سنسور حرکت PIR

یکی از نوآوری هایی که وارد زندگی ما شده است، دامنه کاربرد آن گسترده است، بنابراین از "کنجکاوی" بودن خودداری کرد و شروع به استفاده در همه جا کرد. طبیعتاً مردم به این دستگاه علاقه مند هستند. من موفق شدم انتشارات نویسنده را پیدا کنم که این موضوع را با جزئیات زیادی پوشش داده است ، همانطور که می گویند ، اضافه نمی کند و کم نمی کند.

تقدیم شما می کنم مقاله از مجله "Radioamator" توسط N.P. ولاسیوك، شهر کیف.

سنسور حرکت مادون قرمز غیرفعال

سنسور حرکت مادون قرمز غیرفعال با ولتاژ ~ 220 ولت در مجموعه ای با نورافکن هالوژن تولید می شود و به صورت یک دستگاه طراحی شده است. به این دلیل که ناحیه کنترل شده را با تابش مادون قرمز روشن نمی کند، غیرفعال می گویند، اما از تابش مادون قرمز پس زمینه خود استفاده می کند، بنابراین کاملا بی ضرر است.

هدف از سنسور IR و کاربرد عملی

این سنسور طوری طراحی شده است که به طور خودکار بار را روشن می کند، به عنوان مثال، یک نورافکن، زمانی که یک جسم متحرک وارد منطقه کنترل خود می شود و پس از خروج جسم از منطقه، آن را خاموش می کند. برای نورپردازی نمای منازل، حیاط خانه ها، محل های ساختمانی و ... استفاده می شود.

اطلاعات فنی سنسور مادون قرمز غیرفعال مدل 1VY7015

ولتاژ تغذیه سنسور و کل دستگاه ~ 220 ولت است، مصرف جریان خود سنسور در حالت امنیتی 0.021 A است که مطابق با مصرف برق 4.62 وات است. به طور طبیعی، هنگامی که یک لامپ هالوژن با توان 150 یا 500 وات روشن می شود، مصرف برق به همان نسبت افزایش می یابد. حداکثر شعاع تشخیص یک جسم متحرک (در جلوی سنسور) 12 متر است، ناحیه حساسیت در صفحه افقی 120 ... 180 0 است، تاخیر روشنایی قابل تنظیم (پس از خروج جسم از منطقه کنترل) از 5 است. .. 10 ثانیه تا 10 ... 15 دقیقه. محدوده دمای عملیاتی مجاز -10 ... + 40 درجه سانتیگراد است. رطوبت مجاز تا 93 درصد

سنسور IR می تواند در یکی از حالت های زیر باشد. "حالت امنیتی" که در آن او "هشیارانه" منطقه تحت نظارت را نظارت می کند و آماده است تا رله اجرایی (بار) را در هر زمان روشن کند. "حالت هشدار"، که در آن سنسور بار را با کمک رله اجرایی روشن می کند، زیرا یک جسم متحرک وارد منطقه کنترل شده خود شده است. "حالت خواب"، که در آن سنسور، در حال روشن شدن (انرژی) در روز، به محرک های خارجی پاسخ نمی دهد و با شروع گرگ و میش (تاریکی) به طور خودکار به "حالت امنیتی" تغییر می کند. این حالت به منظور روشن نشدن روشنایی در روز ارائه شده است. پس از فعال شدن، آشکارساز از "حالت زنگ هشدار" شروع می شود و سپس به "حالت امنیتی" تغییر می کند.

این سنسورها به صورت جداگانه نیز فروخته می شوند. آنها بسیار گسترده تر از یک مجموعه (یک نورافکن با سنسور) استفاده می شوند و با توجه به حالت منبع تغذیه، می توان آنها را برای ولتاژ ~ 220 ولت یا = 12 ولت طراحی کرد.

سنسور مادون قرمز غیرفعال چگونه کار می کند

تابش پس زمینه مادون قرمز ناحیه تحت نظارت توسط شیشه جلویی (عدسی) بر روی یک ترانزیستور فوتو حساس به پرتوهای مادون قرمز متمرکز می شود. ولتاژ کم ناشی از آن با کمک تقویت کننده های عملیاتی (OA) ریز مدار موجود در مدار سنسور تقویت می شود. در شرایط عادی، سوئیچ بار الکترومکانیکی خاموش می شود. به محض اینکه یک جسم متحرک در منطقه کنترل شده ظاهر می شود، روشنایی فتوترانزیستور تغییر می کند، ولتاژ تغییر یافته را به ورودی op-amp خروجی می دهد. سیگنال تقویت شدهمدار را از تعادل خارج می کند، یک رله فعال می شود که بار را روشن می کند، به عنوان مثال، یک لامپ روشنایی. به محض خروج جسم از منطقه، بسته به زمان تنظیم شده رله زمان الکترونیکی، لامپ برای مدتی به درخشش ادامه می دهد و سپس به حالت اولیه - "حالت امنیتی" تغییر می کند.

یک نمودار شماتیک از یک سنسور IR غیرفعال مدل 1VY7015 در شکل 1 نشان داده شده است.

مدارهای این مدل در مقایسه با سنسورهای مشابه 1 2 ولت IR ساده است. مطابق نمودار مونتاژ رسم شده است. از آنجایی که سازندگان تمام عناصر رادیویی را در نمودار سیم کشی نشان ندادند، نویسنده مجبور بود خودش این کار را انجام دهد. بر روی برد با ابعاد 80 × 68 میلی متر، عناصر رادیویی بدون استفاده از عناصر CHIP نصب شده است.

هدف از عناصر رادیویی اصلی نمودار شماتیک

1. واحد منبع تغذیه سنسور بدون ترانسفورماتور است، با استفاده از خازن خاموش کننده C2 ​​با ظرفیت 0.33 μF × 400 V ساخته شده است. پس از پل یکسو کننده، دیود زنر ZD (1 N4749) ولتاژ 25 ولت را تنظیم می کند که برای سیم پیچ رله K1 را تغذیه کنید و تثبیت کننده DA1 (78L08) 25 ولتی 8 ولت را تثبیت می کند که برای تغذیه ریزمدار LM324 و به طور کلی کل مدار استفاده می شود. خازن C4 یک خازن صاف کننده است و SZ از سنسور در برابر تداخل فرکانس بالا محافظت می کند.

2. فوتوترانزیستور مادون قرمز سه خروجی PIR D203C "چشم تیزبین" حسگر است، عنصر اصلی آن، این اوست که "دستور" روشن کردن رله اجرایی را در زمانی که پس‌زمینه مادون قرمز ناحیه تحت نظارت به سرعت تغییر می‌کند، صادر می‌کند. انرژی آن از طریق مقاومت R15 +8 ولت است. خازن C13 یک خازن صاف کننده است و C12 فوتوترانزیستور را از تداخل فرکانس بالا محافظت می کند.

3. ریز مدار LM324N (ارزش بازار 0.1 دلار) - تقویت کننده اصلی سنسور. این شامل 4 آپ امپر است که به صورت سری (4-3-2-1) توسط یک مدار حسگر (رادیو المان های R7, C6؛ D1, D2؛ R21, D3) متصل می شوند که تقویت بالایی از سیگنال صادر شده توسط فوتوترانزیستور IR و حساسیت بالا کل سنسور. برق آن 8 ولت است ("به علاوه" - پین 4، "منهای" - پین 11).

4. هدف رله الکترومکانیکی K1 مدل LS-T73 SHD-24VDC-FA روشن کردن بار یا بهتر است بگوییم تامین ولتاژ ~ 220 ولت است. ولتاژ 25+ ولت به سیم پیچ رله تامین می شود. توسط ترانزیستور VT1. ولتاژ اسمی کار سیم پیچ رله 24 ولت است و کنتاکت های آن، طبق نوشته روی کیس، جریانی برابر با 10 آمپر در 240 ولت می دهد، که شک و تردیدهایی را در مورد توانایی چنین رله کوچکی برای سوئیچ ایجاد می کند. بار 2400 وات سازندگان خارجی اغلب پارامترهای عناصر رادیویی خود را بیش از حد برآورد می کنند.

5. ترانزیستور VT1 نوع SS9014 یا 2SC511. پارامترهای محدود کننده اصلی: Ukemax = 45 V، lkmax = 0.1 A. روشن / خاموش کردن رله K1 را بسته به نسبت ولتاژ (پایه 1 LM324N و کلکتور VT2) روی پایه آن فراهم می کند.

6. ترانزیستور Bridge (R5، R6، R7، VR2، CDS مقاومت نوری) VT2 (SS9014، 2SC511) برای ایجاد یکی از دو حالت عملکرد سنسور طراحی شده است: "حالت امنیتی" یا "حالت خواب". حالت مورد نیاز با روشنایی مقاومت نوری CDS فراهم می‌شود (او است که با مقاومت متغیر C "روشنایی خود، با موقعیت مقاومت متغیر VR2 (DAY LIGHT) به سنسور نشان می‌دهد که روز است یا شب. بنابراین. ، هنگامی که نوار لغزنده مقاومت متغیر در موقعیت "روز" است، سنسور به صورت روز و شب کار می کند و در موقعیت "شب" - فقط در شب و در طول روز در حالت "خواب" است.

7. یک رله زمان الکترونیکی قابل تنظیم (C14، R22 VR1) تاخیر زمانی را برای خاموش کردن لامپ نورانی از 5 ... 10 ثانیه تا 10 ... 15 دقیقه پس از خروج جسم از منطقه کنترل شده فراهم می کند. تنظیم ارائه شده است

مقاومت متغیر TIME VR1.

8. مقاومت متغیر SENS VR3 برای تنظیم حساسیت سنسور با تغییر عمق بازخورد منفی در op-amp #3 استفاده می شود.

9. مدار میرایی R1C1 نوسانات ولتاژی را که هنگام روشن/خاموش شدن لامپ هالوژن رخ می دهد جذب می کند.

10. سایر عناصر رادیویی (به عنوان مثال، R16-R20 R11، R12، و غیره) فراهم می کنند کار معمولیتقویت کننده عملیات ریز مدار LM324N.

هنگام شروع به تعمیر یک سنسور IR، باید به یاد داشته باشید که تمام عناصر رادیویی آن تحت ولتاژ فاز قرار دارند، که تهدید کننده زندگی است. هنگام تعمیر چنین دستگاه هایی، توصیه می شود آنها را از طریق یک ترانسفورماتور ایزوله روشن کنید. سنسور با اطمینان کار می کند و به ندرت تعمیر می شود، اما اگر آسیب ببیند، تعمیر با بررسی خارجی برد مدار آن آغاز می شود. اگر آسیبی مشاهده نشد، باید ولتاژهای خروجی دستگاه منبع تغذیه (25 و 8 ولت) بررسی شود. دستگاه منبع تغذیه و هر عنصر دیگر مدار (ریزمدار، ترانزیستور، تثبیت کننده، خازن، مقاومت) ممکن است به دلیل افزایش ولتاژ در شبکه تغذیه یا برخورد صاعقه از کار بیفتد و متأسفانه محافظت در برابر آنها در شبکه تامین نمی شود. مدار سنسور ... تستر می تواند قابلیت سرویس دهی همه این عناصر را به جز ریزمدار بررسی کند. ریز مدار، در صورت مشکوک بودن به عدم کارکرد، قابل تعویض است. پیوند ضعیف در سنسور ممکن است تماس های رله K1 باشد، زیرا آنها جریان های هجومی قابل توجهی از لامپ هالوژن را تغییر می دهند، عملکرد آنها با یک تستر بررسی می شود.

تنظیم سنسور IR شامل نصب صحیح سه مقاومت تنظیم کننده واقع در پایین سنسور است (شکل 2).

این مقاومت ها چه چیزی را تنظیم می کنند؟

TIME - زمان تأخیر خاموش کردن لامپ هالوژن را پس از اینکه جسمی که باعث روشن شدن آن شده است از منطقه کنترل شده خارج شود، تنظیم می کند. محدوده تنظیم از 5 ... 10 ثانیه تا 10 ... 15 دقیقه است.

DAY LIGHT- آشکارساز را روی "Armed" یا "Sleep mode" در روز تنظیم می کند. از نقطه نظر فیزیکی، موقعیت لغزنده مقاومت متغیر به سنسور اجازه می دهد یا از کار کردن تحت یک نور خاص جلوگیری می کند. محدوده روشنایی قابل تنظیم 30 لوکس. بنابراین، اگر تنظیم کننده در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد (روی علامت "هلال" تنظیم کنید)، سنسور فقط در تاریکی کار می کند و در طول روز "خواب" می کند. اگر آن را در موقعیت شدید در خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید (علامت "خورشید کوچک")، سنسور هم در روز و هم در شب کار می‌کند، یعنی. تمام روز. در یک موقعیت میانی بین این مقادیر، سنسور می تواند در هنگام غروب به "حالت مسلح" تغییر کند. سنسور به طور خودکار به یکی از حالت های فوق تغییر می کند.

SENS - حساسیت سنسور را تنظیم می کند، یعنی. یک منطقه (یا محدوده) بزرگتر یا کوچکتر از منطقه کنترل شده را تعیین می کند.

معایب سنسور IR

معایب سنسور ~ 220 ولت IR مثبت کاذب آن است. این زمانی اتفاق می افتد که شاخه های درختان یا بوته ها در منطقه کنترل شده باشند. از یک ماشین عبوری، به طور دقیق تر، از گرمای موتور آن؛ از منبع گرمایی در حال تغییر اگر در زیر سنسور قرار گرفته باشد. از تغییر ناگهانی دما در طول وزش باد؛ از رعد و برق و چشمک زدن چراغ های اتومبیل از عبور حیوانات (سگ، گربه)؛ از چشمک زدن برق، سنسور فعال می شود و لامپ برای مدتی به روشن شدن ادامه می دهد. معایب سنسور فوق باید شامل حالت غیرفعال بودن آن در صورت عدم وجود ولتاژ ~ 220 ولت باشد. می توان با تغییر موقعیت سنسور تعداد آلارم های کاذب را کاهش داد.

هدف از شیشه جلو، لنز سنسور IR است. برای گسترش منطقه نظارت شده تا کنترل 120 درجه و حتی 180 درجه، لنز سنسور به صورت نیم دایره یا کروی ساخته شده است. در طول ساخت (ریخته گری)، لنزهای مستطیلی متعددی در قسمت داخلی آن ارائه می شود. آنها بخش کنترل شده را به بخش های کوچک تقسیم می کنند. هر لنز، از بخش خود، تابش مادون قرمز را به مرکز فوتوترانزیستور متمرکز می کند. تقسیم منطقه کنترل شده به بخش ها منجر به این واقعیت می شود که منطقه کنترل شده به شکل فن در می آید (شکل 3).

در نتیجه، حسگر مزاحم را فقط در منطقه سیاه می بیند و در ناحیه سفید او "کور" است. این زون ها بسته به تعداد و اندازه لنزها دارای تنظیماتی هستند که توسط طراحان تنظیم شده است. استفاده از ریزپردازنده ها این امکان را فراهم می کند تا تعدادی از معایب این سنسورها را که در بالا توضیح داده شد، از بین ببرند. لنز است عنصر اصلی و حیاتیسنسور IR بستگی به این دارد که حسگر چقدر به صورت افقی و عمودی "می بیند". برخی از سنسورهای IR دارای لنزهای قابل تعویض هستند که یک منطقه کنترل شده برای یک کار خاص ایجاد می کنند. شیشه لنز باید دست نخورده باشد (شکسته نباشد)، در غیر این صورت پیکربندی ناحیه کنترل شده آن غیرقابل پیش بینی است.

1. نورپردازی اماکن مختلف، یعنی. روشن/خاموش اتوماتیک روشنایی در ورودی ها، انبارها، آپارتمان ها (خانه ها)، حیاط خانه ها و مزارع. برای این کار، بسته به شرایط، می توانید از هر دو مجموعه سنسورهای IR که در بالا توضیح داده شد با نورافکن استفاده کنید یا از سنسورهایی که به طور جداگانه فروخته می شوند. این مجموعه بر روی اجسام ثابت در ارتفاع 2.5 ... 4.5 متر نصب می شود (شکل 4).

