ИК-ПАССИВНЫЕ ДАТЧИКИ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Датчики являются одним из главных элементов системы сигнализации и во многом определяют ее эффективность. Анализ номенклатуры датчиков, предлагаемых крупнейшими производителями систем охранной сигнализации, показывает, что в классе датчиков для охраны помещений наиболее популярными являются инфракрасные (ИК) пассивные, комбинированные (в основном ИК+микроволновые), различные модификации контактных (в первую очередь магнитоконтактные) и акустические датчики разбития стекла. Реже применяются микроволновые, ультразвуковые активные и инерционные ударные датчики. Ниже рассматриваются принципы действия, номенклатура и особенности применения наиболее популярных датчиков охранной сигнализации - ИК-пассивных. Эти датчики предназначены в первую очередь для защиты объема охраняемого помещения. ИК-пассивные датчики, называемые также оптико-электронными, относятся к классу детекторов движения и реагируют на тепловое излучение движущегося человека. Принцип действия этих датчиков основан на регистрации изменения во времени разницы между интенсивностью ИК излучения от человека и фонового теплового излучения. В настоящее время ИК-пассивные датчики являются самыми популярными, они составляют неотъемлемый элемент охранной системы практически каждого объекта. Для того чтобы нарушитель был обнаружен ИК-пассивным датчиком, необходимо выполнение следующих условий: - нарушитель должен пересечь в поперечном направлении луч зоны чувствительности датчика;
- движение нарушителя должно происходить в определенном интервале скоростей;
- чувствительность датчика должна быть достаточной для регистрации разницы температур поверхности тела нарушителя (с учетом влияния его одежды) и фона (стены, пол).
- ИК-пассивные датчики состоят из трех основных элементов:
- оптической системы, формирующей диаграмму направленности датчика и определяющей форму и вид пространственной зоны чувствительности;
- пироприемника, регистрирующего тепловое излучение человека;
- блока обработки сигналов пироприемника, выделяющего сигналы, обусловленные движущимся человеком, на фоне помех естественного и искусственного происхождения.
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Современные ИК-датчики характеризуются большим разнообразием возможных форм диаграмм направленности. Зона чувствительности ИК-датчиков представляет собой набор лучей различной конфигурации, расходящихся от датчика по радиальным направлениям в одной или нескольких плоскостях. В связи с тем, что в ИК-детекторах используются сдвоенные пироприемники, каждый луч в горизонтальной плоскости расщепляется на два (см. рис. 1). Зона чувствительности детектора может иметь вид: - одного или нескольких, сосредоточенных в малом угле, узких лучей;
- нескольких узких лучей в вертикальной плоскости (лучевой барьер);
- одного широкого в вертикальной плоскости луча (сплошной занавес) или в виде многовеерного занавеса;
- нескольких узких лучей в горизонтальной или наклонной плоскости (поверхностная одноярусная зона);
- нескольких узких лучей в нескольких наклонных плоскостях (объемная многоярусная зона).
- При этом возможно изменение в широком диапазоне протяженности зоны чувствительности (от 1 м до 50 м), угла обзора (от 30° до 180°, для потолочных датчиков 360°), угла наклона каждого луча (от 0° до 90°), количества лучей (от 1 до нескольких десятков). Многообразие и сложная конфигурация форм зоны чувствительности обусловлены в первую очередь следующими факторами:
- стремлением разработчиков обеспечить универсальность при оборудовании различных по конфигурации помещений - небольшие комнаты, длинные коридоры, формирование зоны чувствительности специальной формы, например с зоной нечувствительности (аллеей) для домашних животных вблизи пола и т.п.;
- необходимостью обеспечения равномерной по охраняемому объему чувствительности ИК детектора.
