Tūrinis IR detektorius. Pasyvūs infraraudonųjų spindulių jutikliai. Veikimo principas ir sąlygos

Judesio detektoriai yra apsaugos sistemos pagrindas, jų tipas ir specifikacijas nustatyti jo veiksmingumo lygį ir neteisėto patekimo sudėtingumą.

Dažniausiai signalizacijos sistemose naudojami detektoriai yra pasyvūs infraraudonųjų spindulių judesio jutikliai.

Pagrindinė jų funkcija – visos patalpos saugomos erdvės tūrinis valdymas.

Veikimo principas ir sąlygos


Prietaisas registruoja objekto šiluminės spinduliuotės ir bendro fono pokyčių dinamiką. Stebėjimas atliekamas tam tikrą laiką.

Veikimui būtinas tam tikrų sąlygų derinys. Pirma, objekto padėties pasikeitimas detektoriaus valdomoje erdvėje.

Antra, trajektorija turi eiti statmenai įrenginio generuojamos IR spinduliuotės krypčiai.

Trečia, atstumas nuo spinduliuotės šaltinio turi būti pakankamas jo suvokimo lygiui, tai yra, jis turi nustatyti temperatūros skirtumą tarp objekto (įskaitant drabužius) ir aplinkinio fono.

Jautrumas


Pagrindinis prietaiso skenavimo elementas – pirodetektorius – turi dvigubą struktūrą, todėl kiekvieno pluošto porinis padalijimas vyksta spinduliavimo plokštumoje.

Atsižvelgiant į įvairių infraraudonųjų spindulių judesio jutiklių modelių struktūrines ypatybes, įvairių modelių jautrumo zonos gali būti skirtingos konfigūracijos. Tai gali būti taškiniai spinduliai, nukreipti į mažą kampinį segmentą, sudarantys tolimą aptikimo tašką.

Keletas tokių sijų, išsidėsčiusių horizontalioje arba vertikalioje plokštumoje, sudaro „vertikalią barjerą“ arba „skenavimo paviršių“, jis gali būti horizontalus arba turėti nuolydį.

Vienas platus spindulys, skleidžiamas horizontalioje arba vertikalioje plokštumoje, sudaro „nuskaitymo uždangą“.

Be to, generuojamos spinduliuotės intensyvumas turi įtakos nuskaitytos paleidimo zonos ilgiui. Panoraminis sektorius gali svyruoti nuo 30 0 iki 180 0 sieniniams detektoriams ir apskritas sektorius - 360 0 lubų modeliai. Taip pat galima reguliuoti spindulių skaičių ir jų pasvirimo kampą iki 90 0 .

Šią įvairovę lemia eksploatavimo reikalavimai įvairios sąlygos ir aukštas lygis efektyvumą, kuris turėtų užtikrinti vienodą detektoriaus jautrumą visame apsaugotame atsako tūryje.

Optiniai elementai


Detektoriaus jautrumas priklauso nuo pluošto ploto persidengimo procento. Atitinkamai, 15–20 m atstumu, norint aptikti žmogaus dydžio objektą, reikalingas pluoštas, kurio plotis ne didesnis kaip 100.

Tačiau artėjant prie įrenginio jautrumo lygis padidės, o iš 5 m atstumo paprasta pelė gali kelti aliarmą.

Siekiant paskirstyti jautrių zonų vienodumą, optiniai elementai sudaro kelis skirtingo pločio ir krypčių spinduliuotės sektorius. skirtingi kampai. Pats prietaisas, kaip taisyklė, montuojamas šiek tiek aukščiau nei žmogaus ūgis.

Vadinasi, visas aptikimo zonos tūris yra padalintas į kelis sektorius, su skirtingu spindulių jautrumo laipsniu, parinktus taip, kad bendras įrenginio jautrumas nekitų tolstant ar artėjant prie jo.

Pasyviųjų IR judesio jutiklių jautrumo vienodumo problema sprendžiama optinių difuzorių pagalba.

Tokią sistemą galima tiksliau sureguliuoti, todėl jos jautrumą dideliais atstumais galima padidinti iki 60%. Be to, segmento struktūra palengvina netoli esančios „sabotažo“ zonos apsaugą.

Tripleksinės technologijos panaudojimas veidrodžiuose leidžia naudoti infraraudonųjų spindulių judesio jutiklius patalpose, kuriose yra augintiniai.

Šiuolaikiniuose didelio našumo modeliuose naudojamas abiejų sistemų derinys, kai Fresnel objektyvas valdo vidurinę zoną, o veidrodinė optika įtaiso tolimesnius priėjimus ir sabotažo zoną.

Piro imtuvas ir trukdžiai


Piroelektrinis keitiklis yra puslaidininkinis įtaisas, galintis aptikti temperatūros skirtumus ir paversti juos elektriniu impulsu.

Šiuose jutikliuose naudojamos poros, o kai kuriuose modeliuose – dvi poros piroelektrinių elementų. Tai sumažina klaidingų pavojaus signalų, kuriuos sukelia paprastas kambario temperatūros padidėjimas, skaičių.