سنسورهای IR غیرفعال که به طور جداگانه فروخته می شوند را می توان برای ولتاژ منبع تغذیه 220 ولت یا +12 ولت طراحی کرد. برای روشنایی بهتر است از سنسورهایی با ولتاژ 220 ولت استفاده کنید، آنها نسبتاً ارزان هستند و همچنین 220 ولت بار را تأمین می کنند. بنابراین اتصال لامپ ها به آنها آسان است ...

یکی از انواع چنین سنسوری، مدل USA 1009، در شکل 6 نشان داده شده است.

این تنها دو مقاومت تنظیم دارد: تأخیر زمانی، که زمان قطع بار را پس از خروج جسم از منطقه تحت نظارت تنظیم می کند، و کنترل نور، که عملکرد سنسور را در طول روز فعال یا غیرفعال می کند. بیشترین بار مجاز 1200 وات زاویه دید منطقه تحت نظارت 180 درجه و حداکثر طول آن 12 متر است.

سه سیم رنگی از سنسور خارج می شود که برای اتصال شبکه و بار در نظر گرفته شده است. شکل 7

مداری را برای روشن کردن چنین سنسوری به یک لامپ ~ 220 ولت جداگانه نشان می دهد که می تواند به عنوان لامپ رومیزی استفاده شود.

هنگام اتصال سنسور به سیم کشی برق موجود خانه (آپارتمان)، یعنی. برای لامپ ها و سوئیچ های از قبل نصب شده، مهم است که سیم مشترک سنسور را به درستی پیدا کنید و آن را با سیم کشی ترکیب کنید. شکل 8، a، b نمودارهای بخش سیم کشی را قبل از روشن کردن سنسور و بعد از روشن کردن نشان می دهد.

اگر از سنسور برای نورپردازی ایوان خانه استفاده می کنید، بهتر است خود سنسور را نزدیک لامپ نصب کنید.

استفاده از سنسورهای IR در طرح های روشنایی به طور قابل توجهی باعث صرفه جویی در انرژی و ایجاد راحتی در هنگام روشن / خاموش شدن خودکار آنها می شود.

2. روشن شدن خودکار روشنایی در آپارتمان ها و خانه ها. در چنین شرایطی بهتر است سنسور را با یک چراغ رومیزی تطبیق دهید تا در صورت عدم نیاز به راحتی بتوان آن را خاموش کرد.

3. اطلاع صاحب خانه از ورود مهمانان. در این حالت، سنسور باید به سمت دروازه حصار یا فضای اطراف آن هدایت شود و برای اعلان صدا، از زنگ یا دیگر آشکارساز صدا با برق 220 ولت استفاده کنید.

4. امنیت برای حیاط ابزار، گاراژ، مزرعه، دفتر، آپارتمان. برای این منظور می توان از سنسورهای مادون قرمز ارزان قیمت فوق الذکر با ولتاژ ~ 220 ولت استفاده کرد. با این حال، چنین سنسورهایی یک اشکال بزرگ دارند: وقتی شبکه خاموش می شود، کار نمی کنند، بنابراین فقط برای محافظت از اشیاء ناچیز استفاده می شوند. . + سنسورهای IR 12 ولت این معایب را ندارند، زیرا به راحتی توسط باتری ها پشتیبان می شوند. برای این کار، یک پنل کنترل کوچک (PKP) ساخته شده است که بر روی دیوار نصب می شود. منبع تغذیه، باتری های 12 ولتی 4 یا 7 آه و پر کردن الکترونیکی را در خود جای داده است. تمام سنسورهای جسم محافظت شده به یک کنترل پنل متصل می شوند که منبع تغذیه قابل اعتمادی را در اختیار آنها قرار می دهد، آلارم ها را از آنها دریافت می کند و آنها را به محافظ منتقل می کند. در صورت عدم وجود امنیت، می توان یک آژیر صوتی قدرتمند را به کنترل پنل متصل کرد که مزاحمان را بترساند. بنابراین، برای حفاظت از تأسیسات مهم، باید از مجموعه های کنترل پنل با سنسورهای 12 ولت IR استفاده شود، یک کابل استاندارد 4 سیم بین آنها کشیده شود (دو سیم برای منبع تغذیه 12 ولت، دو سیم برای سیگنال هشدار). مقاومت های تنظیم کننده خارجی روی سنسورهای IR +12 V نصب نشده اند، زیرا برخی از عملکردهای آنها به "پر کردن الکترونیکی" پانل کنترل پانل کنترل منتقل می شود.

برای محافظت از حیاط خانه، سنسورهای مادون قرمز باید نصب شوند تا قابل مشاهده نباشند، در غیر این صورت ممکن است آسیب ببینند. برای این کار، سنسورهای مادون قرمز را می توان در نزدیکی پنجره های داخل خانه نصب کرد و لنز خود را به سمت اجسام محافظت شده هدایت کرد. برای محافظت از آپارتمان ها و ادارات، سنسورهای مادون قرمز در گوشه اتاق ها نصب می شود و برای محافظت از گاراژها و مزارع، لنزهای آنها به سمت دروازه ورودی هدایت می شود.

همانطور که قبلاً اشاره شد، سنسورهای IR ارزان برای 220 ولت و 12 ولت دارای معایبی هستند، مانند فعال شدن سنسور هنگام عبور سگ، گربه، موش. برای از بین بردن این پدیده، لازم است یک سنسور IR در داخل خانه بر روی طاقچه نصب شود، آن را به سمت حیاط هدایت کرده و یک صفحه محافظ در مقابل آن قرار دهید (شکل 9).

در این حالت، یک "منطقه کور" بین زمین و منطقه ضبط سنسور IR تشکیل می شود که در آن سنسور به متخلفان جزئی پاسخ نمی دهد، اما به فردی که در حال عبور است واکنش نشان می دهد، زیرا قد شخص بالاتر است. از این منطقه

در سنسورهای 12 ولتی جدید، طراحان با پیچیده کردن مدار و طراحی سنسور، این ایراد را برطرف کردند. بنابراین، در سنسور مادون قرمز اسرائیلی Crow SRX-1100، یک ریزپردازنده اضافه می شود و یک فرستنده رادیویی مایکروویو نصب می شود که اندازه نفوذگر را تعیین می کند، آن را با آستانه های تعیین شده مقایسه می کند و تصمیم می گیرد که آیا دستور زنگ را بدهد یا نه.

طراحان ژاپنی و کشورهای دیگر این مشکل را به روش دیگری حل کرده اند. آنها برای جابجایی (داخل سنسور IR) برد الکترونیکی با فوتو ترانزیستور در رابطه با نقطه کانونی لنزهای شیشه ای، به بالا یا پایین ارائه کردند. در نتیجه، بخش‌های حساس سیاه رنگ نزدیک به زمین قطع می‌شوند و یک "منطقه کور" در نزدیکی زمین ایجاد می‌شود که در آن حسگر حیوانات کوچک را "نمی‌بیند". ارتفاع "نقطه کور" را می توان با همان افست برد الکترونیکی تنظیم کرد. راه های دیگری نیز برای رد واکنش حسگرهای مادون قرمز به عبور حیوانات کوچک وجود دارد. مشکل فعال شدن سنسور IR در هنگام روشن شدن توسط رعد و برق یا چراغ های اتومبیل حل شده است. به طور طبیعی، همه این پیشرفت‌ها باعث افزایش قیمت سنسورهای مادون قرمز غیرفعال می‌شوند، اما قابلیت اطمینان حفاظت را افزایش می‌دهند.

در قرن بیست و یکم، همه با حسگرهای IR آشنا هستند - وقتی به سمت در می روید، درهای فرودگاه ها و مغازه ها را باز می کنند. آنها همچنین حرکت را تشخیص داده و در دزدگیر هشدار می دهند. در حال حاضر، آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال (IR) موقعیت پیشرو در انتخاب حفاظت از محل در برابر نفوذ غیرمجاز در تأسیسات امنیتی را اشغال می‌کنند. ظاهر زیبایی، سهولت نصب، راه اندازی و نگهداری آنها اغلب به آنها نسبت به سایر ابزارهای تشخیص اولویت می دهد.

آشکارسازهای نوری-الکترونیکی مادون قرمز غیرفعال (IR) (که اغلب آنها را سنسورهای حرکتی می نامند) واقعیت نفوذ انسان به قسمت محافظت شده (کنترل شده) فضا را تشخیص می دهند، سیگنال هشدار تولید می کنند و با باز کردن تماس های رله اجرایی (مانیتورینگ) رله ایستگاه)، سیگنال "آلارم" را به وسیله اعلان ارسال می کند ... به عنوان وسیله ای برای اطلاع رسانی، می توان از دستگاه های ترمینال (UO) سیستم های انتقال اعلان (SPI) یا یک دستگاه کنترل و امنیتی هشدار دهنده (PPKOP) استفاده کرد. به نوبه خود، دستگاه های فوق الذکر (UO یا Control Panel) اعلان هشدار دریافتی را از طریق کانال های مختلف انتقال داده به ایستگاه نظارت متمرکز (CMS) یا کنسول امنیتی محلی منتقل می کنند.

سنسور حرکت PIR چگونه کار می کند

اصل عملکرد آشکارسازهای IR نوری-الکترونیک غیرفعال مبتنی بر درک تغییرات در سطح تابش مادون قرمز پس زمینه دما است که منابع آن بدن یک شخص یا حیوانات کوچک و همچنین انواع اجسام است. در میدان دید خود

در آشکارسازهای IR نوری غیرفعال، تابش حرارتی مادون قرمز به لنز فرنل برخورد می‌کند و پس از آن بر روی عنصر حساسی که روی محور نوری لنز قرار دارد، متمرکز می‌شود (شکل 1).

آشکارسازهای IR غیرفعال جریان های انرژی مادون قرمز را از اجسام دریافت می کنند و توسط یک گیرنده pyoreciver به سیگنال الکتریکی تبدیل می شوند که از طریق تقویت کننده و یک مدار پردازش سیگنال به ورودی ژنراتور زنگ تغذیه می شود (شکل 1) 1.

برای شناسایی نفوذگر توسط حسگر IR غیرفعال، باید شرایط زیر رعایت شود:

نفوذگر باید از پرتو ناحیه حساسیت سنسور در جهت عرضی عبور کند.
حرکت متخلف باید در محدوده معینی از سرعت اتفاق بیفتد.
حساسیت سنسور باید برای ثبت اختلاف دما بین سطح بدن متجاوز (با در نظر گرفتن تأثیر لباس او) و پس زمینه (دیوارها، کف) کافی باشد.

سنسورهای IR غیرفعال از سه عنصر اصلی تشکیل شده اند:

یک سیستم نوری که الگوی جهت سنسور را تشکیل می دهد و شکل و نوع منطقه حساسیت فضایی را تعیین می کند.
یک گیرنده پیروره که تشعشعات حرارتی انسان را ثبت می کند.
یک واحد پردازش سیگنال از یک گیرنده آتش سوزی که سیگنال های ناشی از یک فرد متحرک را در پس زمینه تداخل با منشاء طبیعی و مصنوعی انتخاب می کند.

بسته به نوع لنز فرنل، آشکارسازهای مادون قرمز نوری-الکترونیک غیرفعال ابعاد هندسی متفاوتی از فضای کنترل شده دارند و می توانند با ناحیه تشخیص حجمی یا سطحی یا خطی باشند. برد این آشکارسازها در محدوده 5 تا 20 متر است که شکل ظاهری این آشکارسازها در شکل نشان داده شده است. 2.

سیستم نوری

سنسورهای مادون قرمز مدرن با طیف گسترده ای از الگوهای تابش ممکن مشخص می شوند. ناحیه حساسیت سنسورهای IR مجموعه ای از پرتوها با پیکربندی های مختلف است که از حسگر در جهت های شعاعی در یک یا چند صفحه تابش می کند. با توجه به اینکه در آشکارسازهای IR از گیرنده های دوتایی استفاده می شود، هر پرتو در صفحه افقی به دو قسمت تقسیم می شود:

ناحیه حساسیت آشکارساز می تواند به صورت زیر باشد:

یک یا چند تیر باریک و در زاویه کوچک متمرکز شده است.
چندین تیر باریک در یک صفحه عمودی (سد پرتو)؛
یک پرتو عریض در صفحه عمودی (پرده جامد) یا به شکل پرده چند فن؛
چندین تیر باریک در یک صفحه افقی یا شیبدار (منطقه تک لایه سطحی)؛
چندین تیر باریک در چندین صفحه شیبدار (منطقه چند لایه حجمی).
در این حالت، می توان در محدوده وسیعی از طول ناحیه حساسیت (از 1 متر تا 50 متر)، زاویه دید (از 30 درجه تا 180 درجه، برای سنسورهای سقف 360 درجه)، زاویه دید را تغییر داد. شیب هر پرتو (از 0 درجه تا 90 درجه)، تعداد پرتوها (از 1 تا چند ده).

تنوع و پیکربندی پیچیده اشکال منطقه حساسیت در درجه اول به دلیل عوامل زیر است:

تمایل توسعه دهندگان به ارائه تطبیق پذیری در هنگام تجهیز اتاق هایی با پیکربندی های مختلف - اتاق های کوچک، راهروهای طولانی، تشکیل یک منطقه حساس به شکل خاص، به عنوان مثال، با یک منطقه مرده (کوچه) برای حیوانات خانگی در نزدیکی کف، و غیره.
نیاز به اطمینان از حساسیت یکنواخت آشکارساز IR نسبت به حجم محافظت شده.

توصیه می شود در مورد نیاز به حساسیت یکنواخت با جزئیات بیشتر صحبت کنید. در صورت مساوی بودن همه چیزهای دیگر، سیگنال در خروجی pyoreciver بیشتر است، درجه همپوشانی ناحیه حساسیت آشکارساز توسط نفوذگر بیشتر است و عرض پرتو و فاصله تا آشکارساز کمتر است. برای شناسایی یک مزاحم در فاصله زیاد (10 ... 20 متر)، مطلوب است که در صفحه عمودی عرض پرتو از 5 درجه ... 10 درجه تجاوز نکند، در این حالت فرد تقریباً به طور کامل پرتو را مسدود می کند. که حداکثر حساسیت را فراهم می کند. در فواصل کوتاه تر، حساسیت آشکارساز در این پرتو به میزان قابل توجهی افزایش می یابد که می تواند منجر به هشدارهای کاذب، به عنوان مثال، از حیوانات کوچک شود. برای کاهش حساسیت ناهموار، از سیستم های نوری استفاده می شود که چندین پرتو مایل را تشکیل می دهند، در حالی که آشکارساز IR در ارتفاعی بالاتر از ارتفاع انسان نصب می شود. بنابراین طول کل ناحیه حساسیت به چندین ناحیه تقسیم می شود و پرتوهای "نزدیک ترین" به آشکارساز معمولاً عریض تر می شوند تا حساسیت کاهش یابد. این حساسیت فاصله تقریبا ثابتی را فراهم می کند که از یک سو به کاهش آلارم های کاذب کمک می کند و از سوی دیگر با حذف مناطق مرده نزدیک آشکارساز، توانایی تشخیص را افزایش می دهد.

هنگام ساخت سیستم های نوری سنسورهای IR، می توان از موارد زیر استفاده کرد:

لنزهای فرنل - لنزهای وجهی (بخشی) که یک صفحه پلاستیکی هستند که چندین لنز بخش منشوری روی آن مهر شده است.
اپتیک آینه - چندین آینه با شکل خاص در سنسور نصب شده است که تابش حرارتی را روی آشکارساز آتش متمرکز می کند.
اپتیک ترکیبی با استفاده از آینه ها و لنزهای فرنل.
اکثر حسگرهای IR غیرفعال از لنزهای فرنل استفاده می کنند. مزایای لنزهای فرنل عبارتند از:
سادگی طراحی آشکارساز بر اساس آنها؛
قیمت پایین;
امکان استفاده از یک سنسور در کاربردهای مختلف با استفاده از لنزهای قابل تعویض.