На требовании равномерной чувствительности целесообразно остановиться подробнее. Сигнал на выходе пироприемника при прочих равных условиях тем больше, чем больше степень перекрытия нарушителем зоны чувствительности детектора и чем меньше ширина луча и расстояние до детектора. Для обнаружения нарушителя на большом (10...20 м) расстоянии желательно, чтобы в вертикальной плоскости ширина луча не превышала 5°...10°, в этом случае человек практически полностью перекрывает луч, что обеспечивает максимальную чувствительность. На меньших расстояниях чувствительность детектора в этом луче существенно возрастает, что может привести к ложным срабатываниям, например, от мелких животных. Для уменьшения неравномерной чувствительности используются оптические системы, формирующие несколько наклонных лучей, ИК детектор при этом устанавливается на высоте выше человеческого роста. Общая длина зоны чувствительности тем самым разделяется на несколько зон, причем "ближние" к детектору лучи для снижения чувствительности делаются обычно более широкими. За счет этого обеспечивается практически постоянная чувствительность по расстоянию, что с одной стороны способствует уменьшению ложных срабатываний, а с другой стороны повышает обнаружительную способность за счет устранения мертвых зон вблизи детектора. При построении оптических систем ИК-датчиков могут использоваться: - линзы Френеля - фасеточные (сегментированные) линзы, представляющие собой пластиковую пластину с отштампованными на ней несколькими призматическими линзами-сегментами;
- зеркальная оптика - в датчике устанавливается несколько зеркал специальной формы, фокусирующих тепловое излучение на пироприемник;
- комбинированная оптика, использующая и зеркала, и линзы Френеля.
- В большинстве ИК-пассивных датчиков используются линзы Френеля. К достоинствам линз Френеля относятся:
- простота конструкции детектора на их основе;
- низкая цена;
- возможность использования одного датчика в различных приложениях при использовании сменных линз.
Обычно каждый сегмент линзы Френеля формирует свой луч диаграммы направленности. Использование современных технологий изготовления линз позволяет обеспечить практически постоянную чувствительность детектора по всем лучам за счет подбора и оптимизации параметров каждой линзы-сегмента: площади сегмента, угла наклона и расстояния до пироприемника, прозрачности, отражающей способности, степени дефокусировки. В последнее время освоена технология изготовления линз Френеля со сложной точной геометрией, что дает 30% увеличение собираемой энергии по сравнению со стандартными линзами и соответственно увеличение уровня полезного сигнала от человека на больших расстояниях. Материал, из которого изготавливаются современные линзы, обеспечивает защиту пироприемника от белого света. К неудовлетворительной работе ИК-датчика могут привести такие эффекты, как тепловые потоки, являющиеся результатом нагревания электрических компонентов датчика, попадание насекомых на чувствительные пироприемники, возможные переотражения инфракрасного излучения от внутренних частей детектора. Для устранения этих эффектов в ИК-датчиках последнего поколения применяется специальная герметичная камера между линзой и пироприемником (герметичная оптика), например в новых ИК-датчиках фирм PYRONIX и C&K. По оценкам специалистов, современные высокотехнологичные линзы Френеля по своим оптическим характеристикам практически не уступают зеркальной оптике. Зеркальная оптика как единственный элемент оптической системы применяется достаточно редко. ИК-датчики с зеркальной оптикой выпускаются, например, фирмами SENTROL и ARITECH. Преимуществами зеркальной оптики являются возможность более точной фокусировки и, как следствие, увеличение чувствительности, что позволяет обнаруживать нарушителя на больших расстояниях. Использование нескольких зеркал специальной формы, в том числе многосегментных, позволяет обеспечить практически постоянную чувствительность по расстоянию, причем эта чувствительность на дальних расстояниях приблизительно на 60% выше, чем для простых линз Френеля. С помощью зеркальной оптики проще обеспечивается защита