Suporuotuose piro imtuvuose suveikimas įvyksta tik tada, kai vienas iš pluoštų susikerta, apdorojimas vyksta pagal diferencialinį algoritmą, atimant vieno piro elemento signalą iš kito signalo.

Pagrindiniai trikdžių tipai, galintys sukelti klaidingą integruotų IR judesio jutiklių suveikimą:

  • vabzdžiai, patekę į jutiklio korpusą arba ant jo;
  • Augintiniai;
  • vibracijos ir smūgiai;
  • radijo ir elektromagnetiniai trukdžiai;
  • kryptingi ir ryškūs šviesos šaltiniai;
  • oro kondicionieriai, akumuliatoriai, termo užuolaidos ir kita klimato įranga;
  • dalinis IR spindulių atspindys nuo prietaiso vidinio paviršiaus;
  • detektoriaus vidinių dalių šildymas.

Apdorojimo blokas


Analoginis, skaitmeninis arba kombinuotas įrenginys, apdorojantis iš natūralaus imtuvo gaunamus signalus, siekiant atskirti įsibrovėlio sukeltą impulsą nuo bendrojo trukdžių srauto.

Apdorojimo algoritmas pagrįstas signalo formos, trukmės ir dydžio analize. Žmogaus figūros signalas yra simetriškas ir dvipolis, priešingai nei triukšmingi nesubalansuoti signalai.

Signalo reikšmė yra pagrindinis parametras, pagal kurį analizuojamas gaunamas impulsas.

Pigiuose BO modeliuose analizuojamas tik jis, lyginamas su slenksčio rodikliu ir skaičiuojamas operacijų skaičius. Viršijus tam tikrą skaičių per laiko vienetą, įjungiamas aliarmas.

Šis metodas yra netobulas ir sukelia daug klaidingų pavojaus signalų dėl vibracijos ar elektromagnetinių trukdžių.

Jei nustatote mažą jautrumą, jutikliuose, kurių valdymo zona yra „vienos užuolaidos“, gali nebūti jokio veikimo, jei kerta tik vieną spindulį.

Brangesniuose jutikliuose papildomai analizuojamas įeinančio signalo poliškumas ir simetrija.

Judesio detektorių apsaugos nuo trukdžių metodai


Išorinių lęšių specialus šviesą filtruojantis plastikas padeda apsaugoti piroelektrinį elementą nuo baltos šviesos, apsaugai nuo vabzdžių tarp piro priėmimo elemento ir lęšio yra sumontuota sandari kamera.

Taip pat beveik visi modernūs modeliai yra su tamperio relė, kuri signalizuoja, kad įrenginys buvo sugadintas.

Tipiškas buities modelis su vidutiniu funkcionalumu


PARADOX NV500

Optika – hibridinis cilindro-sferinis lęšis su Fresnelio lęšių segmentais, kurio matymo kampas 1020.

Kryptingumo modelis sukurtas taip, kad būtų užtikrintas vienodas jautrumas visame kontroliuojamame garse. Super Creep Zone yra sabotažo zonos valdymo funkcija. Skaitmeninis gyvūnų aptikimo blokavimas iki 16 kg.

Dviejų lygių impulsų skaičiavimas pagal APSP algoritmą. Automatinis temperatūros kompensavimas. Automatinis skaitmeninis jautrumo reguliavimas 5 lygiais. Apsauga nuo atidarymo – kietojo kūno relė.

Šio tipo jutikliai gali būti naudojami ne tik įrenginyje, bet ir įrenginyje automatinis paleidimas apšvietimas, išankstinio įspėjimo sistemos ir kt.

Infraraudonųjų spindulių detektoriai yra vieni iš labiausiai paplitusių apsaugos nuo įsilaužimo sistemų. Tai paaiškinama labai plačiu jų pritaikymo spektru.

Jie naudojami:

  • kontroliuoti patalpų vidinį tūrį;
  • perimetro apsaugos organizavimas;
  • blokuoja įvairius statybinės konstrukcijos"praeiti".

Be klimato versijos (gatvės ir patalpų įrengimas) jie taip pat skirstomi pagal veikimo principą. Yra du didelės grupės: aktyvus ir pasyvus. Be to, infraraudonųjų spindulių detektoriai skirstomi pagal aptikimo zonos tipą, būtent:

  • tūrinis;
  • linijinis;
  • paviršutiniškas.

Pažiūrėkime eilės tvarka, kokiais tikslais naudojamos vienos ar kitos jų rūšys.

Pasyvūs infraraudonųjų spindulių detektoriai.

Šiuose jutikliuose yra objektyvas, kuris „supjausto“ kontroliuojamą sritį į atskirus sektorius (1 pav.). Detektorius suveikia, kai aptinkami temperatūrų skirtumai tarp šių zonų. Taigi, nuomonė, kad apsaugos jutiklis klaidingai reaguoja grynai į šilumą.