به طور معمول، هر بخش از لنز فرنل پرتوی خاص خود را از الگوی جهت تشکیل می دهد. استفاده از فن‌آوری‌های مدرن تولید عدسی این امکان را فراهم می‌آورد که با انتخاب و بهینه‌سازی پارامترهای هر بخش لنز، حساسیت آشکارساز تقریباً ثابتی را برای همه پرتوها فراهم کند: مساحت بخش، زاویه شیب و فاصله تا آشکارساز آتش‌سوزی، شفافیت، بازتاب‌پذیری و درجه فوکوس‌زدایی. . V اخیراتکنولوژی ساخت لنزهای فرنل با هندسه دقیق پیچیده تسلط یافته است که باعث افزایش 30 درصدی انرژی جمع آوری شده در مقایسه با لنزهای استاندارد و بر این اساس، افزایش سطح سیگنال مفید از شخص در فواصل دور می شود. ماده ای که از آن لنزهای مدرن ساخته شده است، از pyoreceiver در برابر نور سفید محافظت می کند. عملکرد نامطلوب سنسور IR می تواند ناشی از اثراتی مانند شارهای حرارتی ناشی از گرم شدن اجزای الکتریکی سنسور، برخورد حشرات به گیرنده های حساس آتش سوزی و انعکاس احتمالی تابش مادون قرمز از قسمت های داخلی آشکارساز باشد. برای از بین بردن این اثرات، آخرین نسل سنسورهای IR از یک محفظه مهر و موم شده ویژه بین لنز و گیرنده پیروره (اپتیک مهر و موم شده) استفاده می کنند، به عنوان مثال، در سنسورهای IR جدید PYRONIX و C&K. به گفته کارشناسان، لنزهای فرنل با فناوری پیشرفته مدرن از نظر ویژگی های نوری عملاً از اپتیک آینه ای پایین تر نیستند.

اپتیک انعکاسی به عنوان تنها عنصر یک سیستم نوری به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. سنسورهای IR با اپتیک بازتابنده، به عنوان مثال، از SENTROL و ARITECH در دسترس هستند. از مزایای اپتیک آینه می توان به فوکوس دقیق تر و در نتیجه افزایش حساسیت اشاره کرد که تشخیص نفوذگر در فواصل زیاد را ممکن می سازد. استفاده از چندین آینه با شکل خاص، از جمله آینه های چند بخش، امکان حساسیت فاصله تقریبا ثابت را فراهم می کند و این حساسیت در فواصل طولانی تقریبا 60 درصد بیشتر از لنزهای فرنل ساده است. با کمک اپتیک آینه ای، محافظت از ناحیه نزدیک که مستقیماً در زیر محل نصب سنسور قرار دارد (به اصطلاح منطقه ضد دستکاری) آسان تر است. بر اساس قیاس با لنزهای قابل تعویض فرنل، سنسورهای IR با اپتیک آینه مجهز به ماسک های آینه قابل جدا شدن قابل تعویض هستند که استفاده از آنها به شما امکان می دهد شکل مورد نیاز ناحیه حساسیت را انتخاب کنید و امکان تطبیق سنسور را با تنظیمات مختلف منطقه حفاظت شده فراهم می کند. .

آشکارسازهای IR مدرن با کیفیت بالا از ترکیبی از لنزهای فرنل و اپتیک های بازتابی استفاده می کنند. در این حالت از لنزهای فرنل برای ایجاد ناحیه حساسیت در فواصل متوسط ​​و از اپتیک آینه ای برای تشکیل ناحیه ضد دستکاری در زیر سنسور و اطمینان از فاصله تشخیص بسیار طولانی استفاده می شود.

گیرنده Pyro:

سیستم نوری تشعشع IR را بر روی یک گیرنده آتش سوزی متمرکز می کند، که در حسگرهای IR به عنوان مبدل پیروالکتریک نیمه هادی فوق حساس استفاده می شود که قادر به ثبت اختلاف چند دهم درجه بین دمای بدن انسان و پس زمینه است. تغییر دما به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود که پس از پردازش مناسب، زنگ هشدار را ایجاد می کند. در سنسورهای مادون قرمز معمولاً از عناصر پیرو المان دوگانه (دیفرانسیل، DUAL) استفاده می شود. این به دلیل این واقعیت است که یک عنصر پیروالکتریک به هر تغییر دما، صرف نظر از اینکه ناشی از بدن انسان باشد یا مثلاً گرم کردن اتاق، به همان شیوه واکنش نشان می دهد، که منجر به افزایش فرکانس کاذب می شود. آلارم ها در مدار دیفرانسیل، سیگنال یک عنصر پیرو الکتریک از دیگری کم می شود، که این امکان را فراهم می کند تا به طور قابل توجهی تداخل مرتبط با تغییر دمای پس زمینه را سرکوب کند، و همچنین اثر نور و تداخل الکترومغناطیسی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. سیگنال یک فرد متحرک در خروجی یک عنصر پیرو الکتریک دوتایی فقط زمانی ظاهر می شود که شخص از پرتو ناحیه حساسیت عبور کند و یک سیگنال دوقطبی تقریباً متقارن است که از نظر شکل نزدیک به دوره سینوسی است. به همین دلیل، خود تیر برای یک عنصر پیروالکتریک دوتایی در صفحه افقی به دو قسمت تقسیم می شود. در جدیدترین مدل‌های سنسورهای IR، به منظور کاهش بیشتر فرکانس آلارم‌های کاذب، از چهار عنصر پیرو (QUAD یا DOUBLE DUAL) استفاده می‌شود - این دو پیرورسیور دوتایی هستند که در یک سنسور قرار دارند (معمولاً یکی بالای دیگری قرار می‌گیرند). شعاع مشاهده این گیرنده‌های پیرو متفاوت است و بنابراین منبع حرارتی محلی هشدارهای کاذب در هر دو آشکارساز پیرو به طور همزمان مشاهده نخواهد شد. در این حالت، هندسه محل قرارگیری گیرنده‌های آتش و مدار سوئیچینگ آن‌ها به گونه‌ای انتخاب می‌شود که سیگنال‌های یک فرد دارای قطب مخالف باشند و تداخل الکترومغناطیسی باعث ایجاد سیگنال‌هایی در دو کانال با قطبیت یکسان می‌شود که منجر می‌شود. برای سرکوب این نوع تداخل نیز. برای عناصر پیرو چهارگانه، هر پرتو به چهار تقسیم می شود (شکل 2 را ببینید) که در ارتباط با آن حداکثر فاصله تشخیص در هنگام استفاده از همان اپتیک تقریباً نصف می شود، زیرا برای تشخیص مطمئن، شخص باید هر دو پرتو را از دو گیرنده پیروره با ارتفاع خود مسدود کند. . برای افزایش فاصله تشخیص برای عناصر pyroelement چهار، استفاده از اپتیک دقیق، تشکیل یک پرتو باریک تر، اجازه می دهد. روش دیگری که امکان اصلاح این وضعیت را تا حدودی فراهم می کند استفاده از عناصر پیرو با هندسه در هم تنیده پیچیده است که در سنسورهای آن توسط PARADOX استفاده می شود.

واحد پردازش سیگنال

واحد پردازش سیگنال پیرورسیور باید از تشخیص قابل اعتماد سیگنال مفید از یک فرد در حال حرکت در برابر پس زمینه تداخل اطمینان حاصل کند. برای سنسورهای IR، انواع اصلی و منابع تداخلی که می تواند باعث ایجاد آلارم کاذب شود عبارتند از:

منابع گرما، تهویه مطبوع و واحدهای تبرید؛
حرکت هوای معمولی؛
تابش خورشیدیو منابع نور مصنوعی؛
تداخل الکترومغناطیسی و رادیویی (وسایل نقلیه با موتورهای الکتریکی، جوشکاری الکتریکی، خطوط برق، فرستنده های رادیویی قدرتمند، تخلیه های الکترواستاتیک)؛
شوک و لرزش؛
استرس حرارتی لنزها؛
حشرات و حیوانات کوچک.

انتخاب سیگنال مفید توسط واحد پردازش در برابر پس‌زمینه تداخل، بر اساس تجزیه و تحلیل پارامترهای سیگنال در خروجی pyoreceiver است. این پارامترها اندازه سیگنال، شکل و مدت آن هستند. سیگنال شخصی که از پرتو ناحیه حساسیت سنسور IR عبور می کند یک سیگنال دوقطبی تقریباً متقارن است که مدت زمان آن به سرعت نفوذگر، فاصله تا سنسور، عرض پرتو بستگی دارد و می تواند تقریباً 0.02 باشد. 10 ثانیه با محدوده ثبت شده سرعت حرکت 0، 1 ... 7 متر بر ثانیه. بیشتر سیگنال های تداخل یک سر هستند یا مدت زمان متفاوتی با سیگنال های مفید دارند (شکل 3 را ببینید). سیگنال های نشان داده شده در شکل بسیار تقریبی هستند، در واقعیت همه چیز بسیار پیچیده تر است.

پارامتر اصلی تجزیه و تحلیل شده توسط تمام سنسورها قدرت سیگنال است. در ساده ترین سنسورها، این پارامتر ثبت شده تنها است و تجزیه و تحلیل آن با مقایسه سیگنال با آستانه مشخصی انجام می شود که حساسیت سنسور را تعیین می کند و بر فرکانس آلارم های کاذب تأثیر می گذارد. به منظور افزایش مصونیت در برابر آلارم های کاذب، حسگرهای ساده از روش شمارش پالس استفاده می کنند، زمانی که محاسبه می شود سیگنال چند بار از آستانه فراتر رفته است (یعنی در واقع چند بار نفوذگر از پرتو عبور کرده یا چند بار پرتوها را عبور داده است. عبور کرده است). در این مورد، هشدار صادر می شود نه در اولین بار بیش از آستانه، اما تنها در صورتی که در یک زمان معین تعداد بیش از مقدار مشخص شده (معمولا 2 ... 4). نقطه ضعف روش شمارش پالس، بدتر شدن حساسیت است، به ویژه برای سنسورهایی که دارای یک ناحیه حساس از نوع پرده ای و موارد مشابه هستند، زمانی که نفوذگر می تواند تنها از یک پرتو عبور کند. از سوی دیگر، هنگام شمارش پالس ها، هشدارهای کاذب ناشی از تداخل های مکرر (به عنوان مثال، الکترومغناطیسی یا ارتعاشات) امکان پذیر است.

در حسگرهای پیچیده تر، واحد پردازش دوقطبی و تقارن شکل موج را از خروجی pyoreceiver دیفرانسیل تجزیه و تحلیل می کند. اجرای خاص چنین پردازشی و اصطلاحات مورد استفاده برای تعیین آن ممکن است از سازنده ای به سازنده دیگر متفاوت باشد. ماهیت پردازش شامل مقایسه یک سیگنال با دو آستانه (مثبت و منفی) و در برخی موارد، مقایسه بزرگی و مدت زمان سیگنال‌های قطبی متفاوت است. همچنین می توان این روش را با شمارش جداگانه مازاد آستانه مثبت و منفی ترکیب کرد.

تجزیه و تحلیل مدت زمان سیگنال را می توان هم با روش مستقیم اندازه گیری زمانی انجام داد که در طی آن سیگنال از یک آستانه خاص فراتر می رود و هم در حوزه فرکانس با فیلتر کردن سیگنال از خروجی گیرنده پیرورت، از جمله استفاده از آستانه "شناور" بسته به محدوده تحلیل فرکانس.

نوع دیگری از پردازش طراحی شده برای بهبود عملکرد سنسورهای مادون قرمز، جبران خودکار دما است. در محدوده دمای محیط 25 درجه سانتیگراد ... 35 درجه سانتیگراد، حساسیت گیرنده پیروره به دلیل کاهش کنتراست حرارتی بین بدن انسان و پس زمینه کاهش می یابد؛ با افزایش بیشتر دما، حساسیت دوباره افزایش می یابد. اما "با علامت مخالف." در مدارهای جبران حرارتی به اصطلاح "معمولی"، دما اندازه گیری می شود و با افزایش آن، بهره به طور خودکار افزایش می یابد. با جبران "واقعی" یا "دو طرفه"، افزایش کنتراست حرارتی برای دماهای بالاتر از 25 درجه سانتیگراد ... 35 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود. استفاده از جبران خودکار دما حساسیت تقریباً ثابت سنسور مادون قرمز را در محدوده دمایی وسیع تضمین می کند.

انواع پردازش ذکر شده را می توان به وسیله آنالوگ، دیجیتال یا ترکیبی انجام داد. سنسورهای IR مدرن به طور فزاینده ای شروع به استفاده از روش های پردازش دیجیتال با استفاده از میکروکنترلرهای تخصصی با ADC و پردازنده های سیگنال می کنند که امکان پردازش دقیق ساختار ظریف سیگنال را برای تشخیص بهتر آن از پس زمینه تداخل فراهم می کند. اخیراً گزارش هایی مبنی بر توسعه سنسورهای مادون قرمز کاملا دیجیتالی منتشر شده است که به هیچ وجه از عناصر آنالوگ استفاده نمی کنند.
همانطور که می دانید، به دلیل ماهیت تصادفی سیگنال های مفید و مزاحم، بهترین الگوریتم های پردازش مبتنی بر تئوری هستند. تصمیمات آماری.

سایر عناصر امنیتی برای آشکارسازهای مادون قرمز

سنسورهای مادون قرمز برای استفاده حرفه ای از طرح های به اصطلاح ضد ماسک استفاده می کنند. ماهیت مشکل در این واقعیت نهفته است که سنسورهای IR معمولی می توانند توسط یک مزاحم با چسباندن یا رنگ آمیزی مقدماتی (زمانی که سیستم مسلح نیست) روی پنجره ورودی سنسور غیرفعال شوند. برای مبارزه با این روش دور زدن سنسورهای IR، از طرح های ضد ماسک استفاده می شود. این روش مبتنی بر استفاده از یک کانال ویژه تابش مادون قرمز است که هنگامی که یک ماسک یا مانع بازتابنده در فاصله کوتاهی از سنسور ظاهر می شود (از 3 تا 30 سانتی متر) ایجاد می شود. طرح ضد نقاب به طور مداوم در حالی که سیستم خلع سلاح است کار می کند. هنگامی که واقعیت ماسک توسط یک آشکارساز خاص تشخیص داده می شود، سیگنالی در این مورد از سنسور به صفحه کنترل ارسال می شود، اما تا زمانی که زمان مسلح کردن سیستم فرا نرسد، زنگ هشدار ایجاد نمی کند. در این لحظه است که اطلاعات مربوط به پوشش به اپراتور داده می شود. ضمناً اگر این پوشش تصادفی باشد (حشره بزرگ، ظاهر شدن یک جسم بزرگ برای مدتی نزدیک سنسور و غیره) و تا زمان تنظیم آلارم خود را از بین برده باشد، آلارم صادر نمی شود.

یکی دیگر عنصر محافظتقریباً تمام آشکارسازهای IR مدرن مجهز به یک سوئیچ دستکاری تماسی هستند که نشان دهنده تلاش برای باز کردن یا دستکاری قاب حسگر است. رله‌های آشکارساز باز و پوشش به یک حلقه امنیتی جداگانه متصل می‌شوند.

برای حذف محرک‌های حسگر IR از حیوانات کوچک، یا از لنزهای ویژه با منطقه مرده (کوچه حیوانات خانگی) از سطح کف تا ارتفاع حدود 1 متر استفاده می‌شود یا از روش‌های ویژه پردازش سیگنال استفاده می‌شود. باید در نظر داشت که پردازش سیگنال ویژه به شما امکان می دهد فقط حیوانات را نادیده بگیرید که وزن کل آنها از 7 ... 15 کیلوگرم تجاوز نکند و آنها بتوانند به سنسور نزدیکتر از 2 متر نزدیک شوند.

برای محافظت در برابر EMI و RFI از نصب روی سطح محکم و محافظ فلزی استفاده می شود.

نصب دتکتورها

آشکارسازهای مادون قرمز الکترواپتیکال غیرفعال یک مزیت قابل توجه نسبت به انواع دیگر آشکارسازها دارند. نصب، پیکربندی و آسان است نگهداری... آشکارسازهای این نوع را می توان هر دو بر روی سطح صاف نصب کرد دیوار باربر، و در گوشه اتاق. آشکارسازهایی وجود دارد که روی سقف نصب می شوند.