ближней зоны, расположенной непосредственно под местом установки датчика (так называемая антисаботажная зона). По аналогии со сменными линзами Френеля, ИК-датчики с зеркальной оптикой комплектуются сменными отстегивающимися зеркальными масками, применение которых позволяет выбирать требуемую форму зоны чувствительности и дает возможность адаптировать датчик к различным конфигурациям защищаемого помещения. В современных высококачественных ИК-детекторах используется комбинация линз Френеля и зеркальной оптики. При этом линзы Френеля используются для формирования зоны чувствительности на средних расстояниях, а зеркальная оптика - для формирования антисаботажной зоны под датчиком и для обеспечения очень большого расстояния обнаружения. ПИРОПРИЕМНИК Оптическая система фокусирует ИК излучение на пироприемнике, в качестве которого в ИК-датчиках используется сверхчувствительный полупроводниковый пироэлектрический преобразователь, способный зарегистрировать разницу в несколько десятых градуса между температурой тела человека и фона. Изменение температуры преобразуется в электрический сигнал, который после соответствующей обработки вызывает сигнал тревоги. В ИК-датчиках обычно используются сдвоенные (дифференциальные, DUAL) пироэлементы. Это связано с тем, что одиночный пироэлемент одинаковым образом реагирует на любое изменение температуры независимо от того, чем оно вызвано - человеческим телом или, например, обогревом помещения, что приводит к повышению частоты ложных срабатываний. В дифференциальной схеме производится вычитание сигнала одного пироэлемента из другого, что позволяет существенно подавить помехи, связанные с изменением температуры фона, а также заметно снизить влияние световых и электромагнитных помех. Сигнал от движущегося человека возникает на выходе сдвоенного пироэлемента только при пересечении человеком луча зоны чувствительности и представляет собой почти симметричный двухполярный сигнал, близкий по форме к периоду синусоиды. Сам луч для сдвоенного пироэлемента по этой причине расщепляется в горизонтальной плоскости на два. В последних моделях ИК-датчиков с целью дополнительного снижения частоты ложных срабатываний используются счетверенные пироэлементы (QUAD или DOUBLE DUAL) - это два сдвоенных пироприемника, расположенные в одном датчике (обычно размещаются один над другим). Радиусы наблюдения этих пироприемников делаются различными, и поэтому локальный тепловой источник ложных срабатываний не будет наблюдаться в обоих пироприемниках одновременно. При этом геометрия размещения пироприемников и схема их включения выбирается таким образом, чтобы сигналы от человека были противоположной полярности, а электромагнитные помехи вызывали сигналы в двух каналах одинаковой полярности, что приводит к подавлению и этого типа помех. Для счетверенных пироэлементов каждый луч расщепляется на четыре (см. рис.2), в связи с чем максимальное расстояние обнаружения при использовании одинаковой оптики уменьшается приблизительно вдвое, так как для надежного обнаружения человек должен своим ростом перекрывать оба луча от двух пироприемников. Повысить расстояние обнаружения для счетверенных пироэлементов позволяет использование прецизионной оптики, формирующей более узкий луч. Другой путь, позволяющий в некоторой степени исправить это положение - применение пироэлементов со сложной переплетенной геометрией (см. рис.2), что использует в своих датчиках фирма PARADOX. БЛОК ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ Блок обработки сигналов пироприемника должен обеспечивать надежное распознавание полезного сигнала от движущегося человека на фоне помех. Для ИК-датчиков основными видами и источниками помех, могущими вызвать ложное срабатывание, являются: - источники тепла, климатизационные и холодильные установки;
- конвенционное движение воздуха;
- солнечная радиация и искусственные источники света;
- электромагнитные и радиопомехи (транспорт с электродвигателями, электросварка, линии электропередачи, мощные радиопередатчики, электростатические разряды);
- сотрясения и вибрации;
- термическое напряжение линз;
- насекомые и мелкие животные.
