IR liikumisandur. Hüpermarketite videovalve ja turvasüsteemid. Vedeliku taseme kontroller ultrahelianduritel

21. sajandil on IR-anduritega kõik tuttavad – need avavad uksed lennujaamades ja poodides, kui lähed ukseni. Samuti tuvastavad nad liikumise ja annavad sissemurdmissignalisatsioonis häire. Praegu on passiivsed optilis-elektroonilised infrapunadetektorid (IR) juhtival kohal ruumide kaitsmisel turvaasutustesse volitamata sissetungi eest. Esteetiline välimus, paigaldamise, seadistamise ja hooldamise lihtsus annavad neile sageli eelise teiste tuvastamisvahendite ees.

Passiivsed optilis-elektroonilised infrapuna (IR) detektorid (neid nimetatakse sageli liikumisanduriteks) tuvastavad inimese sisenemise ruumi kaitstud (kontrollitud) ossa, genereerivad häiresignaali ja avades täitevrelee kontaktid (jälgimine). jaamarelee), edastage hoiatusvahenditele häiresignaal. Hoiatusvahendina saab kasutada teavitussüsteemide (SPI) terminalseadmeid (UO) või tulekahju- ja valvesignalisatsiooni juhtimisseadet (PPKOP). Eelnimetatud seadmed (UO või PPKOP) omakorda edastavad saadud häireteate erinevate andmeedastuskanalite kaudu keskseirejaamale (CMS) või kohalikku valvekonsooli.

Kuidas PIR liikumisandur töötab

Passiivsete optilis-elektrooniliste IR-detektorite tööpõhimõte põhineb temperatuurifooni infrapunakiirguse taseme muutuse tajumisel, mille allikateks on inimese või väikeloomade keha, aga ka igasugused objektid nende vaateväljas.

Passiivsetes optilis-elektroonilistes IR-detektorites siseneb infrapunane soojuskiirgus Fresneli läätsesse, misjärel see fokusseeritakse läätse optilisel teljel paiknevale tundlikule püroelemendile (joon. 1).

Passiivsed IR-detektorid võtavad vastu objektidelt infrapunaenergia voogusid ja muudetakse pürovastuvõtja abil elektrisignaaliks, mis juhitakse läbi võimendi ja signaalitöötlusahela häiregeneraatori sisendisse (joonis 1)1.

Selleks, et IR passiivne andur sissetungija tuvastaks, peavad olema täidetud järgmised tingimused:

Passiivsed IR-andurid koosnevad kolmest põhielemendist:

Sõltuvalt Fresneli läätse konstruktsioonist on passiivsetel opti-elektroonilistel IR-detektoritel kontrollitava ruumi erinevad geomeetrilised mõõtmed ja need võivad olla kas mahulise tuvastamise tsooniga või pinna- või lineaarsed. Selliste detektorite tööulatus on vahemikus 5 kuni 20 m. Nende detektorite välimus on näidatud joonisel fig. 2.

Optiline süsteem

Kaasaegseid IR-andureid iseloomustavad mitmesugused võimalikud valgusvihud. IR-andurite tundlikkustsoon on mitmesuguse konfiguratsiooniga kiirte kogum, mis lahknevad andurist radiaalsuunas ühel või mitmel tasapinnal. Tulenevalt asjaolust, et IR-detektorid kasutavad kahte pürovastuvõtjat, jagatakse horisontaaltasandil iga kiir kaheks:

Detektori tundlikkustsoon võib välja näha järgmine:

Tundlikkustsooni vormide mitmekesisus ja keeruline konfiguratsioon on peamiselt tingitud järgmistest teguritest:

Otstarbekas on pikemalt peatuda ühtlase tundlikkuse nõudel. Pürovastuvõtja väljundis olev signaal, kui kõik muud asjad on võrdsed, on seda suurem, mida suurem on detektori tundlikkuse tsooni rikkuja kattumise määr ning seda väiksem on kiire laius ja kaugus detektorist. Sissetungija tuvastamiseks suurelt (10...20 m) kauguselt on soovitav, et kiire laius vertikaaltasapinnas ei ületaks 5°...10°, sel juhul blokeerib inimene kiire peaaegu täielikult, mis tagab maksimaalse tundlikkuse. Lühematel vahemaadel suureneb detektori tundlikkus selles kiires märgatavalt, mis võib kaasa tuua valehäireid näiteks väikeloomade poolt. Ebaühtlase tundlikkuse vähendamiseks kasutatakse optilisi süsteeme, mis moodustavad mitu kaldkiirt, samas kui IR-detektor paigaldatakse inimese kõrgusest kõrgemale. Tundlikkustsooni kogupikkus jaguneb seega mitmeks tsooniks ning tundlikkuse vähendamiseks muudetakse detektorile “lähimad” kiired tavaliselt laiemaks. See tagab peaaegu pideva tundlikkuse kauguse ulatuses, mis ühest küljest aitab vähendada valepositiivseid tulemusi, teisalt aga suurendab tuvastatavust, kõrvaldades detektori lähedusest surnud tsoonid.

IR-andurite optiliste süsteemide ehitamisel saab kasutada järgmist:

Tavaliselt moodustab Fresneli objektiivi iga segment oma kiirmustri. Kaasaegsete läätsede valmistamise tehnoloogiate kasutamine võimaldab tagada peaaegu konstantse detektori tundlikkuse kõikidele kiirtele, valides ja optimeerides iga objektiivi segmendi parameetreid: segmendi pindala, kaldenurk ja kaugus püroelektrilise vastuvõtja suhtes, läbipaistvus, peegeldusvõime, defokuseerimise aste. . Hiljuti hakati omandama keeruka täpse geomeetriaga Fresneli läätsede valmistamise tehnoloogiat, mis suurendab kogutavat energiat 30% võrreldes tavaliste läätsedega ja vastavalt sellele ka pika vahemaa tagant inimese kasuliku signaali taset. Materjal, millest kaasaegsed läätsed on valmistatud, kaitseb püroelektrilist vastuvõtjat valge valguse eest. IR-anduri ebarahuldav töö võib olla põhjustatud sellistest mõjudest nagu anduri elektriliste komponentide kuumenemisest tulenevad soojusvood, putukate sattumine tundlikele pürovastuvõtjatele ja infrapunakiirguse võimalik tagasipeegeldumine seadme sisemistest osadest. detektor. Nende efektide kõrvaldamiseks uusima põlvkonna IR-andurite puhul kasutatakse objektiivi ja pürovastuvõtja vahel spetsiaalset hermeetilist kambrit (suletud optika), näiteks PYRONIXi ja C&K uutes IR-andurites. Asjatundjate hinnangul on kaasaegsed kõrgtehnoloogilised Fresneli läätsed oma optiliste omaduste poolest peaaegu sama head kui peegeloptika.

Peegeloptikat kui optilise süsteemi ainsa elemendina kasutatakse harva. Peegeloptikaga infrapunasensorid on saadaval näiteks firmadelt SENTROL ja ARITECH. Peegeloptika eelisteks on täpsema teravustamise võimalus ja sellest tulenevalt tundlikkuse kasv, mis võimaldab tuvastada sissetungijat pikkade vahemaade tagant. Mitme erikujulise peegli, sealhulgas mitme segmendiga peegli kasutamine võimaldab tagada peaaegu konstantse kauguse tundlikkuse ja see tundlikkus pikkadel vahemaadel on ligikaudu 60% kõrgem kui lihtsatel Fresneli objektiividel. Peegeloptika abil on lihtsam kaitsta lähitsooni, mis asub vahetult anduri paigalduskoha all (nn. võltsimisvastane tsoon). Analoogiliselt vahetatavate Fresneli läätsedega on peegeloptikaga IR-andurid varustatud vahetatavate eemaldatavate peeglimaskidega, mille kasutamine võimaldab valida tundlikkustsooni soovitud kuju ja võimaldab kohandada andurit kaitstud ruumide erinevate konfiguratsioonidega. .

Kaasaegsed kvaliteetsed IR-detektorid kasutavad Fresneli läätsede ja peegeloptika kombinatsiooni. Sel juhul kasutatakse Fresneli läätsesid tundlikkustsooni moodustamiseks keskmistel vahemaadel ja peegeloptikat, et moodustada anduri alla sabotaaživastane tsoon ja tagada väga suur tuvastuskaugus.

Püro vastuvõtja:

Optiline süsteem fokuseerib IR-kiirguse pürodetektorile, mida kasutatakse IR-andurites ülitundliku pooljuhtpüroelektrilise muundurina, mis suudab registreerida mitme kümnendiku kraadise erinevuse inimkeha temperatuuri ja tausta vahel. Temperatuurimuutus muudetakse elektrisignaaliks, mis pärast vastavat töötlemist vallandab häire. IR-andurites kasutatakse tavaliselt kahesuguseid (diferentsiaal, DUAL) püroelemente. Selle põhjuseks on asjaolu, et üks püroelektriline element reageerib temperatuurimuutustele ühtemoodi, olenemata sellest, kas see on põhjustatud inimkehast või näiteks ruumi kütmisest, mis toob kaasa temperatuurimuutuste sageduse suurenemise. valehäired. Diferentsiaalahelas lahutatakse ühe püroelektrilise elemendi signaal teisest, mis võimaldab oluliselt maha suruda taustatemperatuuri muutustega seotud häireid, samuti oluliselt vähendada valguse ja elektromagnetiliste häirete mõju. Liikuva inimese signaal ilmub kahe püroelektrilise elemendi väljundisse ainult siis, kui inimene ületab tundlikkustsooni kiire ja on peaaegu sümmeetriline bipolaarne signaal, mis on oma kuju poolest lähedane sinusoidi perioodile. Sel põhjusel jaguneb kahe püroelemendi kiir ise horisontaaltasandil kaheks. Viimastes IR-andurite mudelites kasutatakse valepositiivsete tulemuste sageduse edasiseks vähendamiseks neljakordseid püroelemente (QUAD või DOUBLE DUAL) - need on kaks kahekordset pürovastuvõtjat, mis asuvad ühes anduris (tavaliselt üksteise kohal). Nende pürovastuvõtjate vaatlusraadiused on tehtud erinevateks ja seetõttu ei täheldata mõlemas pürovastuvõtjas korraga kohalikku valehäireallikat. Samal ajal valitakse püroelektriliste vastuvõtjate asukoha geomeetria ja nende kaasamise skeem nii, et inimeselt saadavad signaalid oleksid vastupidise polaarsusega ja elektromagnetilised häired põhjustavad signaale kahes sama polaarsusega kanalis, mis viib seda tüüpi häirete mahasurumiseni. Neljakordsete püroelektriliste elementide puhul jagatakse iga kiir neljaks (vt joonis 2) ja seetõttu on sama optika kasutamisel maksimaalne tuvastamiskaugus ligikaudu poole väiksem, kuna usaldusväärseks tuvastamiseks peab inimene oma abiga blokeerima kahe pürovastuvõtja mõlemad kiired. kõrgus. Neljakordsete püroelementide tuvastamiskauguse suurendamine võimaldab kasutada täppisoptikat, mis moodustab kitsama kiire. Teine võimalus seda olukorda mingil määral parandada on keeruka põimitud geomeetriaga püroelementide kasutamine, mida PARADOX oma andurites kasutab.

Signaalitöötlusseade

Pürovastuvõtja signaalitöötlusseade peab tagama liikuva inimese kasuliku signaali usaldusväärse äratundmise häirete taustal. IR-andurite puhul on peamised valehäireid põhjustada võivad häirete tüübid ja allikad:

Häirete taustal kasuliku signaali valik töötleja poolt põhineb pürovastuvõtja väljundis oleva signaali parameetrite analüüsil. Need parameetrid on signaali suurus, selle kuju ja kestus. IR-anduri tundlikkustsooni kiirt ületava inimese signaal on peaaegu sümmeetriline bipolaarne signaal, mille kestus sõltub sissetungija kiirusest, kaugusest andurini, kiire laiusest ja võib olla ligikaudu 0,02 ... ,1…7 m/s. Häiresignaalid on enamasti asümmeetrilised või nende kestus erineb kasulikest signaalidest (vt joonis 3). Joonisel näidatud signaalid on väga ligikaudsed, tegelikkuses on kõik palju keerulisem.

Peamine parameeter, mida kõik andurid analüüsivad, on signaali suurus. Lihtsamates andurites on see salvestatud parameeter ainuke ja selle analüüs viiakse läbi signaali võrdlemisel teatud lävega, mis määrab anduri tundlikkuse ja mõjutab valehäirete sagedust. Valehäirete vastupanu suurendamiseks kasutavad lihtsad andurid impulsside loendamise meetodit, kui loendab, mitu korda ületas signaal läve (see tähendab, mitu korda sissetungija kiirt ületas või mitu kiirt ületas). Sel juhul ei teki häiret mitte esmakordsel läve ületamisel, vaid ainult siis, kui teatud aja jooksul ületab ületuste arv määratud väärtusest (tavaliselt 2…4). Impulsside loendusmeetodi miinuseks on tundlikkuse halvenemine, mis on eriti märgatav tundlikkustsooniga andurite puhul, näiteks ühe kardina jms korral, kui sissetungija suudab ületada vaid ühe kiire. Seevastu impulsside loendamisel on korduvate häirete (nt elektromagnetiline või vibratsioon) tõttu võimalik valehäire.

Keerulisemates andurites analüüsib töötleja diferentsiaalpürovastuvõtja väljundist lainekuju bipolaarsust ja sümmeetriat. Sellise töötlemise konkreetne rakendamine ja sellele viitamiseks kasutatav terminoloogia1 võib tootjati erineda. Töötlemise olemus seisneb kahe lävega (positiivse ja negatiivse) signaali võrdlemises ning mõnel juhul erineva polaarsusega signaalide suuruse ja kestuse võrdlemises. Seda meetodit on võimalik kombineerida ka positiivsete ja negatiivsete lävede ületamise eraldi loendamisega.

Signaali kestuse analüüsi saab läbi viia nii otsese aja mõõtmiseks, mille jooksul signaal ületab teatud läve, kui ka sageduspiirkonnas, filtreerides signaali pürovastuvõtja väljundist, sealhulgas kasutades "ujuvat" läve, sõltuvalt sagedusanalüüsi vahemikust.