انتخاب شایسته و استفاده صحیح از نظر تاکتیکی از چنین آشکارسازهایی کلید عملکرد قابل اعتماد دستگاه و کل سیستم امنیتی به عنوان یک کل است!

هنگام انتخاب انواع و تعداد سنسورها برای اطمینان از محافظت از یک شی خاص، باید راه ها و روش های احتمالی نفوذ نفوذگر، سطح مورد نیاز از قابلیت اطمینان تشخیص را در نظر گرفت. هزینه های خرید، نصب و راه اندازی سنسورها؛ ویژگی های جسم؛ مشخصات تاکتیکی و فنی سنسورها یکی از ویژگی های سنسورهای غیرفعال IR تطبیق پذیری آنها است - با استفاده از آنها می توان از نزدیک شدن و نفوذ به طیف گسترده ای از اتاق ها، سازه ها و اشیاء جلوگیری کرد: پنجره ها، ویترین ها، پیشخوان ها، درها، دیوارها، سقف ها، پارتیشن ها، گاوصندوق ها. و اشیاء منفرد، راهروها، حجم اتاق ها. در این صورت در برخی موارد نیازی به آن نخواهد بود تعداد زیادیحسگرها برای محافظت از هر ساختار - ممکن است استفاده از یک یا چند حسگر با پیکربندی دلخواه ناحیه حساسیت کافی باشد. اجازه دهید به برخی از ویژگی های استفاده از سنسورهای IR بپردازیم.

اصل کلی استفاده از حسگرهای مادون قرمز این است که پرتوهای ناحیه حساس باید عمود بر جهت حرکت مورد نظر نفوذگر باشند. محل نصب سنسور باید به گونه ای انتخاب شود که مناطق مرده ناشی از وجود اشیاء بزرگ در منطقه محافظت شده که پرتوها را مسدود می کنند (به عنوان مثال مبلمان، گیاهان داخلی) به حداقل برسد. اگر درها در اتاق باز می شوند، باید امکان پوشاندن مهاجم با درهای باز را در نظر بگیرید. در صورت عدم امکان حذف مناطق مرده، باید از سنسورهای متعدد استفاده کرد. هنگام مسدود کردن اقلام جداگانه، سنسور یا سنسورها باید به گونه ای نصب شوند که پرتوهای ناحیه حساسیت همه رویکردهای ممکن به موارد محافظت شده را مسدود کنند.

محدوده ارتفاعات تعلیق مجاز مشخص شده در مستندات (حداقل و حداکثر ارتفاع) باید رعایت شود. این امر به ویژه در مورد الگوهای جهت دار با پرتوهای مایل صادق است: اگر ارتفاع تعلیق از حداکثر مجاز بیشتر شود، این منجر به کاهش سیگنال از ناحیه دور و افزایش منطقه مرده جلوی سنسور می شود. ارتفاع تعلیق کمتر از حداقل مجاز است، این امر منجر به کاهش تشخیص برد و کاهش منطقه مرده زیر سنسور می شود.

1. آشکارسازهای با منطقه تشخیص حجمی (شکل 3، a، b)، به عنوان یک قاعده، در گوشه اتاق در ارتفاع 2.2-2.5 متر نصب می شوند. در این حالت، آنها به طور یکنواخت حجم را پوشش می دهند. اتاق محافظت شده

2. قرار دادن دتکتورها بر روی سقف در اتاق هایی با سقف های بلند از 2.4 تا 3.6 متر ترجیح داده می شود.

3. آشکارسازهای دارای ناحیه تشخیص سطح (شکل 4) برای محافظت از محیط، به عنوان مثال، دیوارهای غیرسرانه، دهانه درها یا پنجره ها استفاده می شوند، و همچنین می توانند برای محدود کردن رویکرد به هر مقدار استفاده شوند. منطقه تشخیص چنین دستگاه هایی باید به عنوان یک گزینه در امتداد یک دیوار با دهانه هدایت شود. برخی از آشکارسازها را می توان مستقیماً بالای دهانه نصب کرد.

4. آشکارسازهایی با ناحیه تشخیص خطی (شکل 5) برای محافظت از راهروهای طولانی و باریک استفاده می شود.

چگونه یک آشکارساز IR را فریب دهیم

نقطه ضعف اولیه روش غیرفعال IR تشخیص حرکت: یک فرد باید به وضوح از نظر دما با اجسام اطراف متفاوت باشد. در دمای اتاق 36.6 درجه، هیچ آشکارساز نمی تواند فرد را از دیوارها و مبلمان تشخیص دهد. بدتر از آن، هر چه دمای اتاق به 36.6 درجه نزدیکتر باشد، حساسیت آشکارساز بدتر است. اکثریت دستگاه های مدرنتا حدودی این اثر را جبران کنید و بهره را در دماها از 30 درجه به 45 درجه افزایش دهید (بله، آشکارسازها حتی با دیفرانسیل معکوس با موفقیت کار می کنند - اگر اتاق + 60 درجه باشد، به لطف سیستم تنظیم حرارت، آشکارساز به راحتی می تواند شخص را تشخیص دهد. بدن انساندما را در حدود 37 درجه نگه می دارد). بنابراین، هنگامی که دمای بیرون حدود 36 درجه است (که اغلب در کشورهای جنوبی یافت می شود)، آشکارسازها درها را به خوبی باز نمی کنند، یا برعکس، به دلیل حساسیت بسیار بالا، به کوچکترین نفس باد واکنش نشان می دهند.

علاوه بر این، به راحتی می توان آشکارساز مادون قرمز را با هر جسمی در دمای اتاق مسدود کرد (یک ورقه مقوا) یا یک کت و کلاه خز ضخیم روی آن گذاشت تا دست ها و صورت شما بیرون نزند و اگر به اندازه کافی آهسته راه بروید، آشکارساز IR متوجه چنین اختلالات کوچک و کندی نخواهد شد.

توصیه های عجیب تری در اینترنت وجود دارد، مانند یک لامپ مادون قرمز قدرتمند، که اگر آن را به آرامی روشن کنید (با یک دیمر معمولی)، ردیاب IR را از مقیاس خارج می کند و پس از آن می توانید حتی بدون آن از جلوی آن راه بروید. یک کت خز با این حال، در اینجا باید توجه داشت که آشکارسازهای IR خوب در این حالت سیگنال خطا را منتشر می کنند.

در نهایت، معروف ترین مشکل آشکارسازهای IR، ماسک کردن است. هنگامی که سیستم خلع سلاح می شود، در طول روز در ساعات اداری، شما به عنوان یک بازدید کننده به آن مراجعه می کنید اتاق مناسب(به عنوان مثال به فروشگاه) و با گرفتن لحظه ای در حالی که هیچ کس به آن نگاه نمی کند، آشکارساز IR را با کاغذ مسدود کنید، آن را با یک فیلم چسبنده مات بچسبانید یا آن را با رنگ از یک قوطی اسپری پر کنید. این به ویژه برای شخصی که خودش در آنجا کار می کند راحت است. انباردار در طول روز به طور منظم ردیاب را مسدود کرد ، شب ها از پنجره بالا رفت ، همه چیز را بیرون آورد و سپس همه چیز را برداشت و با پلیس تماس گرفت - وحشت ، آنها سرقت کردند ، اما زنگ کار نکرد.

برای محافظت در برابر چنین پوششی، تکنیک های زیر وجود دارد.

1. در سنسورهای ترکیبی (IR + مایکروویو)، اگر سنسور مایکروویو سیگنال رادیویی بازتابی بزرگی را تشخیص دهد (فردی خیلی نزدیک شده یا مستقیماً دست خود را به سمت آشکارساز دراز کرده است) و سنسور IR متوقف شود، ممکن است سیگنال خطا صادر شود. انتشار سیگنال ها در بیشتر موارد، در زندگی واقعی، این به هیچ وجه به معنای قصد سوء جنایتکار نیست، بلکه به سهل انگاری کارکنان است - به عنوان مثال، پشته بالایی از جعبه ها ردیاب را مسدود کرده است. با این حال، صرف نظر از قصد مخرب، اگر آشکارساز مسدود شود، این یک آشفتگی است و چنین سیگنال "عیب" بسیار مناسب است.

2. در برخی از کنترل پنل ها یک الگوریتم کنترل وجود دارد، زمانی که پس از خلع سلاح آشکارساز حرکت را تشخیص می دهد. یعنی عدم وجود سیگنال تا زمانی که شخصی از جلوی سنسور رد شود و سیگنال عادی "حرکت وجود دارد" را بدهد، نقص در نظر گرفته می شود. این عملکرد خیلی راحت نیست، زیرا اغلب تمام اماکن خلع سلاح می شوند، حتی آنهایی که امروز هیچ کس قرار نیست وارد آن شود، اما معلوم می شود که در عصر، برای مسلح کردن مجدد محل، باید به همه آنها بروید. اتاق هایی که هیچ کس در طول روز آنجا نبود و دستان خود را در مقابل حسگرها تکان دهید - پنل کنترل از عملکرد سنسورها اطمینان حاصل می کند و با مهربانی به شما اجازه می دهد تا سیستم را مسلح کنید.

3. در نهایت، تابعی به نام "منطقه نزدیک" وجود دارد که زمانی در الزامات GOST ملی گنجانده شده بود و اغلب به اشتباه "ضد پوشش" نامیده می شود. ماهیت ایده: آشکارساز باید یک سنسور اضافی داشته باشد که مستقیماً زیر آشکارساز به نظر برسد، یا یک آینه جداگانه، یا به طور کلی یک لنز حیله گر خاص، به طوری که هیچ منطقه مرده ای در پایین وجود نداشته باشد. (بیشتر آشکارسازها زاویه دید محدودی دارند و بیشتر به جلو و 60 درجه به سمت پایین نگاه می کنند، بنابراین یک منطقه مرده کوچک درست زیر آشکارساز، در سطح کف حدود یک متر از دیوار وجود دارد.) اعتقاد بر این است که یک دشمن حیله گر می تواند به نحوی به آن برسد. وارد این منطقه مرده شوید و از آنجا لنز سنسور IR را مسدود کنید (ماسک کنید) و سپس با گستاخی در اتاق قدم بزنید. در واقعیت، آشکارساز معمولاً به گونه‌ای نصب می‌شود که با دور زدن مناطق حساس حسگر، راهی برای ورود به این منطقه مرده وجود نداشته باشد. خوب، شاید از طریق یک دیوار، اما لنزهای اضافی در برابر نفوذ مجرمان از دیوار کمکی نخواهد کرد.

تداخل و مثبت کاذب

هنگام استفاده از آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال، لازم است احتمال هشدارهای کاذب را که به دلیل انواع تداخل رخ می دهد، در نظر داشته باشید.

تداخل حرارتی، نور، الکترومغناطیسی، ارتعاش می تواند منجر به آلارم کاذب حسگرهای IR شود. با وجود این واقعیت که سنسورهای IR مدرن دارند درجه بالامحافظت در برابر این تأثیرات، همچنان توصیه می شود به توصیه های زیر پایبند باشید:

برای محافظت از آن در برابر جریان هوا و گرد و غبار، توصیه نمی شود سنسور را در مجاورت منابع جریان هوا (تهویه، پنجره باز) قرار دهید.
از قرار گرفتن مستقیم سنسور در معرض نور خورشید و نور روشن خودداری کنید. هنگام انتخاب مکان برای نصب، باید امکان قرار گرفتن در معرض برای مدت کوتاهی در صبح زود یا هنگام غروب خورشید، زمانی که خورشید در بالای افق است، یا قرار گرفتن در معرض چراغ های جلوی وسایل نقلیه در حال عبور از بیرون در نظر گرفته شود.
در زمان مسلح کردن، توصیه می شود منابع احتمالی تداخل الکترومغناطیسی قدرتمند، به ویژه منابع نوری غیر مبتنی بر لامپ های رشته ای را خاموش کنید: لامپ های فلورسنت، نئون، جیوه، سدیم.
برای کاهش تأثیر ارتعاشات، توصیه می شود سنسور را روی سرمایه یا سازه های باربر;
توصیه نمی شود سنسور را به سمت منابع گرما (رادیاتور، اجاق گاز) و اجسام ارتعاشی (گیاهان، پرده ها) به سمت حیوانات خانگی هدایت کنید.

تداخل حرارتی - ناشی از گرم شدن پس زمینه دما هنگام قرار گرفتن در معرض تابش خورشیدی، جریان هوای همرفتی از عملکرد رادیاتورهای سیستم های گرمایش، تهویه مطبوع، پیش نویس ها.
تداخل الکترومغناطیسی - ناشی از تداخل منابع انتشار الکتریکی و رادیویی به عناصر جداگانه بخش الکترونیکی آشکارساز.
تداخل خارجی - مرتبط با حرکت حیوانات کوچک (سگ، گربه، پرندگان) در منطقه تشخیص آشکارساز. اجازه دهید همه عوامل موثر بر عملکرد عادی آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

تداخل حرارتی

این خطرناک ترین عامل است که با تغییر در پس زمینه دمای محیط مشخص می شود. قرار گرفتن در معرض تابش خورشیدی باعث افزایش موضعی دمای بخش های جداگانه دیوارهای اتاق می شود.

تداخل همرفتی ناشی از تأثیر جریان های هوای متحرک است، به عنوان مثال، از پیش نویس ها با یک پنجره باز، ترک در دهانه های پنجره، و همچنین در حین کار خانگی. وسایل گرمایشی- رادیاتور و تهویه مطبوع

تداخل الکترومغناطیسی

هنگامی که هر منبع تابش الکتریکی و رادیویی روشن می شود، مانند اندازه گیری و تجهیزات خانگی، روشنایی، موتورهای الکتریکی، دستگاه های انتقال رادیویی، به وجود می آیند. رعد و برق نیز می تواند باعث تداخل شدید شود.

تداخل خارجی

حشرات کوچک مانند سوسک ها، مگس ها، زنبورها می توانند یک منبع تداخل عجیب در آشکارسازهای مادون قرمز نوری-الکترونیک غیرفعال باشند. اگر مستقیماً روی عدسی فرنل حرکت کنند، ممکن است تحریک نادرست این نوع آشکارساز رخ دهد. این خطر همچنین توسط مورچه‌های خانگی به وجود می‌آید که می‌توانند وارد آشکارساز شوند و مستقیماً روی عنصر پیرالکتریک بخزند.

راه های بهبود سنسورهای مادون قرمز

ده سال است که تقریباً همه آشکارسازهای مادون قرمز امنیتی دارای یک ریزپردازنده به اندازه کافی قدرتمند هستند و بنابراین کمتر مستعد تداخل تصادفی هستند. آشکارسازها می توانند تکرارپذیری و پارامترهای مشخصه سیگنال، پایداری طولانی مدت سطح سیگنال پس زمینه را تجزیه و تحلیل کنند که به طور قابل توجهی ایمنی در برابر تداخل را بهبود بخشیده است.

سنسورهای مادون قرمز، در اصل، در مقابل مجرمان پشت صفحه‌های مات بی‌دفاع هستند، اما در برابر جریان‌های گرمایی ناشی از تجهیزات آب‌وهوایی و نور خارجی (از طریق پنجره) حساس هستند. برعکس، سنسورهای حرکتی مایکروویو (رادیویی) قادر به دادن سیگنال های نادرست، تشخیص حرکت در پشت دیوارهای شفاف رادیویی، خارج از منطقه حفاظت شده هستند. آنها همچنین بیشتر مستعد تداخل رادیویی هستند. آشکارسازهای ترکیبی IR + مایکروویو را می توان هم با توجه به طرح "AND" استفاده کرد که احتمال هشدارهای نادرست را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و هم طبق طرح "OR" برای مکان های به ویژه بحرانی که عملاً امکان غلبه بر آنها را حذف می کند.