Выделение блоком обработки полезного сигнала на фоне помех основано на анализе параметров сигнала на выходе пироприемника. Такими параметрами являются величина сигнала, его форма и длительность. Сигнал от человека, пересекающего луч зоны чувствительности ИК-датчика, представляет собой почти симметричный двухполярный сигнал, длительность которого зависит от скорости перемещения нарушителя, расстояния до датчика, ширины луча, и может составлять приблизительно 0,02...10 с при регистрируемом диапазоне скоростей перемещения 0,1...7 м/с. Помеховые сигналы в большинстве своем являются несимметричными или имеющими отличную от полезных сигналов длительность (см. рис. 3). Изображенные на рисунке сигналы носят очень приблизительный характер, в реальности все значительно сложнее. Основным параметром, анализируемым всеми датчиками, является величина сигнала. В простейших датчиках этот регистрируемый параметр является единственным, и его анализ производится путем сравнения сигнала с некоторым порогом, который определяет чувствительность датчика и влияет на частоту ложных тревог. С целью повышения устойчивости к ложным тревогам в простых датчиках используется метод счета импульсов, когда подсчитывается, сколько раз сигнал превысил порог (то есть, по сути, сколько раз нарушитель пересек луч или сколько лучей он пересек). При этом тревога выдается не при первом превышении порога, а только если в течение определенного времени количество превышений становится больше заданной величины (обычно 2...4). Недостатком метода счета импульсов является ухудшение чувствительности, особенное заметное для датчиков с зоной чувствительности типа одиночного занавеса и ей подобной, когда нарушитель может пересечь только один луч. С другой стороны, при счете импульсов возможны ложные срабатывания от повторяющихся помех (например, электромагнитных или вибраций). В более сложных датчиках блок обработки анализирует двухполярность и симметрию формы сигналов с выхода дифференциального пироприемника. Конкретная реализация такой обработки и используемая для ее обозначения терминология1 у разных фирм-производителей может быть различной. Суть обработки состоит в сравнении сигнала с двумя порогами (положительным и отрицательным) и, в ряде случаев, сравнении величины и длительности сигналов разной полярности. Возможна также комбинация этого метода с раздельным подсчетом превышений положительного и отрицательного порогов. Анализ длительности сигналов может проводиться как прямым методом измерения времени, в течение которого сигнал превышает некоторый порог, так и в частотной области путем фильтрации сигнала с выхода пироприемника, в том числе с использованием "плавающего" порога, зависящего от диапазона частотного анализа. Еще одним видом обработки, предназначенным для улучшения характеристик ИК-датчиков, является автоматическая термокомпенсация. В диапазоне температур окружающей среды 25°С...35°С чувствительность пироприемника снижается за счет уменьшения теплового контраста между телом человека и фоном, при дальнейшем повышении температуры чувствительность снова повышается, но "с противоположным знаком". В так называемых "обычных" схемах термокомпенсации осуществляется измерение температуры, и при ее повышении производится автоматическое увеличение усиления. При "настоящей" или "двухсторонней" компенсации учитывается повышение теплового контраста для температур выше 25°С...35°С. Использование автоматической термокомпенсации обеспечивает почти постоянную чувствительность ИК-датчика в широком диапазоне температур. Перечисленные виды обработки могут проводиться аналоговыми, цифровыми или комбинированными средствами. В современных ИК-датчиках все шире начинают использоваться методы цифровой обработки с использованием специализированных микроконтроллеров с АЦП и сигнальных процессоров, что позволяет проводить детальную обработку тонкой структуры сигнала для лучшего выделения его на фоне помех. В последнее время появились сообщения о разработке полностью цифровых ИК-датчиков, вообще не использующих аналоговых элементов. Как известно, вследствие случайного характера полезных и помеховых сигналов наилучшими являются алгоритмы обработки, основанные на теории статистических решений. Судя по заявлениям разработчиков, эти методы начинают использоваться в последних моделях датчиков фирмы C&K. Более простые (но, возможно, не намного менее эффективные) методы обработки применяются в наиболее совершенных микропроцессорных датчиках других ведущих фирм. Вообще говоря, объективно судить о качестве используемой обработки, основываясь только на данных фирмы-производителя, довольно трудно. Косвенными признаками хорошего современного датчика могут быть наличие АЦП, микропроцессора и, что стали в последнее время сообщать производители, объема используемой программы обработки, который имеет величину несколько тысяч байт. Дело в том, что иногда рекламная информация о наличии в датчике цифровой обработки на поверку оказывается лишь возможностью переключения обычного счета импульсов. ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗАЩИТЫ ИК-ДАТЧИКОВ В ИК-датчиках, предназначенных для профессионального использования, применяются так называемые схемы антимаскинга. Суть проблемы состоит в том, что обычные ИК-датчик могут быть выведены нарушителем из строя путем предварительного (когда система не поставлена на охрану) заклеивания или закрашивания входного окна датчика. Для борьбы с этим способом обхода ИК-датчиков и используются схемы антимаскинга. Метод основывается на использовании специального канала ИК-излучения, срабатывающего при появлении маски или отражающей преграды на небольшом расстоянии от датчика (от 3 до 30 см). Схема антимаскинга работает непрерывно, пока система снята с охраны. Когда факт маскирования обнаруживается специальным детектором, сигнал об этом подается с датчика на контрольную панель, которая, однако, не выдает сигнала тревоги до тех пор, пока не придет время постановки системы на охрану. Именно в этот момент оператору и будет выдана информация о маскировании. Причем, если это маскирование было случайным (крупное насекомое, появление крупного объекта на некоторое время вблизи датчика и т.п.) и к моменту постановки на сигнализацию самоустранилось, сигнал тревоги не выдается. Еще одним защитным элементом, которым оборудованы практически все современные ИК-детекторы, является контактный датчик вскрытия, сигнализирующий о попытке открывания или взлома корпуса датчика. Реле датчиков вскрытия и маскирования подключаются к отдельному шлейфу охраны. Для устранения срабатываний ИК-датчика от мелких животных используются либо специальные линзы с зоной нечувствительности (Pet Alley) от уровня пола до высоты порядка 1 м, либо специальные методы обработки сигналов (датчики серии IP фирмы SENTROL, датчик MC-550T фирмы C&K). Следует учитывать, что специальная обработка сигналов позволяет игнорировать животных только в том случае, если их общий вес не превышает 7...15 кг, и они могут приблизиться к датчику не ближе 2 м. Так что если в охраняемом помещении прыгучая кошка, то такая защита не поможет. Для защиты от электромагнитных и радиопомех используется плотный поверхностный монтаж и металлическое экранирование. Рассмотрим подробнее возможности и характеристики ИК-датчиков на примере продукции известных фирм. Начнем с ИК-датчиков Российского производства, которые представлены серией ФОТОН. В датчиках используются линзы Френеля (в ФОТОН-4 - многосегментное зеркало) и сдвоенные пироприемники. Конфигурация зон чувствительности имеет вид: - ФОТОН-4, ФОТОН-6, ФОТОН-8 - объемная трех ярусная зона длиной до 12 м, 90° в горизонтальной плоскости;
- ФОТОН-5, ФОТОН-6Б, ФОТОН-8Б - сплошной занавес длиной 10 м, 5° в горизонтальной плоскости;
- ФОТОН-6А, ФОТОН-8А - лучевой барьер длиной 20 м, 5° в горизонтальной плоскости;
- ФОТОН-СК - объемная трех ярусная зона длиной до 10 м с двумя антисаботажными зонами или поверхностная одноярусная зона (защита от животных) длиной до 10 м.
Фото 1. Датчик ФОТОН-8 Диапазон обнаруживаемых скоростей 0,3...3 м/с. Датчики предназначены для использования в закрытых отапливаемых и неотапливаемых помещениях в диапазоне температур от 0°С (ФОТОН-СК), -10°С (ФОТОН-8), -30°С (ФОТОН-4, ФОТОН-6), -40°С (ФОТОН-5) до +50°С. Фирма CROW Electronic Engineering Ltd. (Израиль) выпускает широкую номенклатуру относительно дешевых, но надежных и хорошо зарекомендовавших себя моделей ИК-пассивных детекторов. Датчики фирмы CROW изготавливаются по ASIC-технологии - с исползованием импульсных микросхем специального назначения. В датчиках используются как традиционные, так и уникальные решения. В ИК-детекторах используются высококачественные пылезащищенные сменные линзы, формирующие зоны защиты типа вертикальный барьер длиной 22 м, многоярусная объемная зона 88° размером 18х22 м, коридорная зона 30х6 м, одноярусная зона 100° размером 15х18 м с