Teine töötlemisviis, mille eesmärk on IR-andurite jõudluse parandamine, on automaatne soojuskompensatsioon. Ümbritseva õhu temperatuurivahemikus 25°C ... 35°C püroelektrilise vastuvõtja tundlikkus väheneb inimkeha ja tausta vahelise termilise kontrasti vähenemise tõttu, temperatuuri edasisel tõusul tundlikkus taas suureneb. , kuid "vastupidise märgiga". Niinimetatud "tavalistes" termilise kompensatsiooni ahelates mõõdetakse temperatuuri ja selle tõusmisel suurendatakse automaatselt võimendust. "Päris" või "kahepoolse" kompensatsiooni korral võetakse termilise kontrasti suurenemine arvesse temperatuuridel üle 25 ° C ... 35 ° C. Automaatse soojuskompensatsiooni kasutamine tagab, et IR-anduri tundlikkus on laias temperatuurivahemikus peaaegu konstantne.

Loetletud töötlemise tüüpe saab läbi viia analoog-, digitaal- või kombineeritud vahenditega. Kaasaegsetes IR-andurites kasutatakse üha enam digitaalseid töötlemismeetodeid spetsiaalsete ADC-de ja signaaliprotsessoritega mikrokontrollerite abil, mis võimaldab signaali peenstruktuuri üksikasjalikult töödelda, et seda mürast paremini eristada. Viimasel ajal on olnud teateid täisdigitaalsete IR-andurite väljatöötamisest, mis ei kasuta üldse analoogelemente.
Nagu teada, on kasulike ja segavate signaalide juhuslikkuse tõttu parimad statistiliste otsuste teoorial põhinevad töötlemisalgoritmid.

IR-detektorite muud kaitseelemendid

Professionaalseks kasutamiseks mõeldud IR-andurites kasutatakse nn maskeerimisvastaseid ahelaid. Probleemi olemus seisneb selles, et tavapäraseid IR-andureid saab sissetungija välja lülitada anduri sisendaknale eelneva (kui süsteem pole valvestatud) liimimise või värvimisega. Selle IR-anduritest möödahiilimise viisi vastu võitlemiseks kasutatakse maskeerimisvastaseid skeeme. Meetod põhineb spetsiaalse IR-kanali kasutamisel, mis käivitub, kui andurist väikesele kaugusele (3–30 cm) ilmub mask või peegeldav barjäär. Maskeerimisvastane ahel töötab pidevalt, kui süsteem on valvest välja lülitatud. Kui maskeerimise fakti tuvastab spetsiaalne detektor, saadetakse andurilt selle kohta signaal juhtpaneelile, mis aga ei anna häiresignaali enne, kui on aeg süsteemi valve alla panna. Just sel hetkel antakse operaatorile teavet maskeerimise kohta. Veelgi enam, kui see maskeerimine oli juhuslik (suur putukas, suure objekti ilmumine mõneks ajaks anduri lähedusse jne) ja häire seadmise ajaks oli see iseenesest kõrvaldatud, häiret ei genereerita.

Teine kaitseelement, millega on varustatud peaaegu kõik kaasaegsed IR-detektorid, on võltsimisnähtav kontaktandur, mis annab märku katsest anduri korpust avada või rikkuda. Tamper- ja maskeerimisanduri releed on ühendatud eraldi turvaahelaga.

Väikeloomade IR-andurite päästikute kõrvaldamiseks kasutatakse kas spetsiaalseid läätsi, millel on surnud tsoon (Pet Alley) põranda tasemest kuni umbes 1 m kõrguseni, või kasutatakse spetsiaalseid signaalitöötlusmeetodeid. Tuleb meeles pidada, et eriline signaalitöötlus võimaldab loomi ignoreerida ainult siis, kui nende kogukaal ei ületa 7...15 kg ja nad saavad andurile läheneda mitte lähemal kui 2 m.

Elektromagnetiliste ja raadiohäirete eest kaitsmiseks kasutatakse tihedat pindkinnitust ja metallist varjestust.

Detektorite paigaldus

Passiivsetel opti-elektroonilistel IR-detektoritel on teist tüüpi tuvastusseadmete ees üks märkimisväärne eelis. Seda on lihtne paigaldada, seadistada ja hooldada. Seda tüüpi andureid saab paigaldada nii kandva seina tasasele pinnale kui ka ruumi nurka. Seal on detektorid, mis asetatakse lakke.

Selliste detektorite pädev valik ja taktikaliselt õige kasutamine on seadme ja kogu turvasüsteemi kui terviku usaldusväärse töö võti!

Konkreetse objekti kaitse tagamiseks andurite tüüpide ja arvu valimisel tuleks arvesse võtta sissetungija sissetungimise võimalikke viise ja vahendeid, tuvastamise usaldusväärsuse nõutavat taset; andurite soetamise, paigaldamise ja käitamise kulud; objekti omadused; andurite tööomadused. IR-passiivsete andurite eripäraks on nende mitmekülgsus - nende kasutamisega on võimalik blokeerida paljude erinevate ruumide, konstruktsioonide ja objektide lähenemine ja tungimine: aknad, vaateaknad, letid, uksed, seinad, laed, vaheseinad, seifid ja üksikobjektid, koridorid, ruumide mahud. Samal ajal ei ole mõnel juhul iga konstruktsiooni kaitsmiseks vaja suurt hulka andureid - võib piisata ühe või mitme tundlikkustsooni soovitud konfiguratsiooniga anduri kasutamisest. Vaatleme IR-andurite kasutamise mõningaid omadusi.

IR-andurite kasutamise üldpõhimõte on, et tundlikkustsooni kiired peaksid olema risti sissetungija kavandatud liikumissuunaga. Anduri asukoht tuleks valida selliselt, et minimeerida surnud tsoone, mis tekivad kaitsealal asuvate suurte objektide olemasolust, mis talasid blokeerivad (näiteks mööbel, toataimed). Kui uksed avanevad ruumis sissepoole, tuleks arvestada võimalusega varjata sissetungija avatud ustega. Kui surnud tsoone ei ole võimalik kõrvaldada, tuleks kasutada mitut andurit. Üksikute objektide blokeerimisel tuleb andur või andurid paigaldada nii, et tundlikkustsooni kiired blokeeriksid kõik võimalikud lähenemised kaitstavatele objektidele.

Järgida tuleb dokumentatsioonis toodud lubatud vedrustuse kõrguste vahemikku (minimaalne ja maksimaalne kõrgus). Eelkõige kehtib see kaldkiirtega suunamustrite kohta: kui vedrustuse kõrgus ületab maksimaalselt lubatud, põhjustab see kaugtsooni signaali vähenemise ja anduri ees oleva surnud tsooni suurenemise, kuid kui vedrustuse kõrgus on väiksem kui lubatud miinimum, vähendab see vahemiku tuvastamist, vähendades samal ajal anduri all olevat surnud tsooni.

1. Helitugevuse tuvastamise tsooniga detektorid (joon. 3, a, b) paigaldatakse reeglina ruumi nurka 2,2–2,5 m kõrgusele, sel juhul katavad need ühtlaselt ruumala. kaitstud ruum.

2. Andurite paigutamine lakke on eelistatav kõrgete lagedega ruumides 2,4-3,6 m Nendel detektoritel on tihedam tuvastustsoon (joon. 3, c) ja olemasolevad mööblitükid mõjutavad nende tööd vähemal määral.

3. Pinna tuvastamise tsooniga detektoreid (joonis 4) kasutatakse perimeetri, näiteks mittepüsivate seinte, ukse- või aknaavade kaitsmiseks ning neid saab kasutada ka lähenemise piiramiseks mis tahes väärtustega. Selliste seadmete tuvastustsoon tuleks võimaluse korral suunata piki avadega seina. Mõned andurid saab paigaldada otse ava kohale.

4. Pikkade ja kitsaste koridoride kaitsmiseks kasutatakse lineaarse tuvastustsooniga detektoreid (joonis 5).

Kuidas IR-detektorit petta

IR passiivse liikumistuvastuse meetodi esialgne puudus: inimene peab ümbritsevatest objektidest selgelt erinema temperatuuri poolest. Toatemperatuuril 36,6º ei suuda ükski detektor inimest seintest ja mööblist eristada. Mis veelgi hullem, mida lähemal on temperatuur ruumis 36,6º, seda halvem on detektori tundlikkus. Enamik kaasaegseid seadmeid kompenseerib seda efekti osaliselt, suurendades võimendust temperatuuridel 30º kuni 45º (jah, detektorid töötavad edukalt ka vastupidise languse korral - kui ruum on +60º, tuvastab detektor tänu termoregulatsioonisüsteemile inimese hõlpsalt , hoiab inimkeha temperatuuri umbes 37º). Seega, temperatuuril väljaspool umbes 36º (mida sageli leidub lõunapoolsetes riikides) avavad detektorid uksi väga halvasti või, vastupidi, ülikõrge tundlikkuse tõttu reageerivad nad väikseimagi tuulehingamisele.

Veelgi enam, infrapunadetektorit on lihtne blokeerida toatemperatuuril mis tahes esemega (papp) või panna selga paks mantel ja müts, et käed ja nägu välja ei jääks, ning kui kõnnite piisavalt aeglaselt detektor ei märka selliseid väikeseid ja aeglasi häireid.

Internetis on ka eksootilisemaid soovitusi, näiteks võimas IR-lamp, mis aeglaselt (tavalise dimmeriga) sisse lülitades viib IR-detektori skaalalt välja, mille järel saate selle ees kõndida isegi ilma kasukas. Siinkohal tuleb aga märkida, et head IR-detektorid annavad sel juhul rikkesignaali.

Lõpuks on IR-detektorite kõige tuntum probleem maskeerimine. Kui süsteem on valvest välja lülitatud, siis päevasel ajal tööajal jõuate külastajana õigesse kohta (näiteks poodi) ja tabades hetke, mil keegi ei vaata, blokeerige IR-detektor tükiga. paberist, sulgege see läbipaistmatu isekleepuva kilega või täitke pihustusvärviga. See on eriti mugav inimesele, kes ise seal töötab. Laohoidja blokeeris päeval hoolikalt detektori, ronis öösel läbi akna, võttis kõik välja ja seejärel eemaldas kõik ning kutsus politsei - õudus, röövisid, aga alarm ei töötanud.

Sellise maskeerimise eest kaitsmiseks on saadaval järgmised tehnikad.

2. Mõnel juhtpaneeli seadmel on juhtimisalgoritm, kui pärast detektori valvest väljalülitamist tuvastab see liikumise. See tähendab, et signaali puudumist loetakse rikkeks seni, kuni keegi anduri eest möödub ja see annab normaalse "liikumist on" signaali. See funktsioon pole eriti mugav, sest sageli on kõik ruumid desarmeeritud, ka need, kuhu täna keegi ei sisene, kuid selgub, et õhtul tuleb ruumide uuesti valvesse panemiseks minna kõik ruumid, kus päeval kedagi ei viibinud, ja vehkige kätega andurite ees - juhtpaneel veendub andurite töökorras ja võimaldab lahkelt süsteemi valve alla panna.

3. Lõpuks on olemas funktsioon nimega "lähedane tsoon", mis kunagi kuulus riikliku GOST-i nõuete hulka ja mida sageli nimetatakse ekslikult "maskivastaseks". Idee olemus: detektoril peaks olema lisaandur, mis vaataks otse alla, detektori alla või eraldi peegel või spetsiaalne trikk-lääts üldiselt, et alla ei jääks surnud tsooni. (Enamik detektoreid on piiratud vaateväljaga ning enamasti vaatavad ette ja 60 kraadi alla, seega on otse detektori all, põranda kõrgusel umbes meetri kaugusel seinast, väike surnud tsoon.) Arvatakse, et kaval vaenlane saab kuidagi hakkama. suutma sattuda sellesse surnud tsooni ja sealt IR anduri läätse blokeerida (maskeerida) ja siis jultunult mööda tuba ringi käia. Tegelikkuses on detektor tavaliselt paigaldatud nii, et sellesse surnud tsooni pole anduri tundlikkusaladest mööda minnes mingit võimalust sattuda. No võib-olla läbi seina, aga läbi seina tungivate kurjategijate vastu ei aita lisaläätsed.

Häired ja valepositiivsed tulemused

Passiivsete optilis-elektrooniliste IR-detektorite kasutamisel tuleb silmas pidada erinevat tüüpi häirete tõttu tekkivate valehäirete võimalust.

Soojus-, valgus-, elektromagnetilised ja vibratsioonilised häired võivad põhjustada IR-andurite valehäireid. Hoolimata asjaolust, et tänapäevastel IR-anduritel on nende mõjude eest kõrge kaitsetase, on siiski soovitatav järgida järgmisi soovitusi:

Termilised häired - päikesekiirgusega kokkupuutel temperatuuri tausta kuumenemise tõttu voolab küttesüsteemide radiaatorite, kliimaseadmete, tuuletõmbuse tööst konvektiivset õhku.
Elektromagnetilised häired - põhjustatud detektori elektroonilise osa üksikute elementide elektri- ja raadiokiirguse allikatest.
Kõrvalised häired – seotud väikeste loomade (koerad, kassid, linnud) liikumisega detektori tuvastustsoonis. Vaatleme üksikasjalikumalt kõiki tegureid, mis mõjutavad passiivsete optiliste-elektrooniliste IR-detektorite normaalset toimimist.

Termiline müra

See on kõige ohtlikum tegur, mida iseloomustab keskkonna temperatuurifooni muutus. Päikesekiirguse mõju põhjustab ruumi üksikute osade temperatuuri lokaalset tõusu.

Konvektiivsed häired on põhjustatud liikuvate õhuvoolude mõjust, näiteks avatud aknaga tuuletõmbusest, aknaavade pragudest, samuti kodumajapidamises kasutatavate kütteseadmete - radiaatorite ja kliimaseadmete - töötamise ajal.

Elektromagnetilised häired

Need tekivad siis, kui sisse lülitatakse mis tahes elektri- ja raadiokiirgusallikad, näiteks mõõte- ja majapidamisseadmed, valgustus, elektrimootorid, raadiosaateseadmed. Tugevaid häireid võib tekitada ka pikselahendus.

Kõrvalised häired

Väikesed putukad, nagu prussakad, kärbsed, herilased, võivad olla passiivsetes optilis-elektroonilistes IR-detektorites omapäraseks häireallikaks. Kui need liiguvad otse mööda Fresneli objektiivi, võib seda tüüpi detektori puhul tekkida valehäire. Ohtu kujutavad endast ka nn kodusipelgad, kes võivad sattuda detektori sisse ja roomata otse üle püroelemendi.