Jei žmogus aptikimo zonoje stovi nejudėdamas, detektorius neveiks. Be to, objekto temperatūra, kuri yra artima foninei temperatūrai, taip pat turi įtakos jo jautrumui žemyn.

Tas pats pasakytina ir apie atvejus, kai objekto judėjimo greitis yra mažesnis arba didesnis už normalizuotą vertę. Paprastai ši vertė svyruoja nuo 0,3 iki 3 metrų per sekundę. To pakanka, kad būtų galima patikimai aptikti įsibrovėlį.

Aktyvūs infraraudonųjų spindulių detektoriai.

Šio tipo įrenginiai susideda iš emiterio ir imtuvo. Jie gali būti pagaminti atskirais blokais arba sujungti į vieną korpusą. Pastaruoju atveju, montuojant tokį apsaugos įrenginį, papildomai naudojamas elementas, atspindintis IR spindulius.

Aktyvus veikimo principas būdingas linijiniams jutikliams, kurie suveikia, kai kerta infraraudonųjų spindulių pluoštą. Žemiau pateikiami pagrindinių IR detektorių tipų veikimo principai ir naudojimo ypatybės.

TŪMIO INFRAUDONŲJŲ RANKOJŲ DETEKTORIAI

Šie įrenginiai yra pasyvūs (kas tai yra žr. aukščiau) ir daugiausia naudojami patalpų vidiniam tūriui valdyti. Tūrinio jutiklio spinduliavimo schemai būdinga:

  • atidarymo kampas vertikalioje ir horizontalioje plokštumose;
  • detektoriaus diapazonas.

Atkreipkite dėmesį - diapazoną rodo centrinė diagramos skiltis, šoninėms jis bus mažesnis.

Bet kuriam infraraudonųjų spindulių jutikliui, įskaitant ir tūrinį, būdinga tai, kad bet kokia kliūtis jam yra nepermatoma, todėl susidaro negyvos zonos. Viena vertus, tai trūkumas, kita vertus, privalumas, nes nereaguojama į judančius objektus už saugomų patalpų ribų.

Be to, trūkumai apima klaidingų teigiamų rezultatų galimybę dėl tokių veiksnių kaip:

  • konvekciniai šilumos srautai, pavyzdžiui, iš įvairių veikimo principų šildymo sistemų;
  • pliūpsnis nuo judančių šviesos šaltinių – dažniausiai automobilių žibintai pro langą.

Taigi, montuojant tūrinį detektorių, šių taškų negalima ignoruoti. Pagal montavimo būdą yra dvi „tūrio didintojų“ versijos.

Sieniniai IR detektoriai.

Idealiai tinka biurams, butams, privatiems namams. Tokiose patalpose baldai ir kiti interjero daiktai dažniausiai išsidėstę palei sienas, todėl nėra aklųjų dėmių. Jei atsižvelgsime į tai, kad tokių jutiklių horizontalus žiūrėjimo kampas yra apie 90 laipsnių, tai įrengus jį kambario kampe, vienas įrenginys gali beveik visiškai užblokuoti nedidelę patalpą.

Lubų tūrio detektoriai.

Tokiems objektams kaip parduotuvės ar sandėliai būdingas lentynų ar vitrinų įrengimas visoje patalpų plote. Lubų jutiklio montavimas tokiais atvejais yra efektyvesnis, žinoma, jei šie elementai yra žemiau lubų.

Priešingu atveju turėsite užblokuoti kiekvieną suformuotą skyrių. Teisybės dėlei reikia pažymėti, kad toks poreikis ne visada iškyla, tačiau tai yra kiekvieno konkretaus objekto signalizacijos projektavimo subtilybės, atsižvelgiant į visas jo individualias ypatybes.

LINJINIAI INFRAUDONŲJŲ RANKŲ DETEKTORIAI

Pagal savo veikimo principą jie yra aktyvūs ir sudaro vieną ar daugiau spindulių, sekdami jų sankirtą galimo įsibrovėlio. Skirtingai nuo tūrinių jutiklių, linijiniai jutikliai yra atsparūs įvairioms oro srovėms, o tiesioginis apšvietimas daugeliu atvejų jiems nepakenks.

Linijinio vieno pluošto veikimo principas infraraudonųjų spindulių skleidėjas parodyta 2 paveiksle.

Aktyvių linijinių prietaisų diapazonas yra nuo dešimčių iki šimtų metrų. Tipiškiausios jų naudojimo galimybės:

  • koridoriaus blokavimas;
  • atvirų ir aptvertų teritorijos perimetrų apsauga.

Perimetrui apsaugoti naudojami detektoriai su daugiau nei vienu spinduliu (geriau, jei jų būtų bent trys). Tai gana akivaizdu, nes sumažina prasiskverbimo galimybę žemiau arba virš valdymo zonos.