проходом для животных. Применяются сдвоенные и счетверенные пироэлементы, обеспечивается высокая степень защиты от попадания прямого света, электромагнитного и радиочастотного излучения (до 30 В/м в диапазоне 10...1000 МГц). Предусмотрена автоматическая термокомпенсация, обеспечивающая постоянную чувствительность в рабочем диапазоне температур. В ИК-датчике GENIUS используется двойная оптика, имитирующая трехмерное стереовидение, при обработке производится счет импульсов с возможностью переключения пределов подсчета до 2 или 4. Этот датчик позволяет игнорировать сигналы от мелких животных. ИК-детектор D&D является аналогом GENIUS в уличном исполнении - в нем обеспечены влагозащита и адаптация к изменеиям температуры, ветра и фонового шума. Датчики предназначены для сложных условий. Для более простых условий предназначены ИК-датчики LYNX и LYNX-100. В детекторе LYNX-100 обеспечена возможность регулировки чувствительности и переключения режима обработки: счет до 2 или автоматический выбор пределы счета. В новой серии SRP применяется комбинированная оптика на линзах Френеля и зеркалах для защиты зоны непосредственно под датчиком. При обработке используется спектральный анализ и фильтрация сигналов с пироприемника, а также "настоящая" двухсторонняя термокомпенсация. Предусмотрена также возможность счета до 1, 2, 3. Датчики SRP-600 и SRP-700 могут комплектоваться линзами черного цвета для повышения защиты от засветки. Фото 2. Датчик SRP-600/700 Основные характеристики ИК-датчиков фирмы CROW приведены в таблице 1. | Таблица 1. | | Характеристика | GENIUS, D&D, LYNX | SRP-200/300 | SRP-600 | SRP-700 | | Пироприемник | DUAL | DUAL | DUAL | QUAD | | Регистрируемая скорость движения, м/с | 0,15...1,8 | 0,3...1,5 | 0,3...1,5 | 0,5...1,5 | | Чувствительность,град. при скорости движения, м/с | 1,1 0,9 | 1,6 0,6< | 1,6 0,6< | 2,0 0,6 | | Время прогрева, с | | | | | | Рабочая температура, град. | -20...+70 | -20...+60 | -20...+60 | -20...+60 | Фирма PYRONIX Ltd. (Великобритания) производит ИК-пассивные датчики, в которых используется герметичная оптика, сдвоенные и счетверенные пироприемники, детекторы изготовлены по технологии поверхностного монтажа. Сменные линза Френеля обеспечивают различные конфигурации зоны чувствительности: трех ярусная объемная зона 90° (34 или 54 луча по 15 м), одноярусная поверхностная зона 142° (24 луча по 30 м), вертикальный лучевой барьер 10° (24 луча по 30 м). Для потолочных датчиков (серия OCTOPUS) зона чувствительности представляет собой 172 луча в четырех прлоскостях, угол охвата 360°. Регистрируемая датчиками скорость движения человека составляет 0,3...3 м/с. При обработке сигналов с пироприемников используются следующие запатентованные алгоритмы: - IFT (независимые плавающие пороги) - порог срабатывания устанавливается на низком уровне внутри частотного диапазона полезного сигнала (0,6...10 Гц) и на более высоком уровне вне этого частотного диапазона;
- SPP (алгоритм чередующихся знаков) - подсчет импульсов ведется только для сигналов с чередующимися знаками (противоположной полярности);
- SGP3 (счетчик групповых последовательностей) - подсчитываются только группы импульсов, имеющих противоположную полярность, и состояние тревоги возникает при появлении трех таких групп в течение установленного времени
. В некоторых датчиках PYRONIX используется регистрация фонового теплового излучения окружающего пространства и индикация его уровня свечением светодиода. Эта функция помогает при установке датчика на объекте выбрать его рациональное размещение и оптимальный для конкретных условий метод обработки сигналов. Основные функции датчиков приведены в таблице 2. | Таблица 2. | | Основные функции | COLT | MAGNUM | ENFORCER | OCTORUS | | | XS | ULTRA | TQ | SUPER | QX | EP | SPP | PLUS | | IFT | | + | + | + | + | + | + | + | | SPP | | | | + | + | | + | + | | SGP3 | | | | + | + | | | + | | Аналоговый подсчет импульсов | + | + | + | | | + | | | | Цифровой подсчет импульсов | | | | + | + | | | + | | Сдвоенный PIR | + | + | | + | | | | | | Счетверенный PIR | | | + | | + | + | + | + | | Регистрация фона | | | | | + | | | + | | Герметичная оптика | + | + | + | + | + | | | | | Фильтр белого света | + | + | + | + | + | | | | Фирма SENTROL (США), выпускающая широчайшую номенклатуру ИК-датчиков как под своей торговой маркой, так и под торговой маркой ARITECH Europe (последние имеют в своем названии префикс EV). Наиболее интересны следующие датчики.