IR-andurite täiustamise viisid

Juba kümme aastat sisaldavad peaaegu kõik IR turvadetektorid piisavalt võimsat mikroprotsessorit ja on seetõttu muutunud vähem vastuvõtlikuks juhuslikele häiretele. Detektorid suudavad analüüsida signaali korratavust ja iseloomulikke parameetreid, taustasignaali taseme pikaajalist stabiilsust, mis võimaldas oluliselt tõsta häirekindlust.

Infrapunaandurid on põhimõtteliselt läbipaistmatute ekraanide taga kurjategijate vastu kaitsetud, kuid neid mõjutavad kliimaseadmete soojusvood ja kõrvaline valgus (läbi akna). Mikrolaine (raadio) liikumisandurid, vastupidi, on võimelised genereerima valesignaale, tuvastama liikumist raadioläbipaistvate seinte taga väljaspool kaitstud ruume. Samuti on nad vastuvõtlikumad raadiohäiretele. Kombineeritud IR + mikrolainedetektoreid saab kasutada nii skeemi "JA" järgi, mis vähendab oluliselt valehäirete tõenäosust, kui ka skeemi "OR" järgi eriti kriitiliste ruumide puhul, mis praktiliselt välistab võimaluse neist üle saada.

IR-andurid ei suuda teha vahet väikese inimese ja suure koera vahel. On mitmeid andureid, mille tundlikkus väikeste objektide liikumise suhtes väheneb oluliselt tänu 4-ala andurite ja spetsiaalsete läätsede kasutamisele. Pika inimese ja madala koera signaal on sel juhul teatud tõenäosusega eristatav. Tuleb hästi aru saada, et põhimõtteliselt on võimatu täielikult eristada kükitavat teismelist tagajalgadel seisvast rottweilerist. Sellegipoolest saab valehäirete tõenäosust oluliselt vähendada.

Mõni aasta tagasi ilmusid veelgi keerukamad andurid – 64 tundliku alaga. Tegelikult on see lihtne termokaamera, mille maatriks koosneb 8 x 8 elemendist. Võimsa protsessoriga varustatud IR-andurid suudavad määrata liikuva sooja sihtmärgi suuruse ja kauguse, selle liikumise kiiruse ja suuna – 10 aastat tagasi peeti selliseid andureid rakettide suunamise tehnoloogia kõrguseks ja nüüd kasutatakse kaitseks banaalsete varaste eest.

Paigaldusvead

Passiivsete optoelektrooniliste IR-detektorite ebaõiges või vales töös on eriline koht seda tüüpi seadmete paigaldamisel tekkinud paigaldusvead. Pöörame tähelepanu ilmekatele näidetele IR-detektorite vale paigutuse kohta, et seda praktikas vältida.

Joonisel fig. 6 a; 7a ja 8a on näidatud detektorite õige ja õige paigaldus. Peate need lihtsalt installima sel viisil ja mitte midagi muud!

joonistel fig 6 b, c; 7 b, c ja 8 b, c näitavad passiivsete optoelektrooniliste IR-detektorite ebaõige paigaldamise võimalusi. Selle seadistuse abil on võimalik vältida tõelisi sissetungeid kaitstud ruumidesse ilma "Alarm" signaali andmata.

Ärge paigaldage passiivseid optilis-elektroonilisi andureid nii, et need puutuksid kokku otsese või peegeldunud päikesekiirgusega, samuti mööduvate sõidukite esituledega.
Ärge suunake detektori tuvastustsooni ruumi kütte- ja kliimaseadmete kütteelementidele, kardinatele ja kardinatele, mis võivad tuuletõmbusest kõikuda.
Ärge asetage passiivseid opti-elektroonilisi andureid elektromagnetilise kiirguse allikate lähedusse.
Sulgege kõik passiivse optilis-elektroonilise IR-detektori avad tootekomplekti kuuluva hermeetikuga.
Hävitage kaitsealal esinevad putukad.

Praegu on väga palju erinevaid tuvastamistööriistu, mis erinevad tööpõhimõtte, ulatuse, disaini ja jõudluse poolest.

Passiivse optilis-elektroonilise IR-detektori õige valik ja selle paigalduskoht on valvesignalisatsiooni usaldusväärse töö võti.

Lae alla:
1. PIR-detektorid – sellele sisule juurdepääsemiseks palun või
2. Optilised tuvastusvahendid – palun või

Mis on elektrooniline liikumisandur? Vastus on ilmne - tundlik seade reeglina turvasüsteemide seadmete klassist. Tõsi, on ka disainilahendusi, mis on mõeldud näiteks valgusallikate ja muude seadmete juhtimiseks. Liikumisanduri töö põhineb signaali genereerimise põhimõttel, kui tuvastatakse mis tahes liikumine kontrollitava ala piires. Seadmed on valmistatud erinevate tehnoloogiate alusel. Selliste tundlike andurite kasutamine on muutumas üha populaarsemaks mitte ainult majandus- ja tööstussfääris, vaid ka majapidamises. Mõelge, milliseid seadmeid toodetakse, samuti kasutamise näiteid.

Arvesse võetakse sõltuvalt objekti liikumise tuvastamise meetodist. Seadmeid on kahte klassifikatsiooni:

Aktiivne.
Passiivne.

Aktiivse tegevuse detektorid

Aktiivse tegevuse detektorid on seadmed, mis töötavad radari ahela põhimõttel. Seda tüüpi seade kiirgab raadiolaineid (mikrolaineid) kontrollitavas piirkonnas. Mikrolained põrkavad olemasolevatelt objektidelt tagasi ja neid võtab vastu liikumisandur.

Aktiivse anduri konstruktsiooni lihtsustatud skeem: 1 - mikrolainekiirguse allikas (saatja); 2 – peegeldunud mikrolainesignaali vastuvõtja; 3 - skannitud objekt

Kui mikrokiirguse anduri abil tuvastatakse liikumist juhttsoonis edastamise hetkel, tekib efekt - laine Doppleri (sagedus) nihe, mida tajutakse koos peegeldunud signaaliga.

See nihketegur näitab, et laine on liikuvalt objektilt tagasi põrganud. Elektroonilise seadmena suudab liikumisskaneerimisandur selliseid muutusi arvutada ja saata elektrisignaali:

häiresüsteemi juurde
tulede lüliti peal
teistele seadmetele

skemaatiliselt ühendatud liikumisanduriga.

Aktiivseid mikrolaine liikumisskaneerivaid andureid kasutatakse peamiselt näiteks kaubanduskeskuste automaatselt töötavatel ustel. Kuid samas sobib seda tüüpi seade hästi koduvalvesüsteemideks või sisevalgustuse lülitamiseks.

Selline elektroonika ei sobi välisvalgustuse lülitamiseks ega sarnasteks rakendusteks. See on tingitud tänava aktiivsete objektide massiivsusest, mis pidevalt liiguvad.

Näiteks puuokste liikumist tuulest, väikeloomade, lindude ja isegi suurte putukate liikumist salvestab aktiivne andur, mis toob kaasa käivitusvea.

Passiivse tegevuse detektorid (PIR - passiivne infrapuna)

Passiivsed liikumisandurid on täpselt vastupidised aktiivsetele anduritele. Passiivsed süsteemid ei saada midagi. infrapuna energia.

Passiivset tüüpi anduri konstruktsioon: 1 - Multi objektiiv; 2 – Optiline filter; 3 - neljakordne infrapunaelement; 4 - metallkorpus; 5 - infrapunakiirgus; 6 - stabiliseeritud toiteallikas; 7 - võimendi; 8 - võrdlusaine

Infrapuna (soojus)energia taset tajuvad passiivsed detektorid, mis skaneerivad pidevalt kontrollala või objekti.

Arvestades, et infrapunasoojust ei kiirgu mitte ainult elusorganismidest, vaid ka igast objektist, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, saab teha järeldusi rakenduse sobivuse kohta.

Need liikumistuvastusandurid ei oleks tõhusad, kui neid saaks aktiveerida tuvastamispiirkonnas liikuv väike loom või putukas.

Enamikke olemasolevaid passiivseid andureid saab aga häälestada nii, et need tunneksid liikumist selliselt, et jälgida objekte, mille eralduva soojuse tase on teatud. Näiteks saab seadet häälestada ainult inimeste taju järgi.

Hübriidse (kombineeritud) disainiga andurid

Kombineeritud (hübriidne) liikumisskaneerimise tehnoloogia andur on aktiivsete ja passiivsete ahelate kombineeritud süsteem. käivitab toimingu ainult siis, kui mõlemad ahelad tuvastavad liikumise.

Kombineeritud süsteeme peetakse häiremoodulites kasutamiseks kasulikuks, kuna need vähendavad valehäirete tõenäosust.

Sellel tehnoloogial on aga omad puudused. Kombineeritud instrument ei suuda pakkuda sama turvalisuse taset kui eraldi võetud PIR- ja mikrolaineandurid.

See on ilmne, kuna häire käivitub ainult siis, kui aktiivne ja passiivne andur tuvastab liikumist samaaegselt.

Näiteks kui ründajal õnnestub kombineeritud instrumendi ühe anduri tuvastamist kuidagi takistada, jääb liikumine märkamatuks.

Vastavalt sellele ei saadeta häiresignaali keskhäiresüsteemi mikroprotsessorile. Tänapäeval peetakse kõige populaarsemaks kombineeritud andurite tüübiks konstruktsiooni, kus PIR ja mikrolaineanduri ahelad on kombineeritud.

Liikumisandurite teostamine

Praegu välja töötatud ja toodetud liikumisskaneerimise anduritel on erinev kuju ja üldmõõtmed. Allpool on mõned näited seadme kujundusest.

Passiivne infrapuna kujundus (PIR) – näide

Üks laialdaselt kasutatavaid disainilahendusi, mida kasutatakse koduvalveahelate osana.

Passiivsed infrapunadetektorid on suunatud objektide (inimene, lemmikloomad jne) liikumisest põhjustatud infrapunaenergia taseme muutuse jälgimisele.

Passiivse anduri tavaline disain, mida eristab kõige lihtsam elektrooniline vooluring ja mis ei tekita ühendamisel raskusi. Kasutatakse ainult kolme elektrikontakti

Skannerid on soojus- ja päikesevalguse allikate varieeruvuse tõttu passiivsed, seega sobib PIR rohkem liikumistuvastuseks siseruumides või muus suletud keskkonnas.

Aktiivsed infrapunaandurid – näide

Aktiivsed infrapunadetektorid kasutavad kahesuunalist edastusstruktuuri. Üks pool on saatja, mida kasutatakse infrapunakiire väljastamiseks.

Teine pool on vastuvõtja, mida kasutatakse infrapuna signaali vastuvõtmiseks. Häire toimib, kui tuvastatakse kahte punkti ühendava valgusvihu katkestus.

Näide ühe kiirega aktiivsest liikumisandurist. Vahepeal on keerulisema konfiguratsiooniga kujundusi, tänu millele on võimalik lahendada erinevaid probleeme.

Aktiivsed liikumisskaneerimise andurid, nagu "Infrapunakiir" paigaldatakse peamiselt õue (väljas).

Tuvastamine toimub saatja ja vastuvõtja teooria abil. On oluline, et infrapunakiir läbiks skaneerimisala ja jõuaks vastuvõtjani.

Ultrahelidetektor – näide

Ultraheli kasutavad liikumisskaneerimise andurid on saadaval nii aktiivses kui ka passiivses režiimis. Teoreetiliselt töötab ultrahelidetektor edastamise-vastuvõtu põhimõttel.

Üks näide ultrahelil põhinevast disainist. Mitmekülgsed süsteemid, mis toetavad funktsionaalsust nii aktiivses kui passiivses režiimis

Saadetakse kõrgsageduslikke helilaineid, mis peegelduvad objektidelt ja mida tajub seadme skaneeriv vastuvõtuseade. Kui helilainete jada katkeb, annab aktiivne ultraheliandur häire.

Liikumistuvastusandurite rakendused

Mõned detektorite peamised rakendused liikumise jälgimisel on järgmised:

sissetungimise alarmid
automaatne värava juhtimine
valgustuse lülitamine sissepääsu juures,
avariivalgustus,
WC kätekuivatid,
automaatne ukseavamine jne.

Ultraheliandureid kasutatakse elamukinnisvara turvakaamera juhtimiseks või näiteks metsloomade jäädvustamiseks.

Infrapunaandureid kasutatakse toodete olemasolu kinnitamiseks konveierilindidel

Allpool on praktiline näide aktiivsete ja passiivsete liikumistuvastusandurite kasutamisest.

Vedeliku taseme kontroller ultrahelianduritel

Allolev diagramm näitab, kuidas kontroller () juhib vedeliku taset ultrahelianduri abil.

Süsteem töötab, tagades täpse vedeliku taseme paagis, kontrollides mootorit ja määrates kindlaks vedeliku piirid.

Praktiline näide ultraheliseadmel ja populaarsel Arduino komplektil põhineva ülesande rakendamisest, mis näitab selgelt, mis on ultraheli liikumisandur ja kuidas see töötab

Kui paagis olev vedelik jõuab alumise ja ülemise piirini, tuvastab ultraheliandur need piirid ja saadab signaalid mikrokontrollerile.

Mikrokontroller on programmeeritud nii, et see juhib releed, mis omakorda juhib pumba mootorit. Aluseks võetakse ultraheli liikumisandurile seatud piirtingimuste signaalid.

Ukse automaatne avamine PIR-il

Nagu ülaltoodud süsteemis, automaatne ukseavamise süsteem, mis kasutab PIR liikumisandurit. Sel juhul tuvastatakse inimeste olemasolu ja tehakse ukseoperatsioon (avamine või sulgemine).

Teine skeem, kus passiivne seade on juba kaasatud. Siin on kasutusel ka populaarne Arduino konstruktor – tööriist, mis on mugav katsetamiseks ja tõeliste elektrooniliste süsteemide ehitamiseks.

Inimeste olemasolu tuvastab PIR-detektor, misjärel saadetakse liikumistuvastuse signaal mikrokontrollerile.

Sõltuvalt PIR-anduri signaalidest juhib mikrokontroller IC-draiveri abil uksemootorit edasi- ja tagasikäigurežiimis.