سنسورهای IR نمی توانند تشخیص دهند مرد کوچکاز یک سگ بزرگ تعدادی سنسور وجود دارد که در آنها به دلیل استفاده از سنسورهای 4 ناحیه ای و لنزهای مخصوص، حساسیت به حرکات اجسام کوچک به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. سیگنال از مرد قد بلندو از سگ کوتاه قد در این صورت با احتمالی می توان تشخیص داد. باید به خوبی درک کرد که اصولاً تشخیص کامل یک نوجوان خمیده از روتوایلری که روی پاهای عقبش ایستاده است غیرممکن است. با این وجود، احتمال هشدار نادرست را می توان به میزان قابل توجهی کاهش داد.

چندین سال پیش، حتی سنسورهای پیچیده تری ظاهر شدند - با 64 منطقه حساس. در واقع این یک تصویرگر حرارتی ساده با ماتریس 8*8 است. چنین حسگرهای مادون قرمز مجهز به یک پردازنده قدرتمند، می توانند اندازه و فاصله یک هدف گرم متحرک، سرعت و جهت حرکت آن را تعیین کنند - حتی 10 سال پیش، چنین حسگرهایی اوج فناوری برای موشک های خانگی به حساب می آمدند، و اکنون آنها برای محافظت در برابر دزدان معمولی استفاده می شوند.

خطاهای نصب

جایگاه ویژه ای در عملکرد نادرست یا نادرست آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال، خطاهای نصب در هنگام نصب این نوع دستگاه ها را اشغال می کند. بیایید به مثال های واضحی از قرارگیری نادرست آشکارسازهای مادون قرمز توجه کنیم تا در عمل از این امر جلوگیری کنیم.

در شکل 6 a; 7 a و 8 a نصب صحیح و صحیح آشکارسازها را نشان می دهد. شما فقط باید آنها را از این طریق نصب کنید و هیچ چیز دیگری!

شکل 6 b, c; 7 b، c و 8 b، c گزینه هایی را برای نصب نادرست آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال نشان می دهد. با این تنظیم، امکان از دست دادن نفوذ واقعی به مکان های محافظت شده بدون صدور سیگنال "آلارم" وجود دارد.

آشکارسازهای نوری-الکترونیک غیرفعال را طوری نصب نکنید که پرتوهای مستقیم یا منعکس شده روی آنها بیفتد. نور خورشیدو همچنین چراغ های جلوی خودروهای عبوری.
ناحیه تشخیص آشکارساز را به سمت عناصر گرمایشی سیستم های گرمایش و تهویه مطبوع اتاق، پرده ها و پرده هایی که می توانند از پیش نویس ها تغییر کنند، هدایت نکنید.
آشکارسازهای اپتوالکترونیک غیرفعال را در نزدیکی منابع تابش الکترومغناطیسی قرار ندهید.
تمام دهانه های آشکارساز مادون قرمز الکترواپتیکال غیرفعال را با یک درزگیر از کیت محصول ببندید.
حشرات موجود در منطقه حفاظت شده را از بین ببرید.

در حال حاضر، ابزارهای تشخیص بسیار متنوعی وجود دارد که در اصل عملکرد، زمینه کاربرد، طراحی و ویژگی های عملکرد متفاوت است.

انتخاب صحیح آشکارساز مادون قرمز نوری-الکترونیک غیرفعال و محل نصب آن، کلید عملکرد قابل اعتماد سیستم هشدار امنیتی است.

دانلود:
1. آشکارسازهای IR با محافظت از تداخل در برابر حیوانات خانگی - لطفاً یا برای دسترسی به این محتوا
2. تشخیص نوری - لطفا یا

1.3.1. حسگرهای حرکتی مادون قرمز نوری غیرفعال (IR).

برای ایجاد سیستم، تصمیم گرفتم ماژول هایی را انتخاب کنم که برای ایجاد سیستم و نظارت بر محیط مناسب باشند.

من اجزای زیر را انتخاب کردم:

• سنسور حرکت مادون قرمز منفعل؛
• ماژول GSM;
• آژیر

بیایید آنها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

در قرن بیست و یکم همه با آن آشنا هستند سنسورهای IR- وقتی به در می آیید در فرودگاه ها و مغازه ها را باز می کنند. آنها همچنین حرکت را تشخیص داده و در دزدگیر هشدار می دهند.

در حال حاضر، آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال (IR) موقعیت پیشرو در انتخاب حفاظت از محل در برابر نفوذ غیرمجاز در تأسیسات امنیتی را اشغال می‌کنند. ظاهر زیبایی، سهولت نصب، راه اندازی و نگهداری آنها اغلب به آنها نسبت به سایر ابزارهای تشخیص اولویت می دهد.

آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال (IR).(اغلب نامیده می شوند سنسورهای حرکتیا سنسورهای PIR) حقیقت نفوذ انسان به بخش محافظت شده (کنترل شده) فضا را تشخیص دهد، سیگنال هشدار ایجاد کند و سیگنال را ارسال کند. اضطراب»از طریق اطلاع رسانی.

به عنوان وسیله ای برای اطلاع رسانی، می توان از دستگاه های ترمینال (UO) سیستم های انتقال اعلان (SPI) یا یک دستگاه کنترل و امنیتی هشدار دهنده (PPKOP) استفاده کرد. به نوبه خود، دستگاه های فوق الذکر (UO یا Control Panel) اعلان هشدار دریافتی را از طریق کانال های مختلف انتقال داده به ایستگاه نظارت متمرکز (CMS) یا کنسول امنیتی محلی منتقل می کنند.

اصل عملکرد آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعالبر اساس درک تغییرات در سطح تابش مادون قرمز پس زمینه دما که منابع آن بدن یک شخص یا حیوانات کوچک و همچنین انواع اجسام در میدان دید آنها است.

سنسورحساس به اشعه مادون قرمز در محدوده 5-15 میکرون، تشعشعات حرارتی بدن انسان را تشخیص می دهد. در این محدوده است که حداکثر تابش اجسام در دمای 20-40 درجه سانتیگراد می افتد.

هر چه جسم بیشتر گرم شود، تابش بیشتری دارد.
نورافکن مادون قرمز برای روشنایی دوربین های فیلمبرداری، آشکارسازهای پرتو (دو حالته) " عبور از پرتوو پنل های کنترل تلویزیون در محدوده طول موج کمتر از 1 میکرومتر کار می کنند، محدوده طیفی قابل مشاهده برای انسان در منطقه 0.45-0.65 میکرومتر است.

سنسورهای غیرفعالاین نوع به این دلیل نامیده می شود که آنها خودشان چیزی منتشر نمی کنند، آنها فقط تشعشعات حرارتی را از بدن انسان درک می کنند.

مشکل این است که هر جسمی در دمای حتی 0 درجه سانتیگراد مقدار زیادی در محدوده مادون قرمز ساطع می کند. بدتر از آن، آشکارساز خود ساطع می کند - بدن آن و حتی مواد عنصر حساس.

بنابراین، اولین آشکارسازهای این چنینی کار کردند، اگر فقط خود آشکارساز، مثلاً به نیتروژن مایع (-196 درجه سانتیگراد) خنک شود. چنین آشکارسازهایی در زندگی روزمره چندان کاربردی نیستند.

یعنی مهم است که تشعشعات یک فرد فقط روی یکی از مناطق متمرکز شود و علاوه بر این، تغییر کند.

آشکارساز با اطمینان بیشتر کار می کند اگر تصویر یک فرد ابتدا به یک ناحیه برخورد کند، سیگنال آن بزرگتر از ناحیه دوم شود و سپس شخص حرکت کند، به طوری که اکنون تصویر او در ناحیه دوم و سیگنال از ناحیه دوم قرار می گیرد. بالا خواهد رفت و از اول سقوط خواهد کرد.

چنین تغییرات نسبتاً سریعی در تفاوت سیگنال را می توان به راحتی حتی در پس زمینه یک سیگنال عظیم و ناپایدار ناشی از سایر اشیاء اطراف (و به ویژه نور خورشید) تشخیص داد.

برنج. 1.

V آشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعالتشعشعات حرارتی مادون قرمز به لنز فرنل برخورد می کند و پس از آن بر روی عنصر pyroelement حساس واقع در محور نوری لنز متمرکز می شود.

آشکارسازهای IR غیرفعال جریان های انرژی مادون قرمز را از اجسام دریافت می کنند و توسط یک گیرنده پیروره به سیگنال الکتریکی تبدیل می شوند که از طریق یک تقویت کننده و یک مدار پردازش سیگنال به ورودی ژنراتور زنگ تغذیه می شود. برنج. 1).

برای شناسایی نفوذگر توسط حسگر IR غیرفعال، باید شرایط زیر رعایت شود:

• نفوذگر باید از پرتو ناحیه حساسیت سنسور در جهت عرضی عبور کند.
• حرکت متخلف باید در محدوده معینی از سرعت اتفاق بیفتد.
• حساسیت سنسور باید برای ثبت اختلاف دما بین سطح بدن متجاوز (با در نظر گرفتن تأثیر لباس او) و پس زمینه (دیوارها، کف) کافی باشد.

• یک سیستم نوری که الگوی جهت سنسور را تشکیل می دهد و شکل و نوع منطقه حساسیت فضایی را تعیین می کند.
• یک گیرنده پیروره که تشعشعات حرارتی انسان را ثبت می کند.
• یک واحد پردازش سیگنال از یک گیرنده آتش سوزی که سیگنال های ناشی از یک فرد متحرک را در پس زمینه تداخل با منشاء طبیعی و مصنوعی انتخاب می کند.

برنج. 2.

بسته به نسخه لنزهای فرنلآشکارسازهای مادون قرمز نوری غیرفعال ابعاد هندسی متفاوتی از فضای کنترل شده دارند و می توانند هم با ناحیه تشخیص حجمی و هم با سطح یا خطی باشند.

برد این ردیاب ها در محدوده 5 تا 20 متر است که ظاهر این آشکارسازها در نشان داده شده است. برنج. 2.

اصل عملکرد ICSO غیرفعال.اصل عملکرد IKSO غیرفعال بر اساس ثبت سیگنال های تولید شده توسط جریان گرمایی ساطع شده توسط شی تشخیص است. سیگنال مفید در خروجی یک آشکارساز تشعشع تک مکان بدون اینرسی با عبارت زیر تعیین می شود:

که در آن S u حساسیت ولتاژ گیرنده تابش است، تغییر در مقدار شار حرارتی است که بر روی پنجره ورودی سیستم نوری می افتد و ناشی از حرکت جسم در منطقه تشخیص است.

حداکثر مقدار مربوط به موردی است که جسم به طور کامل در میدان دید ICSO قرار می گیرد. اجازه دهید این مقدار را به عنوان نشان دهیم

با فرض اینکه تلفات در سیستم نوری آنقدر کم است که می توان از آنها چشم پوشی کرد، آنها را بر حسب پارامترهای جسم و پس زمینه بیان می کنیم. اجازه دهید در پس زمینه، سطحی که دارای دمای مطلق T f و تابش است E f، جسمی ظاهر می شود که دمای مطلق آن است تاب،و انتشار Eov... ناحیه طرح ریزی یک جسم بر روی صفحه ای عمود بر جهت مشاهده با نشان داده می شود. پس،و مساحت طرح پس زمینه در میدان دید B f است. سپس مقدار شار گرمایی که بر روی پنجره ورودی سیستم نوری می افتد قبل از ظهور جسم با عبارت زیر تعیین می شود:

فاصله پنجره ورودی تا سطح پس زمینه کجاست. 1. f روشنایی پس زمینه است. S BX - منطقه پنجره ورودی سیستم نوری.

مقدار جریان گرمای تولید شده توسط یک جسم به همین ترتیب تعیین می شود:

جایی که تی - فاصله از IKSO تا جسم؛ - روشنایی جسم

در حضور یک جسم، شار حرارتی که بر روی پنجره ورودی می افتد توسط جسم و آن قسمت از سطح پس زمینه که توسط جسم محافظت نمی شود ایجاد می شود، که از آنجا شار حرارتی کل است.

سپس تغییر در شار حرارتی AF به شکل زیر نوشته می شود:

با فرض اینکه قانون لامبرت برای جسم و پس زمینه معتبر است، روشنایی را بیان می کنیم Lo6و b f از طریق انتشار و دمای مطلق:

ثابت استفان بولتزمن کجاست.

با جایگزین کردن و در، یک عبارت برای AF بر حسب دمای مطلق و گسیل پذیری جسم و پس زمینه به دست می آوریم:

در پارامترهای داده شدهدر سیستم نوری و گیرنده تابش، مقدار سیگنال مطابق با تغییر در تابش کاملاً تعیین می شود. DE.

تابش پوست انسان بسیار زیاد است، به طور متوسط ​​نسبت به جسم سیاه در طول موج های بیشتر از 4 میکرون 0.99 است. در ناحیه IR طیف، خواص نوری پوست به بدن سیاه نزدیک است. دمای پوست به تبادل حرارت بین پوست و محیط بستگی دارد. اندازه گیری های انجام شده با تصویرگر حرارتی Aga-750 نشان داد که در دمای هوا 25+ درجه سانتی گراد دمای سطح کف دست فرد در محدوده +32 ... + 34 درجه سانتی گراد و در دمای هوا متفاوت است. از + 19 درجه سانتیگراد - در محدوده +28 ... + 30 درجه سانتیگراد. وجود لباس باعث کاهش روشنایی سوژه می شود زیرا دمای لباس کمتر از دمای پوست برهنه است. در دمای محیط 25+ درجه سانتیگراد، میانگین دمای اندازه گیری شده سطح بدن فردی که کت و شلوار پوشیده بود 26+ درجه سانتیگراد بود. میزان انتشار لباس نیز می تواند با پوست برهنه متفاوت باشد.

سایر پارامترهای موجود در عبارت بسته به موقعیت خاص و / یا وظیفه عملیاتی می توانند مقادیر متفاوتی داشته باشند.

اجازه دهید فرآیند سیگنال دهی و انواع اصلی تداخل را که بر تحریک نادرست ICSO غیرفعال تأثیر می گذارد، با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

تولید سیگنالبرای درک بهتر روش ها و الگوریتم های افزایش مصونیت نویز ICSO، لازم است که ایده ای از پارامترهای اصلی سیگنال - شکل، دامنه، مدت زمان، بسته به سرعت حرکت فرد داشته باشید. و دمای پس زمینه

یک منطقه تشخیص پرتو به طول 10 متر با قطر پرتو در قاعده مخروط 0.3 متر در نظر گرفته می شود. در نظر گرفته می شود که فردی از ناحیه نرمال با آن با حداکثر و حداقل سرعت در فاصله از گیرنده 10، 5 و 10 عبور کند. 1 متر. شکل سیگنال هنگام عبور از پرتو در فاصله 10 متری مانند یک مثلث با حداکثر زمانی که منطقه کاملاً همپوشانی دارد به نظر می رسد. در شکل 4.8.6 طیف این سیگنال را نشان می دهد. هنگام عبور از پرتو در فاصله کمتر، سیگنال شکل ذوزنقه ای با لبه های شیب دار را به خود می گیرد و طیف این سیگنال به شکل نشان داده شده در شکل 1 می باشد. 4.9.6.

بدیهی است که طول مدت سیگنال با سرعت حرکت و فاصله تا گیرنده نسبت معکوس دارد.

سیگنال واقعی با تصویر ایده آل به دلیل اعوجاج های ایجاد شده توسط مسیر تقویت و برهم نهی نویز آشفته ایجاد شده توسط نوسانات دمای پس زمینه متفاوت است. سوابق سیگنال های واقعی به دست آمده با استفاده از یک گیرنده آتشفشانی PM2D خانگی در شکل 1 نشان داده شده است. 4.10. همچنین ویژگی های طیفی خود را ارائه می دهد که با عبور سیگنال های ضبط شده واقعی از طریق یک تحلیلگر طیف شرکت به دست آمده است.