Серия AP (у ARITECH - EV-200, EV-600) использует прецизионную зеркальную оптику со сменными зеркальными масками, формирующую зоны чувствительности типа одиночный или многовеерный занавес с равномерной чувствительностью по всей охраняемой зоне. Длина занавеса - до 25 м, рекордсменом является AP643 (у ARITECH - EV-635) с длиной луча до 60 м. Используется микропроцессорная "4D-обработка", учитывающая двухполярность, симметрию и длительность сигналов, а также адаптивный порог, дополненный 2-х или 4-х имульсным счетом. В датчиках AP950AM (EV-289) используется схема антимаскинга. Диапазон рабочих температур от -17°С до +50°С.
Серия датчиков Sharpshooter 6100 использует сменные линзы Френеля, формирующие разнообразные зоны чувствительности: одиночный длинный луч, лучевой барьер, трех-четырехярусные объемные зоны с количеством лучей до 25, углами раскрыва в горизонтальной плоскости от 6° до 140°, максимальной длиной луча от 6 м до 27 м. Используются сдвоенные и счетверенные пироприемники, цифровая обработка сигналов. Чувствительность по температуре 1°С...1,25°С. Диапазон рабочих температур от -40°С до +50°С. Имеются модификации в пылевлагозащитном исполнении, в том числе в высокопрочном алюминиевом корпусе. Допускается внутренняя и наружная установка. Рекомендуются производителем для любых применений - от школ до военных объектов. В серии датчиков PI используются специальные методы обработки сигналов, позволяющие подавлять срабатывания от мелких животных (весом до 14 кг для PI6000 и до 32 кг для PI735).
Фирма C&K Systems, Inc. (США) является одним из законодателей мод в разработке ИК-детекторов. Ее последними достижениями в этой области являются датчики нового поколения MC-550T и MC-760T. Датчики комплектуются сменными линзами Френеля, формирующими различные варианты зоны чувствительности: четырехярусную объемную (33 луча) и лучевой барьер с дополнительными антисаботажными зонами, поверхностную с аллеей для животных (максимальная дальность составляет 15 м для MC-550T и 18 м для MC-760T). В конструкции датчиков применяется специальная защита от проникновения насекомых к пироэлементу. В этих датчиках применены микроконтроллеры со встроенными аналогово-цифровыми преобразователями, позволяющими не только регистрировать наличие сигнала, но и анализировать такие его параметры, как амплитуду, длительность самих сигналов и интервалов между импульсами, неизменность величины сигнала от импульса к импульсу. Объем программы обработки сигналов, зашитой в памяти микроконтроллера, превышает 2000 байт. Цифровая обработка значительно увеличивает надежность обнаружения при одновременном снижении количества ложных срабатываний. В датчике MC-760T применяется усовершенствованный алгоритм, использующий элементы статистического обнаружения и распознавания. Особенностями этих ИК-детекторов являются: - игнорирование мелких животных на расстоянии более 1,9 м от датчика (масса животных не более 7 кг для MC-550T и не более 11 кг для MC-760T) за счет цифровой обработки;
- использование прецизионной оптики (для MC-760T), обеспечивающей равномерную чувствительностью по всей диаграмме направленности;
- "настоящая" двухсторонняя температурная компенсация;
- широкий диапазон рабочих температур (0°С...+55°С для датчика MC-550T и -10°С...+55°С для MC-760T);
- динамическая самодиагностика, которая автоматически проводится раз в сутки, при этом тестируются как цепи обработки информации (RAM, ROM, пороги, питание), так и сам канал обнаружения, включая пироэлемент; режим самодиагностики может быть также активирован с контрольной панели;
- улучшенная помехозащищенность (по свету 6500 лк, по электромагнитным и радиопомехам 30 В/м для MC-550T и 40 В/м для MC-760T);
- специальный режим поиска зон диаграммы направленности, позволяющий существенно упростить подключение и настройку датчика при установке;
- наличие рэле вскрытия корпуса датчика.