Passiivse IKSO tööpõhimõte. Passiivsete ICSO-de tööpõhimõte põhineb tuvastusobjekti poolt väljastatava soojusvoo poolt tekitatud signaalide registreerimisel. Kasulik signaal inertsiaalse ühekohalise kiirgusvastuvõtja väljundis määratakse järgmise avaldise abil:

kus S u on kiirgusvastuvõtja pingetundlikkus, on optilise süsteemi sisendaknale langeva ja tuvastustsoonis objekti liikumisest põhjustatud soojusvoo suuruse muutus.

Maksimaalne väärtus vastab juhule, kui objekt on täielikult ICS-i vaateväljas. Tähistame selle väärtuse kui

Eeldades, et optilise süsteemi kaod on nii väikesed, et neid võib tähelepanuta jätta, saame neid väljendada objekti ja tausta parameetrite kaudu. Laske taustal, mille pinnal on absoluutne temperatuur T f ja emissioon E f, ilmub objekt, mille absoluutne temperatuur Tob, ja emissioon Eov. Objekti projektsiooni pindala vaatlussuunaga risti olevale tasapinnale on tähistatud kui nii, ja taustaprojektsiooni ala vaateväljas - B f. Seejärel määratakse optilise süsteemi sisendaknale langeva soojusvoo väärtus enne objekti ilmumist avaldisega:

kus on kaugus sisestusaknast taustapinnani; 1. f - tausta heledus; S BX - optilise süsteemi sisendakna ala.

Objekti tekitatud soojusvoo väärtus määratakse sarnaselt:

Kus t - kaugus IKSO-st objektini; - objekti heledus.

Objekti juuresolekul tekitavad sisestusaknale langeva soojusvoo objekt ja taustpinna see osa, mida objekt ei varjesta, millest kogu soojusvoog

Seejärel kirjutatakse soojusvoo AF muutus järgmiselt:

Eeldades, et Lamberti seadus kehtib objekti ja tausta kohta, väljendame heledust Lo6 ja b f kiirguse ja absoluutsete temperatuuride kaudu:

kus on Stefan-Boltzmanni konstant.

Asendades ja sisse, saame AF-i avaldise objekti ja tausta absoluutsete temperatuuride ja emissiivsuste järgi:

Optilise süsteemi ja kiirgusvastuvõtja antud parameetrite korral määrab signaali väärtuse vastavalt kiirgustiheduse muutumisele täielikult DE.

Inimese naha kiirgusvõime on väga kõrge, keskmiselt 0,99 musta keha suhtes lainepikkustel üle 4 mikroni. Spektri IR-piirkonnas on nahakatte optilised omadused lähedased musta keha omadele. Naha temperatuur sõltub soojusvahetusest naha ja keskkonna vahel. Termokaamera Aga-750 abil tehtud mõõtmised näitasid, et õhutemperatuuril +25°С varieerub temperatuur inimese peopesa pinnal +32 ... + 34°С piires ning õhutemperatuur +19°С - sees +28...+30°С. Rõivaste olemasolu vähendab objekti heledust, kuna riiete temperatuur on madalam kui palja naha temperatuur. Ümbritseva õhutemperatuuri +25°C juures oli ülikonda riietatud inimese mõõdetud keskmine kehapinna temperatuur +26°C. Ka riietuse emissioon võib erineda palja naha omast.

Muud avaldises sisalduvad parameetrid võivad sõltuvalt konkreetsest olukorrast ja/või tööülesandest omandada erinevaid väärtusi.

Vaatleme üksikasjalikumalt signaali moodustumise protsessi ja peamisi häirete tüüpe, mis mõjutavad passiivsete ICSO-de vale tööd.

Signaali moodustumine. ICSO mürakindluse parandamise meetodite ja algoritmide paremaks mõistmiseks on vajalik ettekujutus signaali peamistest parameetritest - kujust, amplituudist, kestusest, sõltuvusest inimese liikumiskiirusest ja taustatemperatuurist.

Vaatleme ühte 10 m pikkust kiirte tuvastamise tsooni, mille tala läbimõõt koonuse põhjas on 0,3 m. Eeldatakse, et inimene läbib selle suhtes normaalse tsooni maksimaalse ja minimaalse kiirusega 10, 5 ja 1 m kaugusel 10 m kaugusel asuv vastuvõtja on kolmnurga kujuline, mille maksimum on siis, kui tsoon on täielikult kaetud. Joonisel fig. 4.8.6 näitab selle signaali spektrit. Kui ristub kiirelt lühemalt, on signaal järskude esiosadega trapetsi kujuline ja selle signaali spekter on joonisel fig. 4.9.6.

Ilmselgelt on signaali kestus pöördvõrdeline liikumiskiiruse ja kaugusega vastuvõtjani.

Reaalne signaal erineb ideaalsest pildist võimendustee tekitatud moonutuste ja taustatemperatuuri kõikumisest tekkiva kaootilise müra tõttu. Kodumaise pürovastuvõtja PM2D abil saadud reaalsete signaalide salvestused on näidatud joonisel fig. 4.10. Siin on toodud ka selle spektraalsed omadused, mis saadakse tegelikult salvestatud signaalide läbimisel ettevõtte spektrianalüsaatorist

Kirjete analüüs võimaldab määrata tsooni ületamisel tekkivate signaalide edastamiseks vajaliku spektraalse "akna" mis tahes kohas kogu kiirusvahemikus 0,1 kuni 15 Hz. Samal ajal on signaali nõrgenemine võimalik vahemiku servades, kuna püroelektrilisel vastuvõtjal on amplituud-sageduskarakteristik, mille langus on vahemikus 5 ... 10 Hz. Selle kompenseerimiseks on vaja signaalitöötlusteele sisestada spetsiaalne korrigeeriv võimendi, mis tagab sagedusreaktsiooni tõusu vahemikus 5 ... 20 Hz.

temperatuuri kontrast. Signaali amplituudi, nagu juba mainitud, määrab temperatuurikontrast inimkeha ja selle tausta vahel, millele kiir on suunatud. Kuna ruumitemperatuuri muutumise järel muutub tausttemperatuur, muutub ka nende erinevusega võrdeline signaal.

Kohas, kus inimese ja tausta temperatuur langevad kokku, on väljundsignaali väärtus null. Kõrgematel temperatuuridel muudab signaal märki.

Ruumi tausttemperatuur peegeldab ruumi välisõhu seisundit mõningase viivitusega, mis on tingitud hoone konstruktsioonimaterjalide soojusinertsist.

Temperatuurikontrast oleneb ka inimese välispinna temperatuurist, s.t. enamasti oma riietest. Ja siin osutub oluliseks järgmine asjaolu. Kui inimene siseneb ruumi, kus IKSO on paigaldatud, väljast, näiteks tänavalt, kus temperatuur võib oluliselt erineda ruumi temperatuurist, siis esimesel hetkel võib soojuskontrast olla märkimisväärne. Seejärel, kui riiete temperatuur "kohandub" toatemperatuuriga, signaal väheneb. Kuid isegi pärast pikka ruumis viibimist sõltub signaali tugevus riietuse tüübist. Joonisel fig. 4.11 näitab inimese temperatuurikontrastsuse eksperimentaalseid sõltuvusi ümbritsevast temperatuurist. Katkendjoon näitab eksperimentaalsete andmete ekstrapoleerimist temperatuuridele üle 40 °C.

Varjutatud ala 1 on kontrastide vahemik sõltuvalt riietuse vormist, tausta tüübist, inimese suurusest ja tema liikumiskiirusest.

Oluline on märkida, et temperatuurikontrastsuse üleminek nullist toimus ainult siis, kui temperatuurivahemikus 30...39,5°C viidi mõõtmised läbi pärast inimese kohanemist köetavas ruumis 15 minutit. Varem alla 30°C temperatuuriga ruumis või 44°C välisõhus viibinud isiku CO tundlikkuse tsooni sissetungi korral on signaali tasemed temperatuurivahemikus 30. ..39,5°C asuvad piirkonnas 2 ja ei ulatu nullini.

Temperatuurijaotus inimpinnal ei ole ühtlane. Kõige lähemal on see 36°C avatud kehaosadel - näol ja kätel ning riiete pinna temperatuur on ruumi taustale lähemal. Seetõttu sõltub pürovastuvõtja sisendis olev signaal sellest, milline kehaosa kattub tundlikkuse tsooniga.

Signaali moodustamise protsessi arvessevõtmine võimaldab meil teha järgmised järeldused:

Signaali amplituudi määrab inimese pinna ja tausta temperatuurikontrast, mis võib ulatuda kraadi murdosast kümnete kraadideni;

Signaali kuju on kolmnurkse või trapetsikujuline, signaali kestuse määrab kiire tsooni ristumiskoht ja liikudes piki normaalset kiirele, võib see olla vahemikus 0,05 kuni 10 s. Normaalse nurga all liikudes pikeneb signaali kestus. Signaali maksimaalne spektraalne tihedus jääb vahemikku 0,15 kuni 5 Hz;

Kui inimene liigub mööda kiirt, on signaal minimaalne ja selle määrab ainult temperatuuride erinevus inimese pinna üksikute osade vahel ja ulatub kraadide murdosadesse;

Kui inimene liigub kiirte vahel, siis signaal praktiliselt puudub;

Inimese kehapinna temperatuuri lähedasel toatemperatuuril on signaal minimaalne; temperatuuride erinevus on kraadi murdosa;

Signaali amplituudid tuvastustsooni erinevates kiirtes võivad üksteisest oluliselt erineda, kuna need on määratud inimkeha temperatuurikontrastsusega ja tausta pindalaga, kuhu see kiir on suunatud. Erinevus võib olla kuni kümme kraadi.

Passiivse IKSO häired. Liigume edasi passiivsete ICSO-de vale toimimist põhjustavate interferentsiefektide analüüsi juurde. Häire all mõeldakse igasugust väliskeskkonna või vastuvõtva seadme sisemüra mõju, mis ei ole seotud inimese liikumisega SO tundlikkustsoonis.

Häirete klassifikatsioon on järgmine:

Soojus, mis on põhjustatud taustküttest päikesekiirgusega kokkupuutel, radiaatorite, kliimaseadmete, tuuletõmbuse tööst voolab konvektsioonõhk;

elektriline, mis on põhjustatud CO elektroonilise osa üksikute elementide elektri- ja raadiokiirguse allikatest;

Oma, pürovastuvõtja müra ja signaali võimendustee tõttu;

Autsaiderid, kes on seotud väikeste loomade või putukate CO tundlikkuse tsoonis liikumisega CO sisendi optilise akna pinnal.

Kõige olulisem ja "ohtlikum" interferents on termiline, mis on põhjustatud taustapiirkondade temperatuuri muutusest, millele on suunatud kiire tundlikkuse tsoonid. Päikesekiirgusega kokkupuude põhjustab ruumi üksikute seina- või põrandaosade temperatuuri lokaalset tõusu. Samal ajal ei läbi seadme filtreerimisahelaid temperatuuri järkjärguline muutumine, kuid selle suhteliselt järsud ja "ootamatud" kõikumised, mis on seotud näiteks päikese varjutamisega mööduvate pilvede või läbipääsuga. sõidukid, tekitavad häireid, mis on sarnased inimese läbisõidu signaaliga. Müra amplituud sõltub selle tausta inertsist, millele kiir on suunatud. Näiteks palja betoonseina temperatuurimuutusaeg on palju pikem kui puidust või tapeeditud seinal.

Joonisel fig. antakse rekord tüüpiliste päikesehäirete kohta pürovastuvõtja väljundis pilve läbimise ajal, samuti selle spekter.

Sellisel juhul ulatub temperatuurimuutus päikesekiirguse mõjul 1,0 ... 1,5 ° C-ni, eriti juhtudel, kui kiir suunatakse madala inertsiga taustale, näiteks puidust seinale või riidest kardinale. Selliste häirete kestus sõltub varjutamise kiirusest ja võib jääda inimese liikumisele iseloomulike kiiruste vahemikku. Tuleb märkida üks oluline asjaolu, mis võimaldab selliste häiretega toime tulla. Kui kaks kiirt on suunatud tausta naaberaladele, siis on päikesekiirgusest tuleneva häiresignaali tüüp ja amplituud igas kiires peaaegu samad, s.t. on tugev interferentskorrelatsioon. See võimaldab vooluringi sobival konstruktsioonil neid maha suruda, lahutades signaalid,

Konvektiivseid häireid põhjustavad liikuvate õhuvoogude mõju, nagu näiteks avatud aknaga tuuletõmbus, aknapraod, aga ka kodumajapidamises kasutatavad kütteseadmed – radiaatorid ja konditsioneerid. Õhuvoolud põhjustavad taustatemperatuuri kaootilisi kõikumisi, mille amplituud ja sagedusvahemik sõltuvad õhuvoolu kiirusest ja taustapinna omadustest.

Erinevalt päikesekiirgusest on konvektiivsed häired tausta erinevatest osadest, mis mõjutavad isegi 0,2 ... 0,3 m kaugusel, omavahel nõrgalt korrelatsioonis ja nende lahutamisel ei ole mõju.

Elektrilised häired tekivad siis, kui sisse lülitatakse kõik elektri- ja raadiokiirgusallikad, mõõte- ja majapidamisseadmed, valgustus, elektrimootorid, raadiosaateseadmed, samuti voolukõikumised kaabelvõrgus ja elektriliinides. Pikselahendused tekitavad samuti märkimisväärse häiretaseme.

Püroelektrilise vastuvõtja tundlikkus on väga kõrge - kui temperatuur muutub 1 ° C võrra, on otse kristallist väljundsignaal murdosa mikrovoldist, nii et häireallikate häired, mis on mitu volti meetri kohta, võivad põhjustada tuhandeid häireimpulsse. korda suurem kui kasulik signaal. Suurem osa elektrilistest häiretest on aga lühikese kestusega või järsu servaga, mis võimaldab neid kasulikust signaalist eristada.

Pürovastuvõtjale omased mürad määravad ICSO kõrgeima tundlikkuse piiri ja on valge müra kujul. Sellega seoses ei saa siin filtreerimismeetodeid kasutada. Müra intensiivsus suureneb, kui kristalli temperatuur tõuseb umbes kaks korda kümne kraadi kohta. Kaasaegsete püroelektriliste vastuvõtjate sisemise müra tase vastab temperatuurimuutusele 0,05...0,15°C.

