Dom · Ostalo · Sastavljamo senzor pokreta za uključivanje svjetla. Princip rada sigurnosnih alarmnih senzora Metoda mikrotalasne detekcije

Sastavljamo senzor pokreta za uključivanje svjetla. Princip rada sigurnosnih alarmnih senzora Metoda mikrotalasne detekcije

Moderna vozila više ne mjere brzinu korištenjem zastarjele mehaničke metode - kroz rotirajući kabel. Danas se koriste posebni uređaji čiji je rad zasnovan na Hall efektu. Senzor radi u tandemu sa kontrolerom koji od njega prima elektromagnetne impulse i trenutno izračunava trenutnu brzinu vozila. Proces proračuna odvija se prema sljedećoj shemi: za svaki prijeđeni kilometar senzor šalje kontroleru strogo definirani broj elektromagnetnih impulsa - 6004.

Što je veća trenutna brzina automobila, to su intenzivniji impulsi koji se prenose na kontroler, što mu omogućava da precizno odredi kojom se brzinom vozilo trenutno kreće. Osim određivanja brzine, ovaj senzor obavlja još jednu važnu funkciju. Kada se vozilo kreće i njegova brzina ne prelazi, senzor pulsne brzine ne blokira protok goriva, čime se štedi gorivo. Princip rada senzora brzine je prilično jednostavan, ali ako se pojave kvarovi, to neizbježno utječe na rad motora u cjelini.

Kako senzor brzine utiče na performanse motora?

Radni senzor brzine prenosi signal kontroloru, koji zauzvrat šalje podatke o trenutnoj brzini elektronskoj upravljačkoj jedinici motora. Na osnovu ovih podataka izračunava se zaliha goriva i, ako vozač skine nogu s papučice gasa, dotok goriva se naglo smanjuje, što omogućava motoru da ga troši prilično racionalno. Neispravnosti koje se javljaju sa senzorom dovode do toga da upravljačka jedinica ne prima potrebne informacije.

Istovremeno, ECU postavlja trenutnu brzinu na 1500/min i deaktivira režim isključenja goriva. Sve to dovodi do značajnog viška potrošnje goriva, kao i do neravnomjernog rada samog motora koji radi trzavo. Za referencu, radni režim isključenja goriva pomaže u uštedi do 2 litre goriva pri vožnji u urbanim sredinama. Osim toga, senzor brzine utiče na ispravno mijenjanje brzina automatskog mjenjača. Ako je neispravan, tempomat neće raditi, a na nekim modelima automobila doći će do prekida u radu električnog servo upravljača.

Savjet! Ako se igla brzinomjera ili tahometra iznenada počne trzati, važno je odmah provjeriti stanje sajle, jer kašnjenje može dovesti do potrebe zamjene samog uređaja.

Glavni uzroci kvara DS automobila

Najčešći problemi s ovim uređajem su pokvareni električni krug, pa je najbolje započeti samodijagnozu provjerom električnih kontakata i samih žica. Poziva ih tester i provjerava vizualno. Često možete primijetiti njihov lom odmah nakon plastičnog konektora, kao i u području ispušnog razvodnika.

Svi kontakti moraju biti isključeni i provjereni. U pravilu, vlaga i sol doprinose brzoj oksidaciji kontakata, što dovodi do prekida električnog kruga. Ako se otkrije takva situacija, kontakti se čiste i podmazuju mašću. Obavezno provjerite sajlu brzinomjera - pri dugotrajnoj upotrebi na njemu se pojavljuju lomovi, što sprječava normalan rad senzor Da biste izbjegli probleme s kabelom, mora se povremeno podmazati motornim uljem. Da biste samostalno posumnjali na kvar senzora brzine, obratite pažnju na sljedeće znakove:

  • kvar ili neispravan rad brzinomjera;
  • nedostatak stabilnosti motora u praznom hodu;
  • naglo povećana potrošnja goriva;
  • motor iznenada izgubi snagu.

Često se problemi sa senzorom mogu ukazivati ​​na to da se motor samostalno zaustavlja u praznom hodu tokom vožnje ili kada se pritisne papučica kvačila za promjenu brzine. U pravilu, ako se otkriju gore navedeni problemi, uređaj se mora zamijeniti.

Samotestiranje

Prije provjere senzora brzine, trebali biste saznati da li se na kontakte dovodi električni napon. Treba imati na umu da se, budući da se rad senzora zasniva na Hall efektu, kontakt namijenjen za prijenos impulsa provjerava samo tokom torzije, a u njegovom odsustvu, na uređaj se neće dovoditi napon. Njegove normalne vrijednosti, kada se testiraju multimetrom, mogu se kretati od 0,5 do 10 V. Postoje tri načina za nezavisno testiranje senzora brzine.

  1. Ova dijagnostička metoda zahtijeva preliminarnu demontažu uređaja. Koristeći digitalni multimetar, među