Montuojant ir konfigūruojant infraraudonųjų spindulių linijinius detektorius, reikia tiksliai suderinti imtuvą ir siųstuvą dviejų vienetų įrenginiams arba reflektoriui ir kombinuotas blokas(vienam blokui). Faktas yra tas, kad infraraudonųjų spindulių pluošto skerspjūvis (skersmuo) yra palyginti mažas, todėl net nedidelis siųstuvo ar imtuvo kampinis poslinkis lemia reikšmingą tiesinį nuokrypį priėmimo taške.

Iš to, kas pasakyta, taip pat išplaukia, kad visi tokių detektorių elementai turi būti montuojami ant standžių linijinių konstrukcijų, kurios visiškai pašalina galimas vibracijas.

Turiu pasakyti, kad geras „linijinis“ yra gana brangus malonumas. Jei vieno spindulio prietaisų su trumpu nuotoliu kaina vis dar svyruoja per kelis tūkstančius rublių, tada padidėjus kontroliuojamam diapazonui ir IR spindulių skaičiui, kaina padidėja iki dešimčių tūkstančių.

Tai paaiškinama tuo, kad tokio tipo apsaugos detektoriai yra gana sudėtingi elektromechaniniai įrenginiai, kuriuose, be elektronikos, yra ir didelio tikslumo optiniai įrenginiai.

Beje, pasyvus tiesiniai detektoriai taip pat egzistuoja, tačiau didžiausiu diapazonu jie yra pastebimai prastesni už linijinius analogus.

LAUKO INFRAUDONŲJŲ RANKŲ DETEKTORIAI

Visiškai akivaizdu, kad lauko apsaugos nuo įsilaužimo detektorius turi turėti tinkamą klimato konstrukciją. Tai visų pirma taikoma:

  • Darbo temperatūros diapazonas;
  • apsaugos nuo dulkių ir drėgmės laipsnis.

Pagal visuotinai priimtą esama klasifikacija lauko detektoriaus apsaugos klasė turi būti ne žemesnė kaip IP66. Apskritai daugumai vartotojų tai nėra svarbu - aprašyme pakanka nurodyti „gatvė“ Techniniai parametrai prietaisas. Verta atkreipti dėmesį į temperatūros diapazoną.

Didesnį susidomėjimą kelia tokių įrenginių naudojimo ypatumai ir veiksniai, turintys įtakos apsaugos patikimumui.

Pagal aptikimo zonos pobūdį infraraudonųjų spindulių apsaugos detektoriai, skirti lauko įrengimas gali būti bet kokio tipo (mažėjančia populiarumo tvarka):

  • linijinis;
  • tūrinis;
  • paviršutiniškas.

Kaip jau minėta, gatvių linijiniai detektoriai naudojami atvirų teritorijų perimetro apsaugai. Paviršiaus jutikliai taip pat gali būti naudojami tiems patiems tikslams.

Tūriniai prietaisai naudojami įvairioms sritims valdyti. Iš karto reikia pažymėti, kad diapazono požiūriu jie yra prastesni už linijinius jutiklius. Visiškai natūralu, kad lauko detektorių kainos yra daug didesnės nei įrenginių, skirtų montuoti patalpose.

Dabar, kalbant apie praktinė pusė infraraudonųjų spindulių lauko detektorių apsaugos nuo įsilaužimo sistemų veikimas. Pagrindiniai veiksniai, išprovokuojantys klaidingą pavojaus signalą dėl gatvėje įrengtų apsaugos jutiklių:

  • įvairios augmenijos buvimas saugomoje teritorijoje;
  • gyvūnų ir paukščių judėjimas;
  • natūralus fenomenas lietaus, sniego, rūko ir kt.

Pirmasis punktas gali atrodyti neprincipingas, nes iš pirmo žvilgsnio jis yra statiškas ir į jį galima atsižvelgti projektavimo etape. Tačiau nepamirškite, kad medžiai, žolė ir krūmai auga ir laikui bėgant gali tapti kliūtimi normalus veikimas apsaugos įranga.

Gamintojai bando kompensuoti antrąjį veiksnį naudodami atitinkamus signalų apdorojimo algoritmus, ir tai turi įtakos. Tiesa, kad ir ką sakytume, jei objektas, net ir turintis mažus linijinius matmenis, judės šalia detektoriaus, greičiausiai jis bus identifikuotas kaip įsibrovęs.

Kalbant apie paskutinį punktą. Čia viskas priklauso nuo terpės optinio tankio pasikeitimo. kalbantis paprasta kalba, stiprus lietus, stiprus sniegas arba tirštas rūkas gali padaryti infraraudonųjų spindulių detektorių visiškai neveikiantį.

Taigi, priimdami sprendimą dėl gatvių apsaugos detektorių naudojimo signalizacijos sistemoje, atsižvelkite į visa tai, kas buvo pasakyta. Taigi, eksploatuodami lauko apsaugos sistemą galite apsisaugoti nuo daugybės nemalonių netikėtumų.

* * *

© 2014–2019 m Visos teisės saugomos.