Järeldused:

1. Häirete spektraalvahemik kattub signaalide vahemikuga ja jääb murdosast kuni kümnete hertsini.

2. Kõige ohtlikum häireliik on päikese taustvalgustus, mille mõjul tõuseb tausttemperatuur 3...5°C võrra.

3. Päikesekiirgusest tulenevad häired tausta lähedal asuvatele aladele on üksteisega tugevas korrelatsioonis ja võivad nõrgeneda, kui kasutada CO konstrueerimiseks kahekiirte skeemi.

4. Termiliste kodumasinate konvektiivsed häired on kõikuvate juhuslike temperatuurikõikumiste kujul, mis ulatuvad 2 ... 3 ° C-ni sagedusvahemikus 1 kuni 20 Hz, talade vahel on nõrk korrelatsioon.

5. Elektrilised häired esinevad lühikeste impulsside või järsu servaga sammude kujul, indutseeritud pinge võib olla signaalist sadu kordi suurem.

6. Püroelektrilise vastuvõtja sisemised mürad, mis vastavad signaalile, kui temperatuur muutub 0,05...0,15 °C võrra, asuvad sagedusalas, mis kattub signaali vahemikuga ja suureneb proportsionaalselt temperatuuriga ligikaudu kaks korda iga 10° kohta. C.

Passiivsete ICSOde mürakindluse parandamise meetodid.Diferentsiaalne vastuvõtumeetod Zh-kiirgus on muutunud üsna laialt levinud. Selle meetodi olemus on järgmine: kahekohalise vastuvõtja abil moodustatakse kaks ruumiliselt eraldatud tundlikkustsooni. Mõlemas kanalis genereeritud signaalid lahutatakse üksteisest:

On selge, et kahte ruumiliselt eraldatud tundlikkustsooni ei saa liikuv objekt korraga ületada. Sel juhul ilmuvad signaalid kanalites vaheldumisi, seetõttu nende amplituud ei vähene. Valemist järeldub, et diferentsiaalvastuvõtja väljundis on müra null, kui on täidetud järgmised tingimused:

1. Häirete vormid kanalites on samad.

2. Häirete amplituudid on samad.

3. Häiretel on sama ajaasend.

Päikese interferentsi korral on täidetud tingimused 1 ja 3. Tingimus 2 on täidetud ainult siis, kui mõlemas kanalis on taustaks sama materjal või päikeseenergia langemisnurgad taustal on mõlemas või mõlemas kanalis samad. kanalid, päikesekiirguse voog langeb kogu tausta alale, mis piirab tundlikkustsooni. Joonisel fig. näidatakse diferentsiaalastme väljundis oleva müra amplituudi sõltuvust selle sisendi müra amplituudist.

Parameeter on kanalites esinevate interferentsiefektide amplituudide suhe. Sel juhul peame silmas, et tingimused 1 ja 3 on täidetud.

Jooniselt fig. on näha, et kanalite häireefektide amplituudide piisavalt hea kokkulangevuse korral saavutatakse nende häirete 5 ... 10-kordne mahasurumine. U B xi/U jaoks B x2> 1.2, häirete summutus väheneb ja tunnus oui = / kaldub ühe vastuvõtja sarnasele omadusele.

Konvektiivsete häirete mõjul määrab diferentsiaalvastuvõtja poolt selle summutamise astme selle korrelatsiooni määr taustpinna ruumiliselt eraldatud punktides. Konvektiivsete häirete ruumilise korrelatsiooni määra saab hinnata, mõõtes selle intensiivsust diferentsiaal- ja tavapäraste vastuvõtumeetoditega. Mõnede mõõtmiste tulemused on näidatud joonisel fig. 4.14.

Optimaalne sageduse filtreerimine. Selle meetodi abil on võimalik häireid tõhusalt summutada signaalide ja häirete sagedusspektrite olulise erinevusega. Ülaltoodud andmetest järeldub, et meie puhul sellist erinevust ei ole. Seetõttu ei ole selle meetodi kasutamine häirete täielikuks summutamiseks võimalik.

Peamine müratüüp, mis määrab ICSO tundlikkuse, on vastuvõtja sisemine müra. Seetõttu võimaldab võimendi ribalaiuse optimeerimine sõltuvalt signaali spektrist ja vastuvõtja müra iseloomust realiseerida vastuvõtusüsteemi piiravaid võimalusi.

Optiline spektraalfiltreerimine. Optilise spektraalfiltreerimise meetodi olemus on sama, mis optimaalse sagedusfiltreerimise puhul. Spektraalfiltreerimisega summutatakse müra signaalide ja müra optiliste spektrite erinevuste tõttu. Konvektiivsete häirete ja päikesekiirguse mõjul taustatemperatuuri muutumise tõttu tekkiva päikese interferentsi komponendi puhul need erinevused praktiliselt puuduvad, kuid taustalt peegelduva päikese interferentsi komponendi spekter erineb oluliselt signaali spektrist. Musta keha energia heleduse spektraaltihedus määratakse Plancki valemiga:

kus on lainepikkus; k - Boltzmanni konstant; T - kehatemperatuur; h on Plancki konstant; c on valguse kiirus.

Objekti kontrastkiirguse ja päikesekiirguse suhtes normaliseeritud funktsiooni graafiline esitus on näidatud joonisel fig. 4.15.

Lineaarse optimaalse filtreerimise klassikalise teooria kohaselt peab maksimaalse signaali-müra suhte tagamiseks optilise filtri spektraalne pääsuriba sobitama objekti kontrastse kiirguse spektriga ja olema joonisel fig. 4.15.

Masstoodangu materjalidest vastab sellele tingimusele kõige paremini hapnikuvaba klaas IKS-33.

Nende filtrite päikesekiirguse häirete summutamise aste erinevatel taustadel on näidatud tabelis. 4.1. Tabelis on näha, et suurim päikesekiirguse häirete summutamine saavutatakse IKS-33 filtriga. Must polüetüleenkile on mõnevõrra halvem kui IKS-33.

Seega, isegi IKS-33 filtri kasutamisel summutatakse päikesehäireid vaid 3,3 korda, mis ei saa kaasa tuua passiivse optilise tuvastusvahendi mürakindluse radikaalset paranemist.

Optimaalne ruumiline sagedusfiltreerimine. On teada, et optimaalse lineaarse filtreerimise tingimustes tuvastamise omadused on üheselt seotud signaali-müra suhte väärtusega. Nende hindamiseks ja võrdlemiseks on mugav kasutada kogust

kus U - signaali amplituud, - signaali võimsuse spektraalne tihedus, - interferentsi võimsuse spektraalne tihedus.

Tabel 1. Päikese häirete summutamise aste erinevate filtritega erinevate taustade jaoks

Füüsiliselt on väärtus signaali energia ja interferentsi võimsuse spektraaltiheduse suhe. Ilmselgelt muutub elementaarse tundlikkuse tsooni ruuminurga muutumisel taustast väljastatavate ja vastuvõtukanalisse sisenevate häirete intensiivsus. Samal ajal sõltub signaali amplituud elementaarse tundlikkuse tsooni geomeetrilisest kujust. Uurime välja, millisel elementaarse tundlikkuse tsooni konfiguratsioonil saavutab q väärtus maksimaalse väärtuse, mille jaoks peame lihtsaimaks tuvastamismudeliks. Olgu ICSO tundlikkuse tsoon tausta suhtes fikseeritud ja tuvastatav objekt liigub nurkkiirusega Vo6 vaatluspunkti suhtes. Tundlikkustsoon ja objekt optilise telje suhtes normaalses tasapinnas on ristkülikukujulised ning objekti ja vaatevälja nurkmõõtmed on nii väikesed, et seda saab piisava täpsusega arvestada

kus on ruuminurk, mille all objekti nähakse; on tundlikkustsooni ruuminurk; on objekti nurga suurus

vastutab horisontaal- ja vertikaaltasandil; tundlikkustsooni nurga suurus vastavalt horisontaal- ja vertikaaltasandil;

Objekti B umbes energia heledus on kogu selle pinnal sama ja taustmüra energiaheleduse spektraaltihedus on sama kogu taustapinnal. Signaal ja taustmüra on lisanduvad. Objekti liikumine toimub ühtlaselt nurga a tasapinnal. Energia vastuvõtja on inertsiaalne, ruutkeskne. Vastuvõtja signaal suunatakse häälestatavasse optimaalsesse filtrisse. Seejärel määratakse vastuvõtja väljundis taustahäirete spektraalne võimsustihedus avaldise abil:

Kus Kopt- optilise süsteemi ülekandetegur; TO T- signaali levitee edastustegur; TO P- vastuvõtja tundlikkus.

Kui objekt läbib vaatevälja, genereeritakse vastuvõtja väljundis signaaliimpulss, mille kuju ja spekter, juhul kui u, määratakse avaldiste abil:

kus U0 on amplituudiühikuga signaaliimpulss; - amplituudiühikuga signaaliimpulsi spekter.

Müra kiirgava tausta korral, mille võimsusspektri tihedus on selline, määratakse inertsiaalse vastuvõtja väljundi väärtus vastavalt avaldisele järgmiselt.

Suuruse o sõltuvuse olemus ja selle kuju on näidatud joonisel fig. 4.16. Eelnevast järeldub, et signaali ja tausta müra maksimaalse suhte tagamiseks tuleks tundlikkustsooni kuju seostada objekti kujuga.

Kõikuva taustmüra korral saavutatakse signaali/taustmüra suhte maksimaalne väärtus siis, kui elementaarse tundlikkuse tsooni geomeetriline kuju langeb kokku objekti kujuga. See järeldus kehtib ka päikeseenergia impulsshäirete korral. Seda kinnitab ilmselge tõsiasi, et kui tundlikkustsooni ruuminurk suureneb väärtuselt, mis on võrdne ruuminurgaga, mille all objekt on nähtav, siis signaali amplituud ei muutu ja päikese häirete amplituud suureneb võrdeliselt tundlikkustsooni täisnurk. See tähendab, et optimaalse ruumilise sagedusega filtreerimise meetod võimaldab suurendada passiivse optilise tuvastusvahendi mürakindlust nii konvektiivsete kui ka päikesehäirete suhtes.

Kaheribaline meetod infrapunakiirguse vastuvõtmiseks. Selle meetodi olemus seisneb teise kanali sisseviimises ICSO-sse, mis tagab IR-kiirguse vastuvõtmise nähtavas või lähipiirkonnas, et saada lisateavet, mis eristab signaali häiretest. Sellise kanali kasutamine koos põhikanaliga ühe ruumi tingimustes on ebaefektiivne, kuna nii signaal kui ka häired valgustuse juuresolekul tekivad mõlemas spektrivahemikus. Palju tõhusam on nähtava leviulatuse kanali kasutamine, kui see paigaldatakse väljaspool kaitstud ruume, kohtadesse, kuhu ei ole võimalik seda kanalit tehisvalgusallikatega blokeerida. Sel juhul genereerib kanal päikesevalguse muutumisel signaali, mis keelab ICSO võimaliku töö päikesehäirete mõjul. Sellise organisatsiooniga võimaldab kaheribaline meetod täielikult kõrvaldada ICSO valepositiivsed tulemused, mis on võimalikud päikesehäirete esinemise tõttu. Termilise kanali blokeerimise võimalus häirete ajaks on ilmne.

Parameetrilised meetodid IKSO mürakindluse parandamiseks. ICSO mürakindluse parandamise parameetriliste meetodite aluseks on kasulike signaalide tuvastamine ühe või nende signaalide ilmnemist põhjustavate objektide parameetrite kombinatsiooni abil. Selliste parameetritena saab kasutada objekti kiirust, selle mõõtmeid, kaugust objektist. Praktikas ei ole konkreetsed parameetrite väärtused reeglina ette teada. Siiski on nende määratluses mõni valdkond. Niisiis, jalgsi liikuva inimese kiirus on alla 7 m/s. Selliste piirangute kombinatsioon võib kasuliku signaali määratluspiirkonda oluliselt kitsendada ja seega vähendada valehäire tõenäosust.

Vaatleme mõningaid viise objekti parameetrite määramiseks selle passiivse optilise tuvastamise ajal. Objekti kiiruse, selle lineaarse suuruse liikumissuunas ja kauguse määramiseks on vaja korraldada kaks paralleelset tundlikkustsooni, mis on objekti liikumise tasapinnas teatud baaskauguse L kaugusel. on lihtne kindlaks teha, et objekti kiirus on tundlikkustsoonide suhtes normaalne

kus on signaalide vaheline viivitusaeg vastuvõtukanalites.

Objekti lineaarne mõõde bob tundlikkustsoonide suhtes normaalses tasapinnas on määratletud kui

kus thio .5 - signaaliimpulsi kestus tasemel U=0,5U max .

Eeldusel, et kaugus objektini määratakse avaldise järgi

kus on elementaarse tundlikkuse tsooni nurga suurus radiaanides; on signaaliimpulsi esiosa kestus.

Saadud parameetrite väärtused wob, b^, D o6 võrreldakse nende definitsiooni aladega, misjärel tehakse otsus objekti tuvastamiseks. Juhul, kui kahe paralleelse tundlikkustsooni korraldamine on võimatu, võivad identifitseerimisparameetritena olla signaaliimpulsi parameetrid: tõusuaeg, impulsi kestus jne. Selle meetodi rakendamise peamiseks tingimuseks on vastuvõtutee lai ribalaius, mis on vajalik signaali vastuvõtmiseks ilma selle kuju moonutamata, s.t. sel juhul on optimaalse filtreerimismeetodi kasutamine välistatud. Parameeter, mida optimaalse filtreerimise käigus ei moonutata, on signaalidevahelise viivituse kestus, mis esineb ruumiliselt hajutatud kanalites. Seetõttu saab selle parameetri järgi tuvastada ilma vastuvõtutee ribalaiust laiendamata. Kasuliku signaali tuvastamiseks ICSO-s, mille tundlikkuse tsoon on parameetri m 3 osas, on vajalik, et see moodustatakse objekti liikumistasandil sõltumatute vastuvõtjate abil.

Näiteks võtke arvesse signaaliimpulsi parameetrite määratluspiirkondi ja m 3 väärtust ühepositsioonilise ICSO jaoks, millel on mitme kiire tundlikkuse tsoon elementaarse tundlikkuse tsooni nurkdivergentsi tegelike väärtuste juures a n = 0,015 rad, sissepääsupupilli suurus d = 0,05 m ja tundlikkustsoonide vaheline nurk a p = 0,3 rad.