تجزیه و تحلیل سوابق امکان تعیین "پنجره" طیفی مورد نیاز برای انتقال سیگنال های تولید شده هنگام عبور از منطقه را در هر نقطه در کل محدوده سرعت از 0.1 تا 15 هرتز فراهم می کند. در عین حال، تضعیف سیگنال در لبه های محدوده امکان پذیر است، زیرا گیرنده پیروره دارای ویژگی دامنه فرکانس با افت در محدوده 5 ... 10 هرتز است. برای جبران آن، لازم است یک تقویت کننده تصحیح کننده ویژه در مسیر پردازش سیگنال وارد شود، که باعث افزایش پاسخ فرکانسی در محدوده 5 ... 20 هرتز می شود.

کنتراست دمادامنه سیگنال، همانطور که قبلاً ذکر شد، با تضاد دما بین بدن انسان و پس زمینه ای که پرتو به آن هدایت می شود، تعیین می شود. از آنجایی که دمای پس زمینه به دنبال تغییر دمای اتاق تغییر می کند، سیگنال متناسب با تفاوت آنها نیز تغییر می کند.

در نقطه‌ای که دمای فرد و پس‌زمینه مطابقت دارند، مقدار سیگنال خروجی صفر است. در دماهای بالاتر سیگنال تغییر علامت می دهد.

دمای پس زمینه در اتاق منعکس کننده وضعیت هوای خارج از اتاق با تاخیر خاصی به دلیل اینرسی حرارتی مصالح سازه ای ساختمان است.

کنتراست دما همچنین به دمای سطح خارجی فرد بستگی دارد، یعنی. بیشتر از لباسش و در اینجا شرایط زیر ضروری است. اگر شخصی از بیرون وارد اتاقی شود که ICSO در آن نصب شده است، به عنوان مثال، از خیابان، جایی که دما می تواند به طور قابل توجهی با دمای اتاق متفاوت باشد، در اولین لحظه کنتراست حرارتی می تواند قابل توجه باشد. سپس، با "تطبیق" دمای لباس با دمای اتاق، سیگنال کاهش می یابد. اما حتی پس از مدت طولانی اقامت در اتاق، قدرت سیگنال به نوع لباس بستگی دارد. در شکل 4.11 وابستگی تجربی کنتراست دمایی یک فرد را به دمای محیط نشان می دهد. خط چین برون یابی داده های تجربی را برای دمای بالای 40 درجه سانتی گراد نشان می دهد.

ناحیه سایه دار 1 طیفی از تضادها بسته به شکل لباس، نوع پس زمینه، اندازه فرد و سرعت حرکت او است.

توجه به این نکته مهم است که انتقال مقدار کنتراست دما از طریق صفر فقط در صورتی اتفاق می افتد که در محدوده دمایی 30 ... 39.5 درجه سانتیگراد، اندازه گیری ها پس از سازگاری فرد در اتاق گرم به مدت 15 دقیقه انجام شود. در صورت تهاجم به ناحیه حساسیت CO فردی که قبلاً در اتاقی با دمای کمتر از 30 درجه سانتیگراد یا در اتاقی بوده است. بیرون از خانهبا دمای 44 درجه سانتیگراد، سطوح سیگنال در محدوده دمایی 30 ... 39.5 درجه سانتیگراد در منطقه 2 قرار دارد و به صفر نمی رسد.

توزیع دما روی سطح انسان یکنواخت نیست. در قسمت های باز بدن - صورت و دست ها - به 36 درجه سانتیگراد نزدیک است و دمای سطح لباس به پس زمینه اتاق نزدیک تر است. بنابراین، سیگنال در ورودی pyoreceiver بستگی به این دارد که کدام قسمت از بدن ناحیه حساسیت پرتو را همپوشانی کند.

در نظر گرفتن فرآیند سیگنالینگ به ما اجازه می دهد تا نتایج زیر را بگیریم:

دامنه سیگنال توسط کنتراست دمای سطح انسان و پس زمینه تعیین می شود که می تواند از کسری از یک درجه تا ده ها درجه متغیر باشد.

شکل موج دارای شکل مثلثی یا ذوزنقه ای است، مدت زمان سیگنال با تقاطع ناحیه پرتو تعیین می شود و هنگام حرکت در امتداد نرمال به پرتو، می تواند از 0.05 تا 10 ثانیه باشد. هنگام حرکت در یک زاویه نسبت به حالت عادی، مدت زمان سیگنال افزایش می یابد. حداکثر چگالی طیفی سیگنال در محدوده 0.15 تا 5 هرتز قرار دارد.

هنگامی که شخصی در طول پرتو حرکت می کند، سیگنال حداقل است و تنها با اختلاف دما بین بخش های جداگانه سطح فرد تعیین می شود و کسری از یک درجه است.

هنگامی که شخصی بین پرتوها حرکت می کند، سیگنال عملاً وجود ندارد.

هنگامی که دمای اتاق نزدیک به دمای سطح بدن انسان است، سیگنال حداقل است، یعنی. اختلاف دما کسری از درجه است.

دامنه سیگنال ها در پرتوهای مختلف منطقه تشخیص می تواند به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت باشد، زیرا آنها توسط کنتراست دمای بدن انسان و ناحیه پس زمینه ای که این پرتو به سمت آن هدایت می شود تعیین می شود. اختلاف می تواند تا ده درجه باشد.

تداخل در ICSO غیرفعالبیایید به تجزیه و تحلیل اثرات تداخلی که باعث تحریک نادرست ICSO غیرفعال می شود برویم. منظور از نویز، هرگونه تأثیر محیط خارجی یا نویز داخلی دستگاه گیرنده است که با حرکت فرد در ناحیه حساسیت CO ارتباط ندارد.

طبقه بندی تداخل زیر وجود دارد:

حرارتی، ناشی از گرمایش پس زمینه هنگام قرار گرفتن در معرض تابش خورشیدی، جریان هوای همرفتی از عملکرد رادیاتورها، تهویه مطبوع، پیش نویس ها.

الکتریکی، ناشی از تداخل منابع انتشار الکتریکی و رادیویی به عناصر جداگانه بخش الکترونیکی CO.

ذاتی، ناشی از نویز pyoreceiver و مسیر تقویت سیگنال.

خارجی، همراه با حرکت حیوانات کوچک یا حشرات در ناحیه حساسیت CO در امتداد سطح پنجره نوری ورودی CO.

مهم ترین و "خطرناک ترین" تداخل حرارتی است که ناشی از تغییر دمای مناطق پس زمینه است که مناطق حساس به اشعه به سمت آن هدایت می شوند. قرار گرفتن در معرض تابش خورشیدی منجر به افزایش موضعی دمای بخش های خاصی از دیوار یا کف اتاق می شود. در این حالت، تغییر تدریجی دما از مدارهای فیلتر دستگاه عبور نمی کند، با این حال، نوسانات نسبتاً شدید و "غیر منتظره" مرتبط، به عنوان مثال، با سایه خورشید با عبور ابرها یا عبور وسایل نقلیه، باعث می شود. تداخل، مشابه سیگنال شخصی که از آن عبور می کند. دامنه تداخل به اینرسی پس زمینه ای که پرتو به آن هدایت می شود بستگی دارد. به عنوان مثال، زمان تغییر دمای یک دیوار بتنی لخت بسیار بیشتر از چوب یا کاغذ دیواری است.

در شکل یک رکورد از یک تداخل معمولی خورشیدی در خروجی یک آشکارساز آتش سوزی در طول عبور یک ابر و همچنین طیف آن نشان داده شده است.

در همان زمان، تغییر دما در طول تداخل خورشیدی به 1.0 ... 1.5 درجه سانتیگراد می رسد، به خصوص در مواردی که پرتو به یک پس زمینه کم اینرسی هدایت می شود، به عنوان مثال، یک دیوار چوبی یا یک پرده ساخته شده از پارچه. مدت چنین تداخلی به سرعت سایه بستگی دارد و می تواند در محدوده سرعت های معمول حرکت انسان قرار گیرد. توجه به یک مورد ضروری است که مبارزه با چنین تداخلی را ممکن می سازد. اگر دو پرتو به مناطق مجاور پس زمینه هدایت شوند، نوع و دامنه سیگنال تداخلی از خورشید در هر پرتو عملاً یکسان است، یعنی. یک همبستگی تداخل قوی وجود دارد. این به طراحی مناسب مدار اجازه می دهد تا آنها را با کم کردن سیگنال ها سرکوب کند.

تداخل همرفتی ناشی از تأثیر جریان های هوای متحرک است، به عنوان مثال، پیش نویس های با پنجره باز، ترک های پنجره، و همچنین وسایل گرمایش خانگی - رادیاتورها و تهویه مطبوع. جریان هوا باعث تغییر نوسانات آشفته در دمای پس زمینه می شود که دامنه و محدوده فرکانس آن به سرعت جریان هوا و ویژگی های سطح پس زمینه بستگی دارد.

برخلاف نور خورشید، تداخل همرفتی از قسمت‌های مختلف پس‌زمینه، که حتی در فاصله 0.2 ... 0.3 متر تأثیر می‌گذارد، با یکدیگر همبستگی ضعیفی دارند و تفریق آنها تأثیری نمی‌گذارد.

تداخل الکتریکی زمانی اتفاق می‌افتد که هر منبع انتشار الکتریکی و رادیویی، تجهیزات اندازه‌گیری و خانگی، روشنایی، موتورهای الکتریکی، دستگاه‌های ارسال رادیویی و همچنین نوسانات جریان در شبکه کابلی و خطوط برق روشن باشد. رعد و برق نیز سطح قابل توجهی از تداخل ایجاد می کند.

حساسیت گیرنده پیروره بسیار زیاد است - هنگامی که دما به میزان 1 درجه سانتیگراد تغییر می کند، سیگنال خروجی مستقیماً از کریستال کسری از میکروولت است، بنابراین تداخل منابع تداخل چندین ولت در هر متر می تواند هزاران بار پالس تداخل ایجاد کند. بالاتر از سیگنال مفید با این حال، بیشتر نویزهای الکتریکی کوتاه یا تند هستند تا آن را از سیگنال مورد نظر متمایز کنند.

نویز ذاتی pyoreceiver بالاترین حد حساسیت IKSO را تعیین می کند و به شکل نویز سفید است. بنابراین در اینجا نمی توان از روش های فیلترینگ استفاده کرد. شدت تداخل با افزایش دمای کریستال تقریباً دو بار به ازای هر ده درجه افزایش می یابد. گیرنده های پیرورز مدرن دارای سطح سر و صدای ذاتی هستند که مطابق با تغییر دمای 0.05 ... 0.15 درجه سانتیگراد است.

نتیجه گیری:

1. محدوده طیفی تداخل با دامنه سیگنال ها همپوشانی دارد و در محدوده کسری تا ده ها هرتز قرار دارد.

2. خطرناک ترین نوع تداخل، روشنایی خورشیدی پس زمینه است که اثر آن دمای پس زمینه را 3 ... 5 درجه سانتیگراد افزایش می دهد.

3. تداخل نور خورشید برای مناطق نزدیک پس زمینه به شدت با یکدیگر مرتبط است و می توان با استفاده از طراحی دو پرتو CO تضعیف کرد.

4. تداخل همرفتی از لوازم خانگی حرارتی به شکل نوسانات دمایی تصادفی به 2 ... 3 درجه سانتیگراد در محدوده فرکانس 1 تا 20 هرتز با همبستگی ضعیف بین پرتوها است.

5. نویز الکتریکی به صورت تکانه های کوتاه یا اقدامات پله ای با یک جبهه شیب دار است، ولتاژ القایی می تواند صدها برابر بیشتر از سیگنال باشد.

6. نویز ذاتی pyoreciver، مربوط به سیگنال زمانی که دما 0.05 ... 0.15 درجه سانتیگراد تغییر می کند، در محدوده فرکانسی قرار دارد که بر دامنه سیگنال همپوشانی دارد و به نسبت دما تقریباً دو برابر برای هر افزایش می یابد. 10 درجه سانتیگراد

روش‌هایی برای افزایش ایمنی نویز IKSO غیرفعالروش پذیرش دیفرانسیلتابش G بسیار گسترده شده است. ماهیت این روش به شرح زیر است: با کمک یک گیرنده دو سایتی، دو ناحیه حساسیت فضایی جدا شده تشکیل می شود. سیگنال های تولید شده در هر دو کانال به طور متقابل کم می شوند:

واضح است که یک جسم متحرک نمی تواند همزمان از دو ناحیه حساس از هم جدا شده باشد. در این حالت، سیگنال ها در کانال ها به طور متناوب ظاهر می شوند، بنابراین، دامنه آنها کاهش نمی یابد. از فرمول به دست می آید که اگر شرایط زیر با هم وجود داشته باشد، تداخل در خروجی گیرنده دیفرانسیل صفر است:

1. اشکال تداخل در کانال ها یکسان است.

2. دامنه تداخل یکسان است.

3. تداخل موقعیت زمانی یکسانی دارد.

در مورد تداخل خورشیدی، شرایط 1 و 3 برآورده می شود. شرط 2 تنها در صورتی محقق می شود که ماده مشابهی به عنوان پس زمینه در هر دو کانال عمل کند یا زوایای تابش انرژی خورشیدی در پس زمینه در هر دو کانال یا در هر دو یکسان باشد. کانال های شار تابش خورشیدی در کل منطقه پس زمینه می افتد که مناطق حساسیت را محدود می کند. در شکل وابستگی دامنه نویز در خروجی مرحله دیفرانسیل را به دامنه نویز در ورودی آن نشان می دهد.

پارامتر نسبت دامنه اثرات تداخل در کانال ها است. در این صورت منظور از احراز شرایط 1 و 3 است.

از انجیر می توان مشاهده کرد که با یک انطباق کافی از دامنه تأثیرات تداخل در کانال ها، سرکوب 5 ... 10 برابری این تداخل حاصل می شود. در مقادیر U B xi / U ب x2> 1.2 سرکوب تداخل کاهش می یابد و مشخصه uout = / تمایل به ویژگی مشابه یک گیرنده دارد.

هنگامی که در معرض تداخل همرفتی قرار می گیرد، درجه سرکوب آن توسط گیرنده دیفرانسیل با درجه همبستگی آن در نقاط جدا شده فضایی سطح زمینه تعیین می شود. درجه همبستگی فضایی نویز همرفتی را می توان با اندازه گیری شدت آن با دیفرانسیل و روش های مرسومپذیرایی نتایج برخی از اندازه گیری ها در شکل نشان داده شده است. 4.14.

فیلتر فرکانس بهینهسرکوب موثر تداخل توسط این روش با تفاوت قابل توجهی در طیف فرکانس سیگنال ها و تداخل امکان پذیر است. از داده های فوق نتیجه می گیرد که چنین تفاوتی در مورد ما وجود ندارد. بنابراین استفاده از این روش برای سرکوب کامل تداخل امکان پذیر نیست.

نوع اصلی نویز که حساسیت ICSO را تعیین می کند، نویز خود گیرنده است. بنابراین، بهینه سازی پهنای باند تقویت کننده، بسته به طیف سیگنال و ماهیت نویز گیرنده، به شما امکان می دهد حداکثر قابلیت های سیستم گیرنده را درک کنید.

فیلتر طیفی نوریماهیت روش فیلتر طیفی نوری مانند فیلتر فرکانس بهینه است. فیلتر طیفی تداخل را به دلیل تفاوت در طیف نوری سیگنال ها و تداخل سرکوب می کند. این تفاوت ها عملاً برای تداخل همرفتی و برای مؤلفه تداخل خورشیدی ناشی از تغییرات دمای پس زمینه تحت تأثیر تابش خورشیدی وجود ندارد، با این حال، طیف مولفه تداخل خورشیدی منعکس شده از پس زمینه به طور قابل توجهی با طیف سیگنال متفاوت است. چگالی طیفی درخشندگی تابشی یک جسم کاملا سیاه با فرمول پلانک تعیین می شود:

طول موج کجاست k - ثابت بولتزمن. T دمای بدن است. h ثابت پلانک است. c سرعت نور است.

نمایش گرافیکی تابع، نرمال شده توسط، برای تابش کنتراست جسم و تابش خورشیدی در شکل نشان داده شده است. 4.15.