Svetainės medžiaga skirta tik informaciniams tikslams ir negali būti naudojama kaip gairės ar oficialūs dokumentai.

Skirtumas tarp aktyvių ir pasyvių infraraudonųjų spindulių jutiklių

Infraraudonųjų spindulių jutikliai kasdien tampa vis populiaresni. Nesvarbu, ar jūs tai suprantate, ar ne, tikriausiai ne kartą gyvenime naudojote infraraudonųjų spindulių (IR) jutiklį. Daugelis iš mūsų keičia televizijos kanalus nuotolinio valdymo pultu. nuotolinio valdymo pultas, kuris skleidžia IR šviesą, ir daugelis iš mūsų pereina per saugos jutiklius, kurie aptinka judėjimą per infraraudonuosius spindulius.



Gamintojai plačiai naudoja IR jutiklius, ir jūs tikriausiai matėte, kaip jie veikia automatizuotuose garažo vartai Oi. Iki šiol yra dviejų tipų infraraudonųjų spindulių jutikliai – aktyvūs ir pasyvūs. Šiame straipsnyje kalbėsime apie aktyvių ir pasyvių IR jutiklių skirtumus ir jų taikymo sritis.


IR jutiklio veikimo principas yra paprastas. Standartiniame IR jutiklyje emiteris tam tikru atstumu siunčia nematomą šviesą į imtuvą. Jei imtuvas negauna signalo, jutiklis rodo, kad tarp jų yra objektas. Bet kuo tiksliai skiriasi pasyvieji ir aktyvieji jutikliai?


Galite manyti, kad pasyvieji IR jutikliai yra mažiau sudėtingi nei jų aktyvūs atitikmenys, bet jūs klystate. Gali būti sudėtinga suprasti PIR funkcijas. Pirma, visi (žmonės, gyvūnai, net negyvi objektai) skleidžia tam tikrą IR spinduliuotės kiekį. Jų skleidžiama IR spinduliuotė yra susijusi su kūno ar objekto šilumos ir medžiagų sudėtimi. Žmonės nemato IR, bet žmonės išsivystė Elektroniniai prietaisai aptikimas, kad užregistruotų šiuos nematomus signalus.




Pasyvieji infraraudonųjų spindulių (PIR) jutikliai naudoja porą piroelektrinių jutiklių, kad aptiktų šiluminę energiją aplinką. Šie du jutikliai montuojami vienas šalia kito, o pasikeitus signalų skirtumui tarp jų (pavyzdžiui, žmogui įėjus į patalpą), jutiklis įsijungia. IR spinduliuotė yra sutelkta į kiekvieną iš dviejų piroelektrinių jutiklių, naudojant lęšių seriją, sukurtą kaip jutiklio korpusą. Šie lęšiai išplečia prietaiso suvokimo sritį.


Nors objektyvo tvirtinimas ir jutiklių elektronika yra sudėtingos technologijos, šiuos įrenginius lengva naudoti praktinis pritaikymas. Jums reikia tik maitinimo šaltinio ir įžeminimo linijos, kad jutiklis sukurtų atskirą išvestį, pakankamai stiprų, kad galėtų naudoti mikrovaldiklį. Įprasti patobulinimai apima potenciometrų pridėjimą jautrumui reguliuoti ir reguliuoti laiką, kiek PIR lieka įjungtas po to, kai jis suveikia.


Paprastai jūs susidursite su PIR jutikliais signalizacija nuo įsilaužimo ir sistemos automatinis apšvietimas. Šios programos nereikalauja, kad jutiklis aptiktų konkrečią objekto vietą, jis tiesiog aptinka judančius objektus ar žmones konkrečioje srityje.


Nors PIR jutikliai puikiai tinka tam, ką jie daro, jei norite aptikti judėjimą apskritai, jie nesuteiks jums daugiau informacijos apie objektą. Norėdami sužinoti daugiau, jums reikės aktyvaus IR jutiklio. Norint nustatyti aktyvųjį IR jutiklį, reikia ir emiterio, ir imtuvo, tačiau šis matavimo metodas yra paprastesnis nei jo pasyvus atitikmuo. Taip veikia aktyvus IR Pagrindinis lygis. IR spinduliuotė skleidžia šviesos spindulį, nukreiptą į įmontuotą imtuvą. Jei niekas netrukdo, imtuvas mato signalą. Jei imtuvas nemato IR spindulio, jis nustato, kad objektas yra tarp emiterio ir imtuvo, todėl yra stebimoje srityje.




Vienoje standartinio aktyvaus IR jutiklio versijoje naudojamas emiteris ir imtuvas, nukreipti ta pačia kryptimi. Abu yra sumontuoti labai arti vienas kito, kad imtuvas galėtų aptikti spinduliuotės atspindį nuo objekto, kai jis patenka į zoną. Fiksuotas reflektorius siunčia signalą atgal. Šis metodas atkartoja atskirų emiterio ir imtuvo blokų montavimą, tačiau nereikia montuoti nuotolinio elektros komponento. Kiekvienas metodas turi savo privalumų ir trūkumų, atsižvelgiant į medžiagą, kurią jutiklis aptiks, ir kitomis konkrečiomis aplinkybėmis.