Impulsi kestus nulltasemel määratakse avaldisega

Impulsi kestuse domeen kiirusvahemiku V jaoks O 6 \u003d 0,1,7,0 m / s, on t io \u003d 0,036 ... 4,0 s. Dünaamiline ulatus

Impulsi kestuse määramise domeen tasemel 0,5U max on juba 0,036 ... 2,0 s ja dünaamiline ulatus

Signaaliimpulsi esiosa kestus määratakse avaldisega

Kus on definitsiooni ja dünaamika valdkond

ulatus

Külgnevates kanalites esinevate impulsside vahelise viivituse kestuse saab määrata järgmise valemiga:

Viivituse väärtuse määratlusvahemik0...30 s. Aktsepteeritud väärtuse d=0,05 m ja vahemiku D o6 = 1...10 m korral on definitsiooniala 4,5...14,0 ja dünaamiline ulatus 3,1.

d=0 dünaamilise ulatusega kõigi vahemiku väärtuste jaoks Tee 6=0...10 m.

Seega on kõige stabiilsem identifitseerimisparameeter t 3 /tf väärtus.

Päikese häirete ilmnemise sünkroonsuse tõttu ruumiliselt eraldatud kanalites, märgitud jaotises. 4.3, on parameetri abil võimalik sellest täielikult lahti häälestada

Sõltumatute kanalite kasutamine võimaldab suurendada seadme vastupidavust konvektiivsetele häiretele, kuna lõplik otsus tuvastamise kohta tehakse ainult siis, kui signaale tuvastatakse vähemalt kahes kanalis teatud ajavahemiku jooksul, mis on määratud maksimaalse võimaliku viivitusega. signaali impulss kanalite vahel. Sel juhul määratakse valehäire tõenäosus avaldisega

kus RLS1. Рlsg - valehäire tõenäosused eraldi kanalites.

IKSO mürakindluse parandamise meetodite võrdlev analüüs.Ülaltoodud meetodid ICSO mürakindluse parandamiseks on üsna mitmekesised nii oma füüsilise olemuse kui ka rakendamise keerukuse poolest. Igal neist eraldi on nii teatud eelised kui ka puudused. Nende meetodite võrdlemise hõlbustamiseks positiivsete ja negatiivsete omaduste kombinatsiooni osas koostame morfoloogilise tabeli. 4.2.

Tabelist on näha, et ükski meetod ei suuda kõiki häireid täielikult maha suruda. Kuid mitme meetodi samaaegne kasutamine võimaldab ICSO mürakindlust märkimisväärselt suurendada seadme kui terviku väikese komplikatsiooniga. Vastavalt positiivsete ja negatiivsete omaduste kogumile on eelistatuim kombinatsioon: spektraalfiltreerimine + ruumiline sagedusfiltreerimine + parameetriline meetod.

Vaatleme peamisi tänapäevases ICSO-s praktikas rakendatud meetodeid ja vahendeid, mis võimaldavad tagada piisavalt suure tuvastamise tõenäosuse minimaalse valehäirete sagedusega.

Vastuvõtva seadme kaitsmiseks väljaspool signaali spektrivahemikku jääva kiirguse mõjude eest võetakse järgmised meetmed:

Püromooduli sissepääsu aken on suletud germaaniumplaadiga, mis ei lase kiirgust lainepikkusega alla 2 μm;

Kogu CO sissepääsuaken on valmistatud suure tihedusega polüetüleenist, mis tagab piisava jäikuse geomeetriliste mõõtmete säilitamiseks ja samal ajal ei edasta kiirgust lainepikkuste vahemikus 1-3 mikronit;

Tabel 2. IKSO mürakindluse parandamise meetodid

	Positiivsed omadused	Negatiivsed omadused
Diferentsiaal		Madal mürakindlus korrelatsioonita müra suhtes
Sageduse filtreerimine	Päikese ja konvektiivsete häirete osaline summutamine	Mitmekanaliliste süsteemide rakendamise keerukus
Spektraalne filtreerimine	Rakendamise lihtsus. Päikese häirete osaline summutamine.	Konvektiivseid häireid ei summutata
kahe ribaga	Täielik päikesekiirguse häirete summutamine, lihtne töötlemisrada	Võimalus blokeerida väliseid valgusallikaid. Konvektiivseid häireid ei summutata. Vajadus täiendava optilise kanali järele
Optimaalne ruumiline sagedusfiltreerimine	Tausta ja päikese häirete osaline summutamine. Rakendamise lihtsus	Vajadus kasutada tundliku ala erikujuga vastuvõtjaid
Parameetrilised meetodid	Taustmüra osaline summutamine. Märkimisväärne päikesekiirguse häirete mahasurumine	Töötlemise tee keerukus

Fresneli läätsed on valmistatud polüetüleenist sissepääsuakna pinnale tembeldatud kontsentriliste ringidena, mille fookuskaugus vastab inimese kehatemperatuurile iseloomulikule maksimaalsele kiirgustasemele. Teiste lainepikkuste kiirgus "määrdub", läbides selle objektiivi ja seeläbi nõrgenenud.

Need meetmed võimaldavad vähendada spektrivahemikust väljapoole jäävate allikate häirete mõju tuhandeid kordi ja tagada ICSO toimimise võimalus tugeva päikesevalguse, valgustuslampide jms tingimustes.

Võimas vahend termiliste häirete eest kaitsmiseks on kahe platvormiga pürovastuvõtja kasutamine kahe kiire tundlikkuse tsooni moodustamisega. Signaal inimese läbimise ajal tekib järjestikku mõlemas kiires ja soojusmüra on tugevas korrelatsioonis ja seda saab nõrgendada lihtsaima lahutamisskeemi abil. Kõikides kaasaegsetes passiivsetes ICSO-des on kasutusel kaheplatvormilised püroelemendid, viimastes mudelites ka quad püroelemente.

Signaalitöötlusalgoritmide käsitlemise alguses tuleks teha järgmine märkus. Erinevad tootjad võivad algoritmi tähistamiseks kasutada erinevat terminoloogiat, kuna tootja annab sageli mõnele töötlemisalgoritmile kordumatu nime ja kasutab seda oma kaubamärgi all, kuigi tegelikult võib ta kasutada mõnda traditsioonilist signaalianalüüsi meetodit, mida teised ettevõtted kasutavad .

Algoritm optimaalne filtreerimine hõlmab mitte ainult signaali amplituudi, vaid kogu selle energia kasutamist, st amplituudi ja kestuse korrutist. Signaali täiendav informatiivne märk on kahe esikülje olemasolu - "kiire" sissepääsu juures ja selle väljundis, mis võimaldab teil häälestada palju häireid, mis näevad välja nagu "sammud". Näiteks IKSO Vision-510 puhul analüüsib töötleja diferentsiaalpürovastuvõtja väljundi lainekuju bipolaarsust ja sümmeetriat. Töötlemise olemus seisneb signaali võrdlemises kahe lävega ning mõnel juhul erineva polaarsusega signaalide amplituudi ja kestuse võrdlemine. Seda meetodit on võimalik kombineerida ka positiivsete ja negatiivsete lävede ületamise eraldi loendamisega. PARADOX on andnud sellele algoritmile nime Entry/Exit Analysis.

Tulenevalt asjaolust, et elektrimüra on kas lühiajalise või järsu esiosaga, on mürakindluse parandamiseks kõige tõhusam kasutada detuning-algoritmi – järsu esiosa esiletõstmist ja väljundseadme blokeerimist nende toimimise ajaks. Seega saavutatakse CO stabiilne töö isegi intensiivsete elektri- ja raadiohäirete tingimustes vahemikus sadadest kilohertsist kuni ühe gigahertsini väljatugevusega kuni SE/m. Kaasaegse IKSO passid näitavad vastupidavust elektromagnetilistele ja raadiosageduslikele häiretele väljatugevusega kuni 20 ... 30 V / m.

Järgmine tõhus meetod mürakindluse parandamiseks on vooluringi kasutamine "pulss loeb". Kõige tavalisemate "mahuliste" CO-de tundlikkuse diagrammil on mitmeteeline struktuur. See tähendab, et liikudes läbib inimene järjest mitut kiirt. Samal ajal on nende arv otseselt võrdeline CO tuvastamistsooni moodustavate kiirte arvu ja inimese läbitud vahemaaga. Selle algoritmi rakendamine on sõltuvalt CO modifikatsioonist erinev. Kõige sagedamini kasutatakse lüliti käsitsi seadistamist teatud arvu impulsside arvelt. Ilmselt suureneb sellega seoses impulsside arvu suurenemisega ICSO mürakindlus. Seadme käivitamiseks peab inimene ületama mitu kiirt, kuid see võib vähendada seadme tuvastamisvõimet "surnud tsoonide" olemasolu tõttu. PARADOX ICSO kasutab patenteeritud APSP pürovastuvõtja signaalitöötlusalgoritmi, mis lülitab automaatselt impulsside loenduse sõltuvalt signaali tasemest. Kõrgetasemeliste signaalide puhul genereerib detektor viivitamatult häire, töötades samal ajal läviväärtusena ning madala tasemega signaalide puhul lülitub automaatselt impulsi loendamise režiimi. See vähendab valehäirete võimalust, säilitades samas sama tuvastatavuse.

IKSO Enforcer-QX-is kasutatakse järgmisi impulsside loendusalgoritme:

SPP - impulsse loetakse ainult vahelduvate märkidega signaalide puhul;

SGP3 - loendatakse ainult vastupidise polaarsusega impulsside rühmi. Siin tekib häireseisund, kui määratud aja jooksul ilmub kolm sellist rühma.

IKSO viimastes modifikatsioonides kasutatakse mürakindluse suurendamiseks skeemi. "kohandatud vastuvõtt". Siin jälgib lävi automaatselt mürataset ja selle tõustes see ka tõuseb. Kuid see meetod ei ole vaba puudustest. Mitmeteelise tundlikkusmustri puhul on väga tõenäoline, et üks või mitu kiirt suunatakse intensiivsete häirete kohta. See määrab kogu seadme minimaalse tundlikkuse, sealhulgas nende kiirte, mille müra intensiivsus on tühine. See vähendab kogu seadme üldist tuvastamise tõenäosust. Selle puuduse kõrvaldamiseks tehakse ettepanek "paljastada" maksimaalse müratasemega kiired enne seadme sisselülitamist ja varjutada spetsiaalsete läbipaistmatute ekraanide abil. Mõnede seadmete modifikatsioonide puhul on need tarnega kaasas.

Signaali kestuse analüüsi saab läbi viia nii otsese meetodi abil, et mõõta aega, mille jooksul signaal ületab teatud läve, kui ka sageduspiirkonnas, filtreerides signaali pürodetektori väljundist, sealhulgas kasutades "ujuv" lävi, vahemikust sõltuv sagedusanalüüs. Lävi on seatud madalale tasemele soovitud signaali sagedusvahemikus ja kõrgemale tasemele väljaspool seda sagedusvahemikku. See meetod on integreeritud IKSO Enforcer-QX-i ja patenteeritud IFT nime all.

Teine töötlemisviis, mille eesmärk on parandada IKSO omadusi, on automaatne temperatuuri kompenseerimine.Ümbritseva õhu temperatuurivahemikus 25...35°C väheneb pürovastuvõtja tundlikkus inimkeha ja tausta vahelise termilise kontrasti vähenemise tõttu ning temperatuuri edasisel tõusul tundlikkus taas suureneb, vaid "vastupidise märgiga". Niinimetatud "tavalistes" termilise kompensatsiooni ahelates mõõdetakse temperatuuri ja selle tõustes suurendatakse automaatselt võimendust. Kell "päris" või "kahepoolne" kompensatsiooniga arvestatakse termilise kontrasti suurenemist temperatuuridel üle 25...35°C. Automaatse soojuskompensatsiooni kasutamine tagab peaaegu konstantse ICSO tundlikkuse laias temperatuurivahemikus. Sellist soojuskompensatsiooni kasutavad IKSO-s PARADOX ja С&К SYSTEMS.

Loetletud töötlemise tüüpe saab läbi viia analoog-, digitaal- või kombineeritud vahenditega. Kaasaegsetes ICSO-des kasutatakse üha enam digitaalseid töötlemismeetodeid, kasutades spetsiaalseid mikrokontrollereid koos ADC-de ja signaaliprotsessoritega, mis võimaldab üksikasjalikult töödelda signaali "peent" struktuuri, et seda paremini mürast eristada. Viimasel ajal on teatatud täisdigitaalsete ICSO-de väljatöötamisest, mis ei kasuta üldse analoogelemente. Selles ICSO-s suunatakse pürovastuvõtja väljundist signaal otse suure dünaamilise ulatusega analoog-digitaalmuundurisse ja kogu töötlemine toimub digitaalsel kujul. Täisdigitaalse töötluse kasutamine võimaldab teil vabaneda sellistest "analoogefektidest" nagu võimalikud signaali moonutused, faasinihked, liigne müra. Digital 404 kasutab SHIELDi patenteeritud signaalitöötlusalgoritmi, mis sisaldab APSP-d, aga ka järgmiste signaaliparameetrite analüüsi: amplituud, kestus, polaarsus, energia, tõusuaeg, lainekuju, ilmumise aeg ja signaali järjekord. Iga signaalijada võrreldakse liikumisele ja häiretele vastavate mustritega ning tuvastatakse isegi liikumise tüüp ning kui häirekriteeriumid ei ole täidetud, salvestatakse andmed mällu järgmise jada analüüsimiseks või kogu jada. alla surutud. Metallvarjestuse ja tarkvaraliste häirete summutamise kombineeritud kasutamine võimaldas tõsta Digital 404 häirekindlust elektromagnetiliste ja raadiosageduslike häirete suhtes kuni 30...60 V/m sagedusvahemikus 10 MHz kuni 1 GHz.

Teatavasti on kasulike ja segavate signaalide juhuslikkuse tõttu parimad statistiliste otsuste teoorial põhinevad töötlemisalgoritmid. Arendajate avalduste põhjal otsustades hakatakse neid meetodeid kasutama C&K SYSTEMSi uusimates IKSO mudelites.

Üldiselt on üsna raske objektiivselt hinnata kasutatud töötluse kvaliteeti, tuginedes ainult tootja andmetele. Kõrgete taktikaliste ja tehniliste omadustega SO kaudsed märgid võivad olla analoog-digitaalmuunduri, mikroprotsessori ja suure hulga kasutatud töötlemisprogrammi olemasolu.