با توجه به تئوری کلاسیک فیلتر بهینه خطی، برای اطمینان از حداکثر نسبت سیگنال به نویز، پهنای باند طیفی فیلتر نوری باید با طیف تابش کنتراست جسم مطابقت داده شود و شکل نشان داده شده در شکل را داشته باشد. 4.15.

شیشه بدون اکسیژن IKS-33 این شرایط را کاملاً از مواد تجاری موجود برآورده می کند.

درجه سرکوب تداخل خورشیدی توسط این فیلترها برای پس زمینه های مختلف در جدول نشان داده شده است. 4.1. جدول نشان می دهد که بیشترین کاهش تداخل خورشیدی توسط فیلتر IKS-33 حاصل می شود. مشکی فیلم پلی اتیلنکمی پایین تر از IKS-33.

بنابراین، حتی با استفاده از فیلتر IKS-33، تداخل خورشیدی تنها 3.3 بار سرکوب می شود، که نمی تواند منجر به بهبود اساسی در ایمنی نویز دستگاه تشخیص نوری غیرفعال شود.

فیلتر فرکانس فضایی بهینهمشخص است که ویژگی های تشخیص در شرایط فیلتر خطی بهینه به طور منحصر به فردی با مقدار نسبت سیگنال به نویز مرتبط است. برای ارزیابی و مقایسه آنها، استفاده از مقدار راحت است

که در آن U دامنه سیگنال است، چگالی توان طیفی سیگنال است، چگالی توان طیفی تداخل است.

میز 1. سرکوب تداخل خورشیدی توسط فیلترهای مختلف برای پس زمینه های مختلف

از نظر فیزیکی، مقدار نسبت انرژی سیگنال به چگالی توان طیفی تداخل است. بدیهی است که با تغییر زاویه جامد ناحیه حساسیت ابتدایی، شدت نویز ساطع شده از پس زمینه و ورود به کانال گیرنده تغییر می کند. در عین حال، دامنه سیگنال به شکل هندسی ناحیه حساسیت اولیه بستگی دارد. اجازه دهید دریابیم که در چه پیکربندی از ناحیه حساسیت اولیه، مقدار q به حداکثر مقدار خود می رسد، که برای آن در نظر می گیریم ساده ترین مدلتشخیص بگذارید ناحیه حساسیت IKSO نسبت به پس زمینه بی حرکت باشد و جسم شناسایی شده با سرعت زاویه ای حرکت کند. Vo6نسبت به نقطه مشاهده ناحیه حساسیت و جسم در صفحه عادی نسبت به محور نوری مستطیل شکل است و ابعاد زاویه ای جسم و میدان دید آنقدر کوچک است که می توان با دقت کافی در نظر گرفت.

زاویه جامدی که جسم در آن قابل مشاهده است کجاست، زاویه جامد ناحیه حساسیت است، اندازه زاویه ای جسم است،

در افقی و صفحات عمودی; اندازه زاویه ای ناحیه حساسیت به ترتیب در سطوح افقی و عمودی.

روشنایی انرژی جسم B در کل سطح آن تقریباً یکسان است و چگالی طیفی روشنایی انرژی نویز پس‌زمینه در کل سطح پس‌زمینه یکسان است. سیگنال و نویز پس زمینه افزودنی هستند. حرکت جسم به طور یکنواخت در صفحه زاویه a « رخ می دهد. گیرنده انرژی بدون اینرسی، قانون مربع است. سیگنال از گیرنده به یک فیلتر بهینه قابل تنظیم تغذیه می شود. سپس چگالی توان طیفی تداخل پس زمینه در خروجی گیرنده با عبارت:

جایی که قبطی- ضریب انتقال سیستم نوری؛ به تی- ضریب انتقال مسیر انتشار سیگنال؛ به NS- حساسیت گیرنده

هنگامی که جسم از میدان دید عبور می کند، یک پالس سیگنال در خروجی گیرنده تشکیل می شود که شکل و طیف آن، اگر u، با عبارات زیر تعیین می شود:

که در آن U0 یک پالس سیگنال با دامنه واحد است. - طیف یک پالس سیگنال با دامنه واحد.

برای یک تداخل ساطع کننده پس زمینه، که چگالی طیفی توان آن شکل دارد، مقدار خروجی گیرنده بدون اینرسی مطابق با عبارت تعیین می شود.

ماهیت وابستگی مقدار ui به شکلی است که در شکل نشان داده شده است. 4.16. از موارد فوق نتیجه می گیرد که برای اطمینان از حداکثر نسبت سیگنال / نویز پس زمینه، شکل ناحیه حساسیت باید با شکل جسم همراه شود.

در مورد نویز نوسان پس‌زمینه، حداکثر مقدار نسبت سیگنال / نویز پس‌زمینه زمانی به دست می‌آید که شکل هندسی ناحیه حساسیت اولیه با شکل جسم مطابقت داشته باشد. این نتیجه گیری برای مورد تداخل خورشیدی پالسی نیز قابل استفاده است. این با این واقعیت واضح تأیید می شود که با افزایش زاویه جامد ناحیه حساسیت از مقداری برابر با زاویه جامدی که جسم در آن قابل مشاهده است، دامنه سیگنال تغییر نمی کند و دامنه تداخل خورشیدی به نسبت افزایش می یابد. به زاویه جامد ناحیه حساسیت. یعنی روش فیلتر فرکانس مکانی بهینه امکان افزایش مصونیت ابزارهای تشخیص نوری غیرفعال را در برابر تداخل همرفتی و خورشیدی فراهم می کند.

روش دو باند دریافت تابش مادون قرمز.ماهیت این روش در معرفی یک کانال دوم به IKSO نهفته است که دریافت تابش IR را در محدوده مرئی یا نزدیک به IR تضمین می کند تا اطلاعات اضافی را که سیگنال را از تداخل متمایز می کند به دست آورد. استفاده از چنین کانالی در ارتباط با کانال اصلی در شرایط یک اتاق بی اثر است، زیرا هم سیگنال و هم تداخل در حضور روشنایی در هر دو محدوده طیفی ایجاد می شود. استفاده از کانال برد مرئی هنگامی که در خارج از محوطه حفاظت شده، در مکان هایی که برای مسدود کردن این کانال توسط منابع نور مصنوعی غیرقابل دسترس نیست، نصب می شود، بسیار موثرتر است. در این حالت، هنگامی که نور خورشید تغییر می کند، کانال سیگنالی را تولید می کند که عملکرد احتمالی IKSO را تحت تأثیر تداخل خورشیدی ممنوع می کند. با چنین سازماندهی، روش دو باند امکان حذف کامل آلارم های کاذب IKSO را که به دلیل وقوع تداخل خورشیدی امکان پذیر است، فراهم می کند. امکان مسدود شدن کانال حرارتی در طول مدت تداخل آشکار است.

روش‌های پارامتریک برای افزایش مصونیت صوتی IKSO.اساس روش های پارامتریک برای افزایش مصونیت نویز IKSO، شناسایی سیگنال های مفید توسط یک یا مجموعه ای از پارامترهای مشخصه اشیاء ایجاد کننده این سیگنال ها است. به عنوان چنین پارامترهایی می توان از سرعت حرکت جسم، ابعاد آن، فاصله تا جسم استفاده کرد. در عمل، به عنوان یک قاعده، مقادیر خاص پارامترها از قبل مشخص نیست. با این حال، محدوده خاصی از تعریف آنها وجود دارد. بنابراین، سرعت حرکت یک فرد با پای پیاده کمتر از 7 متر بر ثانیه است. مجموع چنین محدودیت هایی می تواند به طور قابل توجهی محدوده تعریف سیگنال مفید را محدود کند و در نتیجه احتمال هشدار نادرست را کاهش دهد.

اجازه دهید چند روش برای تعیین پارامترهای یک شی در هنگام تشخیص نوری غیرفعال آن در نظر بگیریم. برای تعیین سرعت حرکت جسم، اندازه خطی آن در جهت حرکت و فاصله تا آن، لازم است دو ناحیه حساسیت موازی را سازماندهی کنیم که در صفحه حرکت جسم با فاصله اولیه L قرار دارند. سپس به راحتی می توان تعیین کرد که سرعت حرکت جسم نسبت به مناطق حساس طبیعی است

زمان تأخیر بین سیگنال ها در کانال های دریافت کننده کجاست.

اندازه خطی جسم بابدر صفحه نرمال به مناطق حساسیت به عنوان تعریف شده است

تیو کجاست .5 - مدت زمان پالس سیگنال در سطح U = 0.5U max.

تحت شرایط، فاصله تا جسم با عبارت تعیین می شود

که در آن اندازه زاویه ای ناحیه حساسیت اولیه بر حسب رادیان است؛ مدت زمان لبه جلویی پالس سیگنال است.

مقادیر پارامتر را دریافت کرد واب، b ^، D o6 با دامنه های تعریف آنها مقایسه می شود، پس از آن تصمیم گیری در مورد تشخیص شی گرفته می شود. در مواردی که سازماندهی دو ناحیه حساسیت موازی غیرممکن است، پارامترهای پالس سیگنال می توانند به عنوان پارامترهای شناسایی عمل کنند: زمان افزایش، مدت زمان پالس و غیره. شرط اصلی برای اجرای این روش، پهنای باند وسیع مسیر دریافت است که برای دریافت سیگنال بدون تحریف شکل آن ضروری است. در این حالت استفاده از روش فیلتراسیون بهینه منتفی است. یک پارامتر تحریف نشده در فرآیند فیلترینگ بهینه، مدت زمان تأخیر بین سیگنال‌ها است که در کانال‌های جدا شده از فضا رخ می‌دهد. بنابراین، شناسایی توسط این پارامتر می تواند بدون گسترش پهنای باند مسیر دریافت انجام شود. برای انجام شناسایی سیگنال مفید در ICSO با ناحیه حساسیت چند پرتوی با توجه به پارامتر m 3، لازم است که در صفحه حرکت جسم با کمک گیرنده های مستقل تشکیل شود.

به عنوان مثال، دامنه های تعیین پارامترهای پالس سیگنال و مقدار m3 را برای یک ICSO تک موقعیت با یک ناحیه حساسیت چند پرتو در مقادیر واقعی واگرایی زاویه ای ناحیه حساسیت اولیه an = 0.015 در نظر بگیرید. راد، اندازه مردمک ورودی d = 0.05 متر و زاویه بین مناطق حساسیت ap = 0.3 راد.

مدت زمان پالس در سطح صفر با بیان تعیین می شود

محدوده تعریف مدت زمان پالس برای محدوده سرعت V O 6 = 0.1.7.0 m / s، t io = 0.036 ... 4.0 ثانیه است. محدوده دینامیکی

ناحیه تعیین مدت زمان پالس در سطح 0.5U max باریکتر است و 0.036 ... 2.0 ثانیه و محدوده دینامیکی است.

مدت زمان لبه جلویی پالس سیگنال با بیان تعیین می شود

حوزه تعریف از کجا می آید و پویایی

دامنه

مدت تأخیر بین پالس های ایجاد شده در کانال های مجاور را می توان با فرمول تعیین کرد:

محدوده تعریف مقدار تاخیر 0 ... 30 ثانیه. برای مقدار پذیرفته شده d = 0.05 m و محدوده محدوده D o6 = 1 ... 10 m، ناحیه تعریف 4.5 ... 14.0 و محدوده دینامیکی 3.1 است.

برای d = 0، محدوده دینامیکی برای همه محدوده ها Do6= 0 ... 10 متر.

بنابراین، پایدارترین پارامتر شناسایی مقدار m 3 / tf است.

با توجه به همزمانی ظاهر تداخل خورشیدی در کانال های با فاصله از هم که در Sec. 4.3، امکان جداسازی کامل از آن با استفاده از پارامتر وجود دارد

استفاده از کانال های مستقل افزایش مقاومت دستگاه در برابر تداخل همرفتی را امکان پذیر می کند، زیرا تصمیم نهایی برای تشخیص تنها در صورتی اتخاذ می شود که سیگنال ها در حداقل دو کانال در یک بازه زمانی مشخص تعیین شده توسط حداکثر تاخیر ممکن پالس سیگنال بین تشخیص داده شوند. کانال ها در این مورد، احتمال هشدار نادرست توسط عبارت تعیین می شود

جایی که Rls1. Рлсг - احتمال هشدارهای نادرست در کانال های جداگانه.

تحلیل مقایسه ای روش های افزایش ایمنی نویز IKSO.روش های فوق برای افزایش ایمنی نویز IKSO هم از نظر ماهیت فیزیکی و هم در پیچیدگی اجرا بسیار متنوع هستند. هر یک از آنها به طور جداگانه دارای مزایا و معایب خاصی هستند. برای سهولت در مقایسه این روش ها از نظر ترکیبی از کیفیت های مثبت و منفی، جدول ریخت شناسی تهیه می کنیم. 4.2.

از جدول می توان دریافت که هیچ روش واحدی نمی تواند تمام تداخل ها را کاملاً سرکوب کند. با این حال، استفاده همزمان از چندین روش می تواند به طور قابل توجهی ایمنی صدا IKSO را با عارضه جزئی دستگاه به طور کلی افزایش دهد. از نظر ترکیب کیفیات مثبت و منفی، ترجیحاً بهترین ترکیب عبارت است از: فیلتر طیفی + فیلتر فرکانس مکانی + روش پارامتریک.

اجازه دهید روش ها و ابزارهای اصلی اجرا شده در عمل در ICSO مدرن را در نظر بگیریم، که امکان اطمینان از احتمال کافی تشخیص با حداقل فرکانس هشدارهای نادرست را فراهم می کند.

برای محافظت از دستگاه گیرنده در برابر اثرات تشعشعات در خارج از محدوده طیفی سیگنال، اقدامات زیر انجام می شود:

پنجره ورودی پیرومدول با صفحه ژرمانیومی پوشیده شده است که تابش با طول موج کمتر از 2 میکرون را منتقل نمی کند.

پنجره ورودی تمام CO از پلی اتیلن با چگالی بالا ساخته شده است که استحکام کافی برای حفظ را فراهم می کند ابعاد هندسیو در عین حال، تابش غیر انتقال دهنده در محدوده طول موج از 1 تا 3 میکرون.

جدول 2. روش های افزایش ایمنی نویز ICSO

	صفات مثبت	ویژگی های منفی
دیفرانسیل		ایمنی پایین در برابر تداخل نامرتبط
فیلتر فرکانس	سرکوب جزئی تداخل خورشیدی و همرفتی	پیچیدگی پیاده سازی برای سیستم های چند کاناله
فیلتر طیفی	سهولت اجرا. سرکوب جزئی تداخل خورشیدی	تداخل همرفتی سرکوب نمی شود
دو بانده	سرکوب کامل تداخل خورشیدی، مسیر پردازش ساده	قابلیت مسدود کردن محصول توسط منابع نور خارجی. تداخل همرفتی سرکوب نمی شود. نیاز به یک کانال نوری اضافی
فیلتر فرکانس فضایی بهینه	سرکوب بخشی از پس زمینه و تداخل خورشیدی. سهولت اجرا	لزوم استفاده از گیرنده هایی با شکل خاص ناحیه حساس
روش های پارامتریک	سرکوب جزئی نویز پس زمینه دفع چشمگیر آشفتگی خورشیدی	پیچیدگی مسیر پردازش

لنزهای فرنل به شکل دایره های متحدالمرکز ساخته شده بر روی سطح پنجره ورودی ساخته شده از پلی اتیلن با فاصله کانونی مطابق با حداکثر سطح تشعشع مشخصه دمای بدن انسان ساخته می شوند. تابش های طول موج های دیگر از طریق این عدسی "لکه دار" می شوند و در نتیجه ضعیف می شوند.

با این اقدامات می توان اثر تداخل منابع خارج از محدوده طیفی را به میزان هزاران کاهش داد و از امکان عملکرد IKSO در شرایط نور شدید خورشیدی، استفاده از لامپ های روشنایی و غیره اطمینان حاصل کرد.