Aktyvūs IR jutikliai yra labai paplitę pramoninėje aplinkoje. Šiose programose emiterių ir imtuvų pora gali tiksliai nurodyti, ar objektas yra, pavyzdžiui, tam tikroje konvejerio padėtyje. Taip pat garažo vartų apsaugos sistemose galite rasti aktyvių infraraudonųjų spindulių jutiklių, kurie apsaugo nuo sužalojimų ar mechaninių gedimų dėl kliūčių vartų kelyje. Kad ir kokia būtų jūsų paskirtis, yra daug pasyvių ir aktyvių infraraudonųjų spindulių jutiklių, atitinkančių jūsų poreikius.

1.3.1. Pasyvūs optoelektroniniai infraraudonųjų spindulių (IR) judesio jutikliai

Sistemai sukurti nusprendžiau parinkti modulius, kurie tiktų sistemos kūrimui ir perimetro stebėjimui.


Aš pasirinkau šiuos komponentus:
  • pasyvus infraraudonųjų spindulių judesio jutiklis;
  • GSM modulis;
  • sirena.

Panagrinėkime juos išsamiau.

XXI amžiuje visi žino IR jutikliai– jie atidaro duris oro uostuose ir parduotuvėse, kai ateini prie durų. Jie taip pat aptinka judėjimą ir signalizuoja įsilaužimo signalizacijoje.

Šiuo metu pasyvūs optiniai-elektroniniai infraraudonųjų spindulių (IR) detektoriai užima lyderio poziciją renkantis patalpų apsaugą nuo neteisėto įsibrovimo į apsaugos objektus. Estetinė išvaizda, paprastas montavimas, konfigūravimas ir priežiūra dažnai suteikia jiems pirmenybę prieš kitus aptikimo įrankius.

Pasyvūs optiniai-elektroniniai infraraudonųjų (IR) detektoriai(jie dažnai vadinami judesio jutikliai arba PIR jutikliai) nustatyti žmogaus įsiskverbimo į saugomą (valdomą) erdvės dalį faktą, generuoti pavojaus signalą ir, atidarius vykdomosios relės (stebėjimo stoties relės) kontaktus, perduoti signalą " nerimas» apie įspėjimus.

Kaip įspėjimo priemonę galima naudoti pranešimų perdavimo sistemų (SPI) galinius įrenginius (UO) arba priešgaisrinės ir apsaugos signalizacijos valdymo įrenginį (PPKOP). Savo ruožtu minėti įrenginiai (UO arba PPKOP) gautą aliarmo pranešimą įvairiais duomenų perdavimo kanalais transliuoja į centrinį stebėjimo pultą (TVS) arba vietinę apsaugos pultą.


Pasyviųjų optinių-elektroninių IR detektorių veikimo principas yra pagrįsta temperatūros fono infraraudonosios spinduliuotės lygio pasikeitimo suvokimu, kurio šaltiniai yra žmogaus ar mažų gyvūnų kūnas, taip pat visų rūšių objektai jų regėjimo lauke.

Jutiklis, kuris yra jautrus 5-15 µm infraraudoniesiems spinduliams, aptinka žmogaus kūno šiluminę spinduliuotę. Būtent šiame diapazone krenta didžiausia kūnų spinduliuotė, esant 20–40 laipsnių Celsijaus temperatūrai.

Kuo objektas karštesnis, tuo labiau jis spinduliuoja.
infraraudonųjų spindulių prožektoriai vaizdo kamerų foniniam apšvietimui, spindulių (dviejų padėčių) detektoriai sijos kirtimas"ir televizoriaus nuotolinio valdymo pultai veikia mažesnio nei 1 mikrono bangų ilgio diapazone, matomas žmogui spektro sritis yra 0,45–0,65 μm srityje.

Pasyvūs jutikliai tokio tipo vadinami todėl, kad patys nieko neskleidžia, tik suvokia šiluminę žmogaus kūno spinduliuotę.

Problema ta, kad bet koks objektas, kurio temperatūra net 0º C, infraraudonųjų spindulių diapazone skleidžia gana daug. Dar blogiau, skleidžia patį detektorių – jo korpusą ir net jautraus elemento medžiagą.

Todėl pirmieji tokie detektoriai suveikė, jei tik pats detektorius buvo atšaldytas, tarkime, iki skysto azoto (-196ºC). Tokie detektoriai nėra labai praktiški kasdieniame gyvenime.

Tai yra, svarbu, kad žmogaus spinduliuotė būtų nukreipta tik į vieną iš vietų, be to, ji pasikeistų.