Passiivne infrapuna liikumisandur, mis töötab ~220 V toitega, on toodetud komplektina halogeenprožektoriga ja on disainitud ühtse seadmena. Seda nimetatakse passiivseks, kuna see ei valgusta kontrollitavat ala infrapunakiirgusega, vaid kasutab oma tausta infrapunakiirgust, mistõttu on see absoluutselt kahjutu

IR-anduri eesmärk ja praktiline rakendus

Andur on loodud koormuse, näiteks prožektori, automaatseks sisselülitamiseks, kui liikuv objekt siseneb selle kontrollitavasse tsooni, ja lülitab selle välja pärast seda, kui objekt tsoonist lahkub. Seda kasutatakse majade fassaadide, tehnohoovide, ehitusplatside jms valgustamiseks.

Tehnilised andmed PIR-anduri mudel 1VY7015

Anduri ja kogu seadme toitepinge on ~220 V, anduri enda voolutarve valverežiimis on 0,021 A, mis vastab 4,62 W voolutarbele.

Loomulikult, kui lülitate sisse halogeenlambi võimsusega 150 või 500 W, suureneb energiatarve vastavalt. Liikuva objekti maksimaalne tuvastusraadius (anduri ees) on 12 m, tundlikkustsoon horisontaaltasandil 120…180°, valgustuse viivitus on reguleeritav (peale objekti väljumist kontrolltsoonist) vahemikus 5…10 s kuni 10…15 min. Lubatud töötemperatuuri vahemik –10…+40°С. Lubatud õhuniiskus kuni 93%.

IR-andur võib olla ühes järgmistest režiimidest. "Turvarežiim", milles ta jälgib "valvsalt" kontrollitavat ala ja on valmis igal ajal täitevrelee (koormuse) sisse lülitama. "Häirerežiim", milles andur lülitas täiturrelee abil koormuse sisse, kuna liikuv objekt sattus selle kontrollitavasse tsooni. "Unerežiim", milles andur, olles päevasel ajal sisselülitatud olekus (voolu all), ei reageeri välistele stiimulitele ja hämaruse (pimeduse) saabudes lülitub see automaatselt turvarežiimi. See režiim on ette nähtud selleks, et valgustust päevasel ajal mitte sisse lülitada. Pärast toite sisselülitamist käivitub detektor "Alarm Mode" ja seejärel "Armed Mode".

Neid andureid müüakse ka eraldi. Neid kasutatakse palju laiemalt kui komplekti (anduriga prožektor) ja vastavalt toiterežiimile saab neid projekteerida ~ 220 V või = 12 V pingele.

PIR-anduri tööpõhimõte

Jälgitava ala tausta infrapunakiirgus fokusseeritakse esiklaasi (läätse) abil IR-kiirte suhtes tundlikule fototransistorile. Sellest tulevat väikest pinget võimendatakse anduri ahelasse kuuluva mikroskeemi operatiivvõimendite (op-amps) abil. Normaaltingimustes on elektromehaaniline koormusrelee pingevaba. Niipea kui kontrollitavasse piirkonda ilmub liikuv objekt, muutub fototransistori valgustus, see väljastab muudetud pinge op-amp sisendisse. Võimendatud signaal viib vooluringi tasakaalust välja, aktiveeritakse relee, mis lülitab sisse koormuse, näiteks valgustuslambi. Niipea kui objekt tsoonist lahkub, põleb lamp mõnda aega, sõltuvalt elektroonilise ajarelee seadistatud ajast, ja lülitub seejärel algsesse olekusse - "Turvarežiim".

Passiivse IR-anduri mudeli 1VY7015 skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 1. Võrreldes sarnaste 12 V IR anduritega on selle mudeli vooluahel lihtne. See on joonistatud vastavalt ühendusskeemile. Kuna tootjad kõiki raadioelemente ühendusskeemile ei märkinud, pidi autor seda ise tegema. Paigaldatud raadioelemendid ilma CHIP elemente kasutamata asetatakse tahvlile mõõtmetega 80x68 mm.

Skeemiskeemi peamiste raadioelementide otstarve

1. Anduri toiteplokk on trafodeta, valmistatud jahutuskondensaatorist C2, mille võimsus on 0,33 μFx400 V. Pärast alaldi silda seab zeneri diood ZD (1N4749) pinge 25 V, mida kasutatakse relee mähise K1 toiteks. ja 25 V stabilisaator DA1 (78L08) stabiliseerib 8 V, mida kasutatakse LM324 kiibi ja üldiselt kogu vooluahela toiteks. Kondensaator C4 silub ja C3 kaitseb andurit kõrgsageduslike häirete eest.

2. Kolme kontaktiga infrapuna fototransistor PIR D203C on anduri "terav silm", selle põhielement, just tema annab "käsu" täitevrelee sisselülitamiseks, kui kontrollitava ala infrapuna taust muutub kiiresti. Selle toiteallikaks on +8 V takisti R15 kaudu. Kondensaator C13 silub ja C12 kaitseb fototransistori kõrgsageduslike häirete eest.

3. LM324N kiip (turuväärtus 0,1 dollarit) on peamine andurivõimendi. See koosneb 4 operatiivamprist, mis on jadamisi (4 3 2 1) ühendatud anduri ahelaga (raadioelemendid R7, C6; D1, D2; R21, D3), mis tagab IR1 fototransistori poolt genereeritud signaali suure võimenduse. ja kogu anduri kõrge tundlikkus. Selle toiteallikaks on 8 V ("pluss" - pin 4, "miinus" - pin 11).

4. Elektromehaanilise relee K1 mudeli LS-T73 SHD-24VDC-F-A (turuväärtus $ 0,8) eesmärk on koormuse sisselülitamine või õigemini selle väljastamine ~ 220 V. Relee mähise pinge +25 V väljastab transistor VT1. Relee mähise nimitööpinge on 24 V ja selle kontaktid võimaldavad korpusel oleva sildi järgi 10 A voolu pingel ~ 240 V, mis tekitab kahtlusi nii väikese relee lülitusvõimes. koormus 2400 W. Välismaised tootjad hindavad sageli oma raadioelementide parameetreid üle.

5. Transistor VT1 tüüp SS9014 või 2SC511 (turuväärtus umbes 0,2 dollarit). Peamised piirparameetrid: Uke.max=45 V, Ik.max=0,1 A. Võimaldab relee K1 sisse/välja lülitamist sõltuvalt pingesuhetest (LM324N väljund 1 ja kollektor VT2) selle alusel.

6. Sild (R5, R6, R7, VR2, CDS fototakisti) ja transistor VT2 (SS9014, 2SC511) on ette nähtud ühe kahest anduri töörežiimist: "Armed mode" või "Sleep mode". Vajaliku režiimi tagab CDS fototakisti valgustus (see annab valgustusest muutuva takistusega andurile teada, kas on päev või öö) ja muutuva takisti liuguri VR2 (DAY LIGHT) asend. ). Niisiis, kui muutuva takisti liugur on asendis “Päev”, töötab andur nii päeval kui öösel ning asendis “Öö” - ainult öösel ja päeval on see unerežiimis.

7. Reguleeritav elektrooniline ajarelee (C14, R22, VR1) annab helendav lambi väljalülitamise viivituse 5 ... 10 s kuni 10 ... 15 minutit pärast objekti väljumist kontrollitavast piirkonnast. Reguleerimine toimub muutuva takistiga TIME VR1.

8. Muutuv takisti SENS VR3 reguleerib anduri tundlikkust, muutes op-amp nr 3 negatiivse tagasiside sügavust.

9. Siibri ahel R1C1 neelab pinge tõusud, mis tekivad halogeenlambi sisse/välja lülitamisel.

10. Ülejäänud raadioelemendid (näiteks R16-R20, R11, R12 jne) tagavad LM324N kiibi op-võimendi normaalse töö.

IR-anduri remonti asudes tuleb meeles pidada, et kõik selle raadioelemendid on faasipinge all, mis on eluohtlik. Selliste seadmete parandamisel on soovitatav need sisse lülitada läbi isolatsioonitrafo. Andur töötab töökindlalt ja satub harva remonti, kuid kui see on kahjustatud, algab remont selle trükkplaadi välise kontrolliga. Kui kahjustusi ei leita, tuleb kontrollida toiteseadme väljundpingeid (25 ja 8 V). Toiteallika seade ja tegelikult ka kõik muud vooluahela elementi (mikroskeem, transistorid, stabilisaator, kondensaatorid, takistid) võivad voolupingete või äikeselöögi tõttu rikki minna ning kaitset nende eest anduriahelas kahjuks ei pakuta. . Tester saab kontrollida kõigi nende elementide, välja arvatud mikrolülituse, tervist. Kui kahtlustatakse, et mikroskeemi ei tööta, saab selle välja vahetada. Anduri nõrgaks lüliks võivad olla relee K1 kontaktid, kuna need lülitavad halogeenlambi olulisi käivitusvoolusid, nende toimivust kontrollib tester.

IR-anduri seadistamine

IR-anduri seadistamine seisneb kolme anduri allosas asuva reguleerimistakisti korrektses paigaldamises (joonis 2). Mida need takistid reguleerivad?

AEG– reguleerib halogeenlambi väljalülitamise viiteaega pärast seda, kui selle süttinud objekt on kontrollialast lahkunud. Reguleerimisvahemik 5…10 s kuni 10…15 min.

PÄEVAVALGUS– seab anduri päevasel ajal asendisse "Armed mode" või "Sleep mode". Füüsilisest vaatenurgast võimaldab või keelab muutuva takisti liuguri asend anduril teatud valgustuse all töötada. Reguleeritav valgustusvahemik 30 lx. Seega, kui regulaatorit keeratakse vastupäeva (seadistatud poolkuu märgile), töötab andur ainult öösel ja päeval magab. Kui keerad selle äärmusse vastupäeva (märk "väike päike"), töötab andur nii päeval kui öösel, s.t. terve päeva. Nende väärtuste vahepealses asendis saab andur lülituda "Armed Mode" juba hämaruse saabudes. Anduri üleminek ühte ülaltoodud režiimidest toimub automaatselt.

SENS– reguleerib anduri tundlikkust, st. määrab kontrollitava tsooni suurema või väiksema ala (või vahemiku).

IR-anduri puudused

~220 V IR anduri miinuseks on selle valepositiivsed tulemused. See juhtub kontrollialal asuvate puude või põõsaste okste liigutamisel; mööduvast autost, täpsemalt selle mootori kuumusest; muutuvast soojusallikast, kui see asub anduri all; äkilisest temperatuurimuutusest tuuleiilide ajal; välgu ja auto esitulede valgustuse eest; loomade (koerad, kassid) läbipääsust; vooluvõrgu vilkumisest vallandub andur ja lamp põleb veel mõnda aega. Ülalkirjeldatud anduri miinusteks on selle mittetöötav olek ~220 V pinge puudumisel.Valepositiivsete arvu saab vähendada anduri asendi muutmisega.

Esiklaasi otstarve on IR-sensoriga objektiiv. Kontrollitava ala laiendamiseks 120° ja isegi 180°-ni muudetakse sensorlääts poolringikujuliseks või sfääriliseks. Selle valmistamise (valamise) ajal on selle siseküljel arvukalt ristkülikukujulisi läätsi. Nad jagavad kontrollitava sektori väikesteks osadeks. Iga objektiiv fokusseerib infrapunakiirguse oma piirkonnast fototransistori keskele. Kontrollitsooni jagamine sektsioonideks viib selleni, et kontrollitsoonist saab ventilaator (joonis 3). Selle tulemusena "näeb" andur sissetungijat ainult mustas tsoonis, samas kui valges tsoonis on see "pime". Nendel tsoonidel on sõltuvalt objektiivide arvust ja suurusest disainerite määratud konfiguratsioon. Mikroprotsessorite kasutamine võimaldab kõrvaldada mitmed eespool kirjeldatud andurite puudused. Objektiiv on IR-anduri kõige olulisem element. Sellest sõltub, kui laialt sensor horisontaalselt ja vertikaalselt “näeb”. Mõnel IR-anduril on vahetatavad läätsed, mis loovad konkreetse ülesande jaoks kontrollitava ala. Objektiivi klaas peab olema terve (mitte katki), vastasel juhul on selle kontrollitava ala konfiguratsioon ettearvamatu.

Rakendused PIR-andurite jaoks

1. Erinevate ruumide valgustus, s.h. valgustuse automaatne sisse/väljalülitamine sissepääsudes, ladudes, korterites (majades), olmehoovides ja taludes. Selleks saab olenevalt olukorrast kasutada nii ülalkirjeldatud IR-andurite komplekte koos prožektoritega kui ka eraldi müüdavaid andureid. Komplekti (prožektoriga andur) maksumus 150 W halogeenlambiga on 8–14 dollarit ja 500 W lambiga 12–18 dollarit. Paigaldage komplekt fikseeritud objektidele 2,5 ... 4,5 m kõrgusel (joonis 4). Komplekti soovitatavad ja lubatud kalded vastavalt juhistele on näidatud joonisel 5.

Eraldi müüdavad PIR-andureid saab projekteerida kas ~220 V või +12 V toitepingele Valgustuse jaoks on parem kasutada ~220 V andureid, need on suhteliselt odavad (hind 8-14 $) ja ka väljund ~ 220 V koormusele, nii et lambipirne on nendega lihtne ühendada. Üks sellise anduri variantidest, mudel YCA 1009, on näidatud joonisel 6. Sellel on ainult kaks reguleerimistakistit: Time Delay, mis reguleerib koormuse väljalülitamise aega pärast objekti kontrollitud alalt lahkumist, ja Light Control, mis lubab või keelab anduri töötamise päevasel ajal. Maksimaalne lubatud koormus on 1200 W. Kontrollitava ala vaatenurk on 180° ja maksimaalne pikkus 12 m.

Andurist väljub kolm värvilist juhet, mis on mõeldud võrgu ja koormuse ühendamiseks. Joonisel 7 on näha sellise anduri ühendusskeem eraldi ~220 V lambiga, mida saab kasutada ka laualambina.

Anduri ühendamisel maja (korteri) olemasoleva elektrijuhtmestikuga s.t. juba paigaldatud lambipirnidele ja lülititele on oluline õigesti leida anduri ühine juhe ja ühendada see elektrijuhtmestikuga. Joonisel 8, a, b on näidatud juhtmestiku sektsiooni skeemid enne anduri sisselülitamist ja pärast selle sisselülitamist. Kui kasutate andurit maja veranda valgustamiseks, on parem paigaldada andur ise lambipirni lähedusse.

