести помехи теплового, светового, электромагнитного, вибрационного характера. Несмотря на то, что современные ИК датчики имеют высокую степень защиты от указанных воздействий, все же целесообразно придерживаться следующих рекомендаций: - для защиты от потоков воздуха и пыли не рекомендуется размещать датчик в непосредственной близости от источников воздушных потоков (вентиляция, открытое окно);
- следует избегать прямого попадания на датчик солнечных лучей и яркого света; при выборе места установки должна учитывается возможность засветки в течение непродолжительного времени рано утром или на закате, когда солнце низко над горизонтом, или засветки фарами проезжающего снаружи транспорта;
- на время постановки на охрану целесообразно отключать возможные источники мощных электромагнитных помех, в частности источники света не на основе ламп накаливания: люминесцентные, неоновые, ртутные, натриевые лампы;
- для снижения влияния вибраций целесообразно устанавливать датчик на капитальных или несущих конструкциях;
- не рекомендуется направлять датчик на источники тепла (радиатор, печь) и колеблющиеся предметы (растения, шторы), в сторону нахождения домашних животных.
Комбинированные датчики ИК + разбитие стекла.Очень удобны и практичны для применения в бюджетном и эконом сегментах комбинированные датчики ИК + разбитие стекла. Датчик разбития стекла (ДРС) создает дополнительный барьер, предотвращающий вторжение нарушителя. Это особенно актуально для малоэтажных коттеджей и дач. Действующие наобум любители поживиться в чужом доме часто проводят «тестирование» пустующего объекта, бросая камень в стекло. Если ничего не происходит – проникают через образовавшийся проем. Наличие ДРС и сработавшая сигнализация в этом случае вторжение предотвращают. Радиус действия ДРС в комбинированном датчике обычно составляет 8-10 метров, что вполне достаточно для любого помещения и не влияет на тактику установки ИК датчика. Настоятельно рекомендуем для помещений на первом этаже с окнами незащищенными роллетами или решетками именно комбинированные датчики ИК + ДРС. |
Viber: (050) 885-51-06