Фото 3. Датчик МС-760Т Фирма PARADOX SECURITY SYSTEMS (Канада) выпускает две серии ИК-пассивных датчиков: аналоговую и микропроцессорную. Эти серии представлены как традиционными техническими решениями, так и новыми разработками фирмы. Линзы ИК-датчиков имеют сложную точную геометрию, что дает 30% увеличение собираемой энергии по сравнению со стандартными линзами. Использование 12 сменных линз позволяет выбрать требуемую конфигурацию зоны чувствительности. Применяются сдвоенные или счетверенные пироприемники с переплетенной геометрией. В ИК-датчиках используется автоматическая температурная компенсация, что обеспечивает постоянство характеристик датчиков в диапазоне температур от -25°С до +50°С. Регистрируемая скорость движения составляет 0,2...7 м/с.
В ИК-датчиках PARADOX используется запатентованный алгоритм обработки сигналов пироприемника APSP, обеспечивающий автоматическое переключение счета импульсов в зависимости от уровня сигналов: для сигналов высокого уровня детектор сразу вырабатывает тревогу, работая при этом как пороговый, а для сигналов низкого уровня автоматически переключается в режим подсчета импульсов (от 2 до 25 в зависимости от уровня), что заметно снижает вероятность ложных тревог. В своих последних разработках фирма PARADOX начала применять усовершенствованный алгоритм обработки, в который введен анализ симметричности сигнала с раздельным счетом по положительной и отрицательной полярности (Entry/Exit Analysis). Эти методы обработки реализованы в аналоговом ИК-датчике AVANTAGE, использующем счетверенный пироэлемент и до недавнего времени являвшемся наиболее эффективным из всей аналоговой серии PARADOX. В новом аналоговом датчике ParadoxPro дополнительно используются специальная линза, обеспечивающая отсутствие мертвых зон и повышенную защиту от белого света, а также металлическое экранирование и плотный поверхностный монтаж, обеспечивающие подавление электромагнитных и радиочастотных помех.
Детектор VISION-510, относящийся к микропроцессорной серии, имеет те же основные характеристики и практически идентичный алгоритм обработки (счетверенный пироэлемент, APSP, Entry/Exit Anaysis), что и AVANTAGE, отличие состоит только в технической реализации - в VISION-510 обработка производится с помощью RISC-процессора. Фото 4. Датчик VISION-510 Последней разработкой фирмы PARADOX является серия детекторов Digigard. Это полностью цифровые ИК-датчики, в которых отсутствуют аналоговые элементы. Сигнал с выхода пироприемника (сдвоенного у Digigard-50, счетверенного у Digigard-60) непосредственно поступает на АЦП с высоким динамическим диапазоном, и вся обрабока производится в цифровом виде. Использование полностью цифровой обработки позволяет избавиться от таких "аналоговых эффектов", как возможные искажения сигналов, фазовые сдвиги, избыточные шумы. В датчиках Digigard используется запатентованный алгоритм обработки сигналов SHIELD, включающий в себя APSP, а также анализ всех параметров сигналов: уровня, длительности, полярности, энергии, времени нарастания, формы, времени появления и порядка следования сигналов. Каждая последовательность сигналов сравнивается с образцами, соответствующими движению и помехам, причем опознается даже вид движения (от медленного до бега), и если не удовлетворяются критерии тревоги, то данные сохраняются в памяти для анализа следующей последовательности или вся последовательность подавляется. Совместное применение металлического экранирования и программного подавления помех позволило повысить устойчивость датчика Digigard-60 к электромагнитным и радиочастотным помехам до 30...60 В/м в диапазоне частот от 10 МГц до 1 ГГц (для сравнения без алгоритма SHIELD этот показатель в среднем составляет 20 В/м). |
ИК-пассивные датчики охранной сигнализаци
Контроль и ограничение доступа