Detektorius veikia patikimiausiai, jei žmogaus vaizdas pirmiausia patenka į vieną sritį, signalas iš jos tampa didesnis nei iš antrosios, o tada žmogus juda, todėl jo vaizdas dabar kris į antrą sritį, o signalas iš antrosios. padidės, o pirmasis kris.

Tokius gana sparčius signalų skirtumo pokyčius galima aptikti net didžiulio ir nestabilaus signalo, kurį sukelia visi kiti aplinkiniai objektai (o ypač saulės spinduliai), fone.

Ryžiai. vienas.


V pasyvūs optiniai-elektroniniai IR detektoriai infraraudonoji šiluminė spinduliuotė patenka į Frenelio lęšį, po to sufokusuojama į jautrų piroelektrinį elementą, esantį optinėje lęšio ašyje.

Pasyvieji IR detektoriai priima infraraudonųjų spindulių energijos srautus iš objektų ir piro imtuvu paverčia juos elektriniu signalu, kuris per stiprintuvą ir signalų apdorojimo grandinę tiekiamas į aliarmo generatoriaus įvestį ( ryžių. vienas).

Kad įsibrovėlį aptiktų pasyvus IR jutiklis, turi būti įvykdytos šios sąlygos:

  • įsibrovėlis turi kirsti jutiklio jautrumo zonos spindulį skersine kryptimi;
  • įsibrovėlio judėjimas turi vykti tam tikru greičių diapazonu;
  • jutiklio jautrumo turėtų pakakti registruoti temperatūrų skirtumą tarp įsibrovėlio kūno paviršiaus (atsižvelgiant į jo drabužių įtaką) ir fono (sienos, grindys).
  • optinė sistema, kuri formuoja jutiklio spinduliavimo modelį ir nustato erdvinio jautrumo zonos formą ir tipą;
  • piro imtuvas, registruojantis žmogaus šiluminę spinduliuotę;
  • piroimtuvo signalų apdorojimo blokas, išskiriantis judančio žmogaus sukeliamus signalus natūralios ir dirbtinės kilmės trukdžių fone.

Ryžiai. 2.

Priklausomai nuo našumo Fresnelio objektyvas pasyvūs optiniai-elektroniniai IR detektoriai turi įvairių geometriniai matmenys valdoma erdvė ir gali būti tiek su trimate aptikimo zona, tiek su paviršine arba linijine.

Tokių detektorių diapazonas yra nuo 5 iki 20 m. Išvaizdašių detektorių yra pateikta ryžių. 2.

Šie apsaugos detektoriai skirti aptikti judėjimą saugomų patalpų viduje, papildomai blokuoti paviršius, praėjimus, atviras zonas, išorinius perimetrus. Kitaip jie taip pat vadinami Judesio jutiklis. Pradėkime nuo klasifikacijos. Čia aptariami detektoriai klasifikuojami pagal:

  • aptikimo zonos tipas - tūrinis, paviršinis, linijinis
  • veikimo principas - infraraudonųjų (IR), radijo bangų, ultragarso.
  • vykdymas - sieninis, lubinis, skirtas lauko, vidaus įrengimui

Bet kuris konkretus detektorius tuo pačiu metu apibūdinamas kiekviena iš nurodytų kategorijų.

INFRAUDONŲJŲ DETEKTORIAUS (IR) GARSUMAS, PASIVUS

Aptikimo zona yra tūrinė, žr. 1 pav. Reikėtų pažymėti, kad tokia tūrinė aptikimo zona yra būdinga detektoriui sieninis. Vaizdas iš viršaus iš šono ( vertikali plokštuma), apačioje – vaizdas iš viršaus (horizontali plokštuma).

Pavojaus signalas generuojamas, kai objektas, kurio temperatūra skiriasi nuo kambario temperatūros, kerta sektorius, kurie nustato aptikimo zonos konfigūraciją ir dydį. Todėl charakteristikos nurodo - tūrinis, infraraudonasis (ty terminis). O tokie detektoriai vadinami pasyviais, nes veikia tik „priėmus“, nieko neskleidžia. Atitinkamai, vykdymas yra vieno bloko. Paprastai bet koks infraraudonųjų spindulių tūrinis detektorius yra pasyvus.

INFRAUDONŲJŲ (IR) DETEKTORIAUS PAVIRŠIAUS, LINIJAUS

Apsauginiai IR detektoriai be tūrio gali turėti ir paviršiaus aptikimo zoną „užuolaidą“, linijinę – „spindulį“. Paviršiaus apsaugos infraraudonųjų spindulių jutiklis turi aptikimo zoną, parodytą 2 paveiksle (viskas panašus į 1 pav.). Diagramos linijinei zonai aš nepateikiu sijos - tai sija, kuri yra iš viršaus, kuri yra iš šono, maždaug kaip 2 paveikslo apačioje.

Paviršinių, linijinių infraraudonųjų spindulių jutiklių veikimo principas panašus į IR tūrinių detektorių. Be to, nemažai linijinių detektorių turi aktyvų veikimo principą, t.y. susideda iš dviejų apsaugos blokų – emiterio ir imtuvo. Imtuvas generuos pavojaus signalą, kai svetimkūnis kerta emiterio generuojamą IR spindulį.