یک وسیله قدرتمند محافظت در برابر تداخل حرارتی استفاده از یک گیرنده pyoreceiver دو سایت با تشکیل یک منطقه حساسیت دو پرتو است. هنگامی که شخصی عبور می کند، یک سیگنال به طور متوالی در هر یک از دو پرتو ظاهر می شود و نویز حرارتی تا حد زیادی با هم مرتبط است و می توان با استفاده از ساده ترین طرح تفریق آن را کاهش داد. تمام IKSO های غیرفعال مدرن از دو پلتفرم استفاده می کنند و جدیدترین مدل ها نیز از چهار عنصر پیرو استفاده می کنند.

در ابتدای بررسی الگوریتم های پردازش سیگنال، لازم است به نکات زیر توجه شود. برای تعیین یک الگوریتم، شرکت‌های تولیدی مختلف می‌توانند از اصطلاحات متفاوتی استفاده کنند، زیرا یک سازنده اغلب یک نام منحصر به فرد برای یک الگوریتم پردازش خاص می‌گذارد و آن را تحت علامت تجاری خود استفاده می‌کند، اگرچه در واقع می‌تواند از هر روش تحلیل سیگنال سنتی که توسط شرکت‌های دیگر استفاده می‌شود، استفاده کند. ...

الگوریتم فیلتراسیون بهینهشامل استفاده نه تنها از دامنه سیگنال، بلکه از تمام انرژی آن، یعنی حاصلضرب دامنه و مدت زمان می شود. یک نشانه آموزنده اضافی سیگنال وجود دو جبهه - در ورودی "پرتو" و در خروجی آن است که باعث می شود تا از بسیاری از تداخل ها که به شکل "گام" هستند دور شوید. به عنوان مثال، در IKSO Vision-510، واحد پردازش دوقطبی و تقارن شکل سیگنال را از خروجی pyreceiver دیفرانسیل تجزیه و تحلیل می کند. ماهیت پردازش، مقایسه سیگنال با دو آستانه و در برخی موارد، مقایسه دامنه و مدت سیگنال‌های با قطبیت متفاوت است. همچنین می توان این روش را با شمارش جداگانه مازاد آستانه مثبت و منفی ترکیب کرد. PARADOX نام این الگوریتم را Entry/Exit Analysis گذاشته است.

با توجه به این واقعیت که نویز الکتریکی دارای مدت زمان کوتاه یا شیب دار است، برای افزایش ایمنی نویز، استفاده از الگوریتم جداسازی - انتخاب یک جبهه شیب دار و مسدود کردن دستگاه خروجی برای مدت زمان عملکرد آنها، مؤثرتر است. . بنابراین، عملکرد پایدار CO حتی در شرایط تداخل شدید الکتریکی و رادیویی در محدوده از صدها کیلوهرتز تا یک گیگاهرتز در شدت میدان تا SE / m به دست می آید. گذرنامه های IKSO مدرن نشان دهنده مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی با شدت میدان تا 20 ... 30 ولت در متر است.

روش موثر بعدی برای افزایش ایمنی نویز استفاده از مدار است "شمارش نبض".نمودار حساسیت برای متداول ترین CO های "فله" ساختاری چند پرتو دارد. این بدان معنی است که هنگام حرکت، شخص به طور متوالی از چندین پرتو عبور می کند. علاوه بر این، تعداد آنها به طور مستقیم با تعداد پرتوهای تشکیل دهنده منطقه تشخیص CO و مسافت طی شده توسط یک فرد متناسب است. اجرای این الگوریتم بسته به اصلاح CO متفاوت است. متداول ترین تنظیم دستی سوئیچ برای تعداد مشخصی پالس. بدیهی است که در این راستا با افزایش تعداد پالس ها، مصونیت صوتی IKSO افزایش می یابد. برای اینکه دستگاه فعال شود، شخص باید از چندین پرتو عبور کند، اما این ممکن است توانایی تشخیص دستگاه را به دلیل وجود "مناطق مرده" کاهش دهد. PARADOX ICSO از یک الگوریتم پردازش سیگنال APSP pyreceiver ثبت شده استفاده می کند که به طور خودکار تعداد پالس ها را بسته به سطح سیگنال تغییر می دهد. برای سیگنال های سطح بالا، آشکارساز بلافاصله زنگ هشدار ایجاد می کند، در حالی که به عنوان آستانه عمل می کند، و برای سیگنال های سطح پایین به طور خودکار به حالت شمارش پالس تغییر می کند. این امر احتمال آلارم های کاذب را کاهش می دهد و در عین حال همان تشخیص را حفظ می کند.

ICSO Enforcer-QX از الگوریتم‌های شمارش پالس زیر استفاده می‌کند:

SPP - تکانه ها فقط برای سیگنال هایی با علائم متناوب شمارش می شوند.

SGP3 - فقط گروه هایی از پالس ها با قطب مخالف شمارش می شوند. در اینجا، زمانی که سه گروه از این قبیل در یک زمان تعیین شده ظاهر می شوند، یک وضعیت هشدار رخ می دهد.

در جدیدترین تغییرات IKSO برای افزایش ایمنی نویز از طرح استفاده شده است "پذیرایی اقتباسی".در اینجا آستانه به طور خودکار سطح نویز را کنترل می کند و با افزایش آن نیز افزایش می یابد. با این حال، این روش عاری از معایب نیست. با یک الگوی حساسیت چند مسیره، به احتمال زیاد یک یا چند پرتو به سمت یک منطقه بسیار آشفته هدایت شوند. در این حالت، حداقل حساسیت کل دستگاه، از جمله آن دسته از پرتوهایی که شدت تداخل در آنها ناچیز است، ایجاد می شود. این امر احتمال تشخیص کل دستگاه را کاهش می دهد. برای از بین بردن این اشکال، پیشنهاد می شود قبل از روشن کردن دستگاه، پرتوهای با حداکثر نویز را "شناسایی" کنید و آنها را با استفاده از صفحه های مات مخصوص سایه بزنید. در برخی از نسخه های دستگاه ها در مجموعه تحویل گنجانده شده اند.

تجزیه و تحلیل مدت سیگنال را می توان هم با روش مستقیم اندازه گیری زمانی انجام داد که در طی آن سیگنال از یک آستانه خاص فراتر می رود و هم در حوزه فرکانس با فیلتر کردن سیگنال از خروجی پیرورسیور، از جمله استفاده از آستانه شناور،تجزیه و تحلیل فرکانس وابسته به محدوده آستانه پاسخ در یک سطح پایین در محدوده فرکانس سیگنال مفید و در سطح بالاتر خارج از این محدوده فرکانس تنظیم می شود. این روش در IKSO Enforcer-QX گنجانده شده است و با نام IFT ثبت شده است.

نوع دیگری از پردازش طراحی شده برای بهبود ویژگی های IKSO است جبران دمای خودکاردر محدوده دمای محیط 25 ... 35 درجه سانتیگراد، به دلیل کاهش کنتراست حرارتی بین بدن انسان و پس زمینه، حساسیت پیرورسیور کاهش می یابد و با افزایش بیشتر دما، حساسیت دوباره افزایش می یابد، اما "با علامت مخالف." در مدارهای جبران حرارتی به اصطلاح "معمولی"، دما اندازه گیری می شود و با افزایش آن، بهره به طور خودکار افزایش می یابد. در "واقعی"یا "دو طرفه"جبران، افزایش کنتراست حرارتی برای دماهای بالاتر از 25 ... 35 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. استفاده از جبران خودکار دما، حساسیت تقریبا ثابت ICSO را در یک محدوده دمایی وسیع تضمین می کند. چنین جبران حرارتی در ICSO توسط PARADOX و C&K SYSTEMS استفاده می شود.

انواع پردازش ذکر شده را می توان به وسیله آنالوگ، دیجیتال یا ترکیبی انجام داد. در ICSO مدرن، روش‌های پردازش دیجیتال به طور فزاینده‌ای با استفاده از میکروکنترلرهای تخصصی با ADC و پردازنده‌های سیگنال مورد استفاده قرار می‌گیرند، که امکان پردازش دقیق ساختار "ریز" سیگنال را برای تشخیص بهتر آن از پس‌زمینه نویز فراهم می‌کند. اخیرا گزارش هایی مبنی بر توسعه ICSO کاملا دیجیتالی منتشر شده است که به هیچ وجه از عناصر آنالوگ استفاده نمی کند. در این IKSO سیگنال خروجی پیرورسیور مستقیماً به مبدل آنالوگ به دیجیتال با محدوده دینامیکی بالا وارد می شود و تمامی پردازش ها به صورت دیجیتال انجام می شود. استفاده از پردازش کاملا دیجیتالی به شما این امکان را می دهد که از شر "اثرات آنالوگ" مانند اعوجاج سیگنال، تغییر فاز و نویز بیش از حد خلاص شوید. Digital 404 از الگوریتم پردازش سیگنال اختصاصی SHIELD که شامل APSP است استفاده می کند و پارامترهای سیگنال زیر را تجزیه و تحلیل می کند: دامنه، مدت زمان، قطبیت، انرژی، زمان افزایش، شکل، زمان وقوع و توالی سیگنال. هر دنباله سیگنال با الگوهای مربوط به حرکت و تداخل مقایسه می شود، حتی نوع حرکت نیز تشخیص داده می شود و در صورت عدم رعایت معیارهای هشدار، داده ها برای تجزیه و تحلیل دنباله بعدی در حافظه ذخیره می شوند یا کل دنباله سرکوب می شود. استفاده ترکیبی از محافظ فلز و سرکوب تداخل نرم افزاری امکان افزایش مصونیت دیجیتال 404 در برابر تداخل الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی را تا 30 ... 60 ولت بر متر در محدوده فرکانس از 10 مگاهرتز تا 1 گیگاهرتز فراهم کرد.

مشخص شده است که به دلیل ماهیت تصادفی سیگنال های مفید و مزاحم، الگوریتم های پردازش مبتنی بر تئوری تصمیم گیری های آماری بهترین هستند. با قضاوت بر اساس اظهارات توسعه دهندگان، این روش ها شروع به استفاده در آخرین مدل های ICSO از C&K SYSTEMS کرده اند.

به طور کلی، قضاوت عینی در مورد کیفیت پردازش استفاده شده، فقط بر اساس داده های سازنده، دشوار است. علائم غیر مستقیمداشتن یک CO با مشخصات تاکتیکی و فنی بالا می تواند وجود مبدل آنالوگ به دیجیتال، ریزپردازنده و حجم زیادی از برنامه پردازش مورد استفاده باشد.

تفاوت بین سنسورهای مادون قرمز فعال و غیرفعال

سنسورهای مادون قرمز هر روز در حال گسترش هستند. چه متوجه شوید یا نه، احتمالاً بیش از یک بار در زندگی خود از سنسور مادون قرمز (IR) استفاده کرده اید. بسیاری از ما کانال های تلویزیون را با یک کنترل از راه دور تغییر می دهیم که نور مادون قرمز ساطع می کند، و بسیاری از ما از سنسورهای امنیتی استفاده می کنیم که حرکت را از طریق نور مادون قرمز تشخیص می دهند.

سازندگان به طور گسترده از سنسورهای IR استفاده می کنند، و شما احتمالاً آنها را در حال کار به صورت خودکار دیده اید. درب های گاراژاوه امروزه دو نوع حسگر مادون قرمز وجود دارد - فعال و غیرفعال. در این پست در مورد تفاوت سنسورهای مادون قرمز فعال و غیر فعال و حوزه کاربرد آنها صحبت خواهیم کرد.

اصل عملکرد سنسور IR ساده است. در یک سنسور IR استاندارد، یک ساطع کننده نور نامرئی را در فاصله ای به گیرنده می فرستد. اگر گیرنده سیگنالی دریافت نکند، سنسور نشان می دهد که یک شی در بین آن قرار دارد. اما تفاوت سنسورهای غیرفعال و فعال دقیقا چیست؟

ممکن است تصور کنید که حسگرهای IR غیرفعال نسبت به همتایان فعال خود پیچیده تر هستند، اما اشتباه می کنید. درک عملکرد سنسور PIR ممکن است دشوار باشد. اول، همه (مردم، حیوانات، حتی اجسام بی جان) مقدار مشخصی از اشعه مادون قرمز ساطع می کنند. تشعشعات مادون قرمزی که آنها ساطع می کنند به گرما و ترکیب مواد یک جسم یا جسم مربوط می شود. انسان ها نمی توانند IR را ببینند، اما انسان ها دستگاه های تشخیص الکترونیکی برای تشخیص این سیگنال های نامرئی ساخته اند.

سنسورهای IR منفعل (PIR) از یک جفت سنسور پیروالکتریک برای تشخیص انرژی حرارتی در محیط... این دو سنسور در کنار هم نصب می شوند و زمانی که اختلاف سیگنال بین آنها تغییر می کند (مثلاً اگر فردی وارد اتاق شود)، سنسور روشن می شود. تابش مادون قرمز بر روی هر یک از دو سنسور پیروالکتریک با استفاده از یک سری لنز طراحی شده به عنوان بدنه حسگر متمرکز می شود. این لنزها ناحیه دید دستگاه را گسترش می دهند.

در حالی که لوازم الکترونیکی پایه لنز و حسگر فناوری پیچیده ای هستند، اما استفاده از این دستگاه ها آسان است. کاربرد عملی... شما فقط به یک منبع تغذیه و یک خط زمین برای سنسور نیاز دارید تا یک خروجی مجزا تولید کند که به اندازه کافی قوی باشد تا میکروکنترلر بتواند از آن استفاده کند. ترفندهای معمولی شامل افزودن پتانسیومتر برای تنظیم حساسیت و تنظیم مدت زمان روشن ماندن PIR پس از فعال شدن است.

معمولاً سنسورهای PIR را در دزدگیرهای سرقت و سیستم های روشنایی خودکار پیدا خواهید کرد. این برنامه ها نیازی به سنسور برای تشخیص مکان خاصی از یک جسم ندارند، فقط اشیاء متحرک یا افراد را در یک منطقه خاص تشخیص می دهد.

در حالی که حسگرهای PIR برای کاربردشان عالی هستند، اگر بخواهید حرکت را به طور کلی تشخیص دهید، اطلاعات بیشتری در مورد موضوع به شما نمی دهند. برای کسب اطلاعات بیشتر، به یک سنسور IR فعال نیاز دارید. برای تنظیم یک سنسور IR فعال، هم یک امیتر و هم یک گیرنده مورد نیاز است، اما این روش اندازه گیری ساده تر از همتای غیرفعال خود است. این نحوه عملکرد IR فعال در سطح پایه است. فرستنده IR یک پرتو نور را به سمت گیرنده داخلی ساطع می کند. اگر هیچ چیز مانعی نداشته باشد، گیرنده سیگنال را می بیند. اگر گیرنده پرتو مادون قرمز را نبیند، تشخیص می دهد که جسم بین امیتر و گیرنده قرار دارد و بنابراین در ناحیه تحت نظارت وجود دارد.

یکی از انواع سنسورهای IR فعال استاندارد از امیتر و گیرنده در جهت یکسان استفاده می کند. هر دو بسیار نزدیک به یکدیگر نصب شده اند تا گیرنده بتواند انعکاس تشعشعات یک جسم را هنگام ورود به منطقه تشخیص دهد. بازتابنده ثابت سیگنال را به عقب می فرستد. این روش نصب واحدهای امیتر و گیرنده جداگانه را تکرار می کند، اما بدون نیاز به نصب قطعه الکتریکی از راه دور. هر روش بر اساس ماده ای که حسگر تشخیص می دهد و سایر شرایط خاص، مزایا و معایبی دارد.

سنسورهای مادون قرمز فعال در محیط های صنعتی بسیار رایج هستند. در این برنامه‌ها، یک جفت فرستنده و گیرنده می‌توانند با دقت مشخص کنند که آیا یک جسم، مثلاً در یک موقعیت خاص روی نوار نقاله قرار دارد یا خیر. همچنین می‌توانید سنسورهای مادون قرمز فعال را در سیستم‌های امنیتی درب گاراژ پیدا کنید که از آسیب یا خرابی مکانیکی ناشی از موانع در مسیر درب جلوگیری می‌کند. کاربرد شما هر چه باشد، حسگرهای مادون قرمز زیادی در پیکربندی‌های غیرفعال و فعال برای مطابقت با نیازهای شما موجود است.