IR-andurite kasutamine valgustusahelates säästab oluliselt energiat ja loob mugavuse, kui need automaatselt sisse/välja lülitatakse.

2. Valgustuse automaatne sisselülitamine korterites ja majades. Sellises olukorras on parem andur kohandada laualambiga, et seda saaks vajaduse korral hõlpsasti välja lülitada.

3. Majaomaniku teade külaliste saabumisest. Sel juhul tuleb andur suunata aiaväravale või selle lähedal asuvale ruumile ning helimärguandeks kasutada kella või muud ~ 220 V pingega helidetektorit.

4. Majapidamishoovi, garaaži, talu, kontori, korteri turvalisus. Selleks saab kasutada ka ülalkirjeldatud odavaid ~220 V toitega IR andureid.

Sellistel anduritel on aga suur puudus: kui võrk ebaõnnestub, siis need ei tööta, seega kasutatakse neid ainult ebaoluliste objektide kaitsmiseks. +12 V toitega IR-anduritel neid puudusi pole, kuna neid saab hõlpsasti varustada akudest. Selleks on välja töötatud väike vastuvõtu- ja juhtimisseade (PKP), mis paigaldatakse seinale. Selles on toiteallikas, 12 V akud 4 Ah või 7 Ah jaoks ja elektrooniline täitmine. Kõik kaitstava objekti andurid on ühendatud ühe juhtpaneeliga, mis tagab neile töökindla toite, võtab neilt häiresignaale ja edastab need valvuritele. Valvurite puudumisel saab juhtpaneeli külge ühendada võimsa helisireeni, mis peletab sissetungijad. Seega tuleks oluliste objektide kaitsmiseks kasutada 12 V IR anduritega juhtpaneelide komplekte, mille vahele tõmmatakse tavaline 4-juhtmeline kaabel (kaks juhet 12 V toiteallikaks, kaks häiresignaaliks). +12 V IR-anduritele väliseid reguleerimistakisteid ei paigaldata, kuna osa nende funktsioone kantakse üle juhtpaneeli “elektroonilisele täitmisele”.

Oma taluaia kaitsmiseks tuleb IR-andurid paigaldada nii, et need poleks nähtavad, vastasel juhul saab need välja lülitada. Selleks saab majasiseselt akendele paigaldada IR-andurid, mis suunavad oma läätsed kaitstud objektidele. Korterite ja büroode kaitseks on ruumide nurkadesse paigaldatud IR-andurid, garaažide ja talude kaitseks on nende läätsed suunatud sissepääsuväravale. Nagu juba märgitud, on odavatel IR-anduritel ~ 220 V ja 12 V jaoks mitmeid puudusi, näiteks lülitub andur sisse, kui koerad, kassid, hiired mööduvad. Selle nähtuse kõrvaldamiseks on vaja paigaldada IR-andur maja sees aknalauale, suunata see sisehoovi ja asetada selle ette kaitseekraan (joon. 9). Sel juhul moodustub maapinna ja IR-anduri püüdmistsooni vahele "pime tsoon", milles andur ei reageeri väikestele sissetungijatele, kuid reageerib mööduvale inimesele, kuna inimene on sellest kõrgemal. kõrgustsoon.

Uute 12 V andurite puhul kõrvaldasid disainerid selle puuduse, muutes anduri vooluringi ja konstruktsiooni keerulisemaks. Niisiis lisati Israeli Crow SRX-1100 IR-andurisse mikroprotsessor ja paigaldati mikrolaine raadiosaatja, mis määrab sissetungija suuruse, võrdleb seda seatud lävedega ja otsustab, kas anda häirekäsklus või mitte. Jaapani ja teiste riikide disainerid lahendasid selle probleemi teistmoodi. Need nägid ette elektroonilise plaadi nihutamise (IR-anduri sees) koos fototransistoriga üles või alla klaasläätsede fookuspunkti suhtes. Selle tulemusena lõigatakse ära maapinnale kõige lähemal olevad mustad tundlikud segmendid ja maapinna lähedale luuakse "pime tsoon", milles andur "ei näe" väikeloomi. "Pimeda tsooni" kõrgust saab reguleerida sama elektroonilise plaadi nihkega. On ka teisi viise, kuidas vältida IR-andurite reageerimist väikeste loomade läbisõidule. Lahendatud on IR-anduri käivitumise probleem, kui see on valgustatud välgu või auto esitulede poolt. Loomulikult põhjustavad kõik need täiustused passiivsete IR-andurite maksumuse tõusu, kuid suurendavad kaitse töökindlust.

Infrapunadetektorid on valvesignalisatsioonisüsteemides ühed levinumad. See on seletatav nende väga laia kasutusalaga.

Neid kasutatakse:

kontrollida ruumide sisemahtu;
perimeetri kaitse korraldamine;
erinevate ehituskonstruktsioonide blokeerimine "teel".

Lisaks klimaatilisele versioonile (välis- ja sisepaigaldus) on need jagatud ka tööpõhimõtte järgi. On kaks suurt rühma: aktiivne ja passiivne. Lisaks jaotatakse infrapunadetektorid tuvastustsooni tüübi järgi, nimelt:

mahukas;
lineaarne;
pinnapealne.

Vaatame järjekorras, millistel eesmärkidel üht või teist nende tüüpi kasutatakse.

Passiivsed infrapunadetektorid.

Need andurid sisaldavad objektiivi, mis "lõikab" kontrollitava ala eraldi sektoriteks (joonis 1). Detektor käivitub, kui tuvastatakse temperatuuride erinevus nende tsoonide vahel. Seega on arvamus, et selline turvaandur reageerib puhtalt kuumusele, ekslik.

Kui tuvastamistsoonis olev inimene seisab liikumatult, siis detektor ei tööta. Lisaks mõjutab objekti temperatuur, mis on taustatemperatuurile lähedane, selle tundlikkust allapoole.

Sama kehtib ka juhtudel, kui objekti liikumiskiirus on normaliseeritud väärtusest väiksem või suurem. Reeglina jääb see väärtus vahemikku 0,3-3 meetrit sekundis. Sellest piisab sissetungija usaldusväärseks tuvastamiseks.

Aktiivsed infrapunadetektorid.

Seda tüüpi seadmed koosnevad emitterist ja vastuvõtjast. Neid saab teha eraldi plokkidena või kombineerida ühte korpusesse. Viimasel juhul kasutatakse sellise turvaseadme paigaldamisel täiendavalt IR-kiiri peegeldavat elementi.

Aktiivne tööpõhimõte on tüüpiline lineaarsetele anduritele, mis käivituvad infrapunakiire ületamisel. Allpool on toodud peamiste IR-detektorite tüüpide tööpõhimõtted ja funktsioonid.

VOLUME INFRAPUN DETEKTORID

Need seadmed on passiivsed (vt ülalt, mis see on) ja neid kasutatakse peamiselt ruumide sisemise mahu reguleerimiseks. Mahuanduri kiirgusmustrit iseloomustavad:

avanemisnurk vertikaal- ja horisontaaltasandil;
detektori ulatus.

Pange tähele - vahemikku näitab diagrammi keskosa, külgmiste puhul on see väiksem.

Iga infrapunaanduri, sealhulgas mahulise anduri jaoks on tüüpiline see, et kõik selle takistused on läbipaistmatud, tekitades seega surnud tsoone. Ühest küljest on see puudus, teisest küljest eelis, kuna väljaspool kaitstud ruume liikuvatele objektidele ei reageerita.

Puuduste hulka kuuluvad ka valepositiivsete tulemuste võimalus järgmiste tegurite tõttu:

konvektsioonsoojusvood näiteks erinevate tööpõhimõtetega küttesüsteemidest;
põlema liikuvatest valgusallikatest - enamasti auto esituled läbi akna.

Seega ei saa mahudetektori paigaldamisel neid punkte ignoreerida. Paigaldusmeetodi järgi on "volumisaatorite" kaks versiooni.

Seinale kinnitatavad IR detektorid.

Ideaalne büroodesse, korteritesse, eramajadesse. Sellistes ruumides paiknevad mööbel ja muud sisustuselemendid tavaliselt mööda seinu, nii et pimedaid kohti pole. Kui võtta arvesse, et selliste andurite horisontaalne vaatenurk on umbes 90 kraadi, siis ruumi nurka paigaldades suudab üks seade väikese ruumi peaaegu täielikult blokeerida.

Lae mahuandurid.

Objektidele, nagu kauplused või laod, on iseloomulik riiulite või vitriinide paigaldamine kogu ruumide alale. Laeanduri paigaldamine on sellistel juhtudel muidugi efektiivsem, kui nende elementide kõrgus on laest allpool.

Vastasel juhul peate iga moodustatud sektsiooni blokeerima. Ausalt öeldes tuleb märkida, et sellist vajadust ei teki alati, kuid need on iga konkreetse objekti signaalikujunduse peensused, võttes arvesse kõiki selle individuaalseid omadusi.

LINEAARSED INFRAPUNADETEKTORID

Oma tööpõhimõtte järgi on need aktiivsed ja moodustavad ühe või mitu kiirt, jälgides nende ristumiskohta võimaliku sissetungija poolt. Erinevalt mahuanduritest on lineaarsed andurid vastupidavad mitmesugustele õhuvooludele ja otsene valgustus neid enamasti ei kahjusta.

Lineaarse ühekiire infrapunakiirguri tööpõhimõte on illustreeritud joonisel 2.

Aktiivsete lineaarsete seadmete ulatus on kümnetest kuni sadade meetriteni. Nende kasutamise kõige tüüpilisemad võimalused:

koridori blokeerimine;
territooriumi avatud ja tarastatud perimeetrite kaitse.

Perimeetri kaitsmiseks kasutatakse rohkem kui ühe kiirega detektoreid (parem, kui neid on vähemalt kolm). See on üsna ilmne, kuna see vähendab kontrollitsoonist alla või kõrgemale tungimise võimalust.

Infrapuna lineaarsete detektorite paigaldamisel ja konfigureerimisel on vajalik vastuvõtja ja saatja täpne joondamine kahe seadmega seadmete või reflektori ja kombineeritud seadme (ühe seadme puhul). Fakt on see, et infrapunakiire ristlõige (läbimõõt) on suhteliselt väike, nii et isegi saatja või vastuvõtja väike nurknihe viib selle olulise lineaarse kõrvalekaldeni vastuvõtupunktis.

Öeldust järeldub ka see, et kõik selliste detektorite elemendid peavad olema paigaldatud jäikadele lineaarsetele konstruktsioonidele, mis välistavad täielikult võimalikud vibratsioonid.

Pean ütlema, et hea "lineaarne" on üsna kallis rõõm. Kui väikese levialaga ühekiirega seadmete maksumus jääb endiselt mõne tuhande rubla piiresse, siis kontrollitava ulatuse ja IR-kiirte arvu suurenemisega tõuseb hind kümnete tuhandeteni.

Seda seletatakse asjaoluga, et seda tüüpi turvadetektorid on üsna keerukad elektromehaanilised seadmed, mis sisaldavad lisaks elektroonikale ka ülitäpseid optilisi seadmeid.

Muide, on olemas ka passiivsed lineaarsed detektorid, kuid maksimaalse ulatuse poolest jäävad need lineaarsetele kolleegidele märgatavalt alla.

VÄLIS INFRAPUNAANDURID

On üsna ilmne, et välistingimustes kasutataval valvesignalisatsioonil peab olema sobiv kliimaseade. See kehtib eelkõige:

töötemperatuuri vahemik;
tolmu ja niiskuse kaitse aste.

Üldtunnustatud olemasoleva klassifikatsiooni järgi peab tänavaanduri kaitseklass olema vähemalt IP66. Üldiselt pole see enamiku tarbijate jaoks oluline - piisab, kui seadme tehniliste parameetrite kirjelduses märkida "tänav". Tasub pöörata tähelepanu temperatuurivahemikule.

Suuremat huvi pakuvad selliste seadmete kasutamise omadused ja kaitse töökindlust mõjutavad tegurid.

Tuvastamistsooni olemuse järgi võivad välistingimustes paigaldamiseks mõeldud infrapuna-turvadetektorid olla mis tahes tüüpi (populaarsuse kahanevas järjekorras):

lineaarne;
mahukas;
pinnapealne.

Nagu juba mainitud, kasutatakse tänavate lineaarseid detektoreid avatud alade perimeetri kaitsmiseks. Samadel eesmärkidel saab kasutada ka pinnaandureid.

Volumeetrilisi seadmeid kasutatakse mitmesuguste alade juhtimiseks. Tuleb kohe märkida, et vahemiku poolest on need lineaarsetest anduritest madalamad. On üsna loomulik, et välisandurite hinnad on tunduvalt kõrgemad kui siseruumides paigaldamiseks mõeldud seadmetel.

Nüüd, mis puudutab infrapuna-välisandurite valvesignalisatsioonisüsteemide kasutamise praktilist külge. Peamised tegurid, mis põhjustavad tänavale paigaldatud turvaandurite valehäireid, on järgmised:

mitmesuguse taimestiku olemasolu kaitsealal;
loomade ja lindude liikumine;
loodusnähtused vihma, lume, udu jms näol.

Esimene punkt võib tunduda põhimõttetu, kuna esmapilgul on see staatiline ja seda saab projekteerimisetapis arvesse võtta. Kuid ärge unustage, et puud, muru ja põõsad kasvavad ning võivad aja jooksul häirida turvaseadmete normaalset tööd.

Tootjad püüavad teist tegurit kompenseerida sobivate signaalitöötlusalgoritmide abil ja sellel on mõju. Tõsi, mida iganes võib öelda, kui isegi väikeste lineaarsete mõõtmetega objekt liigub detektori vahetus läheduses, tuvastatakse see tõenäoliselt sissetungijana.

Mis puudutab viimast punkti. Siin sõltub kõik keskkonna optilise tiheduse muutumisest. Lihtsamalt öeldes võib tugev vihm, tugev lumi või paks udu muuta infrapunadetektori täielikult töövõimetuks.

Seega, kui otsustate häiresüsteemis tänavavalveandurite kasutamise üle, võtke arvesse kõike, mida on öeldud. Nii saate välisvalvesüsteemiga töötades säästa end paljude ebameeldivate üllatuste eest.

* * *

Saidi materjalid on ainult informatiivsel eesmärgil ja neid ei saa kasutada juhiste ega ametlike dokumentidena.