Apibendrinant tai, kas buvo pasakyta apie infraraudonųjų spindulių detektorių apsaugą, atkreipiame dėmesį į šias savybes, kurios gali būti priskirtos trūkumams:

  • Apsaugos infraraudonųjų spindulių jutiklis yra labai svarbus kietumui laikančioji konstrukcija. Jei jis yra veikiamas vibracijos, jis gali sukelti klaidingus pavojaus signalus. Apsauginiai infraraudonųjų spindulių (IR) jutikliai turi būti montuojami ant nuolatinių konstrukcijų.
  • Kai infraraudonųjų spindulių jutiklio aptikimo zonoje yra konvekciniai (terminiai) srautai arba kintamo intensyvumo šviesos šaltiniai, galimas ir savaiminis suveikimas. Montuojant infraraudonųjų spindulių tūrinius jutiklius, reikia atsižvelgti į šildytuvų ir langų vietą.
  • Bet kokie objektai, esantys IR tūrinio detektoriaus aptikimo zonoje, už jų (iš priešingos pusės detektoriui) sudaro „šešėlio zoną“, kurioje judančio objekto aptikti neįmanoma. Dėl to, pavyzdžiui, perstačius baldus, pasikeis aptikimo zonos konfigūracija. Išeitis yra IR tūrinių lubų detektorių (pagal montavimo būdą) vykdymo naudojimas.
  • Jie gali sekti gyvūnus aptikimo zonoje. Tačiau yra nuo šio faktoriaus apsaugoti tūriniai jutikliai.
  • Jie gali reaguoti į mažus vabzdžius, patekusius į vidų. Išėjimas – užsandarinkite visus jutiklio įėjimus, periodiškai atlikite atitinkamą patalpų sanitariją

Apsaugos tipo pasirinkimas infraraudonųjų spindulių detektorius turėtumėte atsižvelgti į aptikimo zonos atidarymo kampą (matuojant laipsniais), infraraudonųjų spindulių detektoriaus diapazoną. Atkreipkite dėmesį - infraraudonųjų spindulių tūrinio jutiklio diapazonas rodomas išilgai pagrindinės ašies, mažesnis išilgai šoninių ašių. Be to, jei planuojate infraraudonųjų spindulių detektorių valdyti nešildomoje patalpoje, pasirinkite tinkamą darbo temperatūros diapazoną.

APSAUGOS RADIJOBANGOS, ULTRAGARSINIAI DETEKTORIAI

Aptikimo zona yra tūrinė, savotiškas ištisinis tūrinis velenas. Tūrinių radijo bangų ir tūrinių ultragarsinių jutiklių veikimo principas yra tas pats, remiantis Doplerio efektu, ty garsas ar radijo banga, atsispindėjusi nuo judančio objekto, keičia jo dažnį (arba, jei norite, ilgį). Taigi šie apsauginiai tūriniai detektoriai taip pat skirti aptikti judėjimą saugomų patalpų viduje. Noriu pažymėti, kad visi čia aptariami apsaugos detektoriai (infraraudonieji, radijo bangų, ultragarsiniai, tūriniai, linijiniai), turintys atitinkamą klimato konstrukciją, gali būti montuojami lauke.

Kaip rodo pavadinimas, radijo bangų apsaugos jutiklis skleidžia ir priima radijo bangas, o ultragarsinis tūrinis detektorius skleidžia ultragarsą. Skirtingai nuo IR apsaugos detektorių, jie neabejingi šviesai, šilumai, skersvėjams, tačiau turi ir trūkumų:

  • pirma, tūrinis radijo bangų detektorius skleidžia pakankamai radijo bangų aukštas dažnis(apie 1 GHz), kurioms sienos, langai, durys yra skaidrios. Neteisingai pasirinkus radijo bangų apimties jutiklio aptikimo zonos dydį, jis reaguos į tai, kas daroma už saugomų patalpų ribų. (Ultragarsinis – ne).
  • antra, (kalba apie radijo bangas) galimi kitų elektroninių prietaisų trikdžiai
  • trečia, kai yra keletas tūrinių radijo bangų detektoriai, jie gali trukdyti vienas kitam. Išeitis – skirtingų dažnių raidžių įrenginių naudojimas. Bet raidžių nedaug didelis skaičius radijo bangų detektoriai negali būti šalia.
  • ketvirta, buvimas vienoje patalpoje su veikiančiais tokio tipo detektoriais, nors ir nėra mirtinas, bet nėra labai naudingas. Išeiti – kai šalia nuolat yra žmonių, išjunkite jutiklių maitinimą.
  • penkta, paviršiaus aptikimo zona nesusidaro.

© 2010-2019. Visos teisės saugomos.
Svetainėje pateikta medžiaga yra skirta tik informaciniams tikslams ir negali būti naudojama kaip orientaciniai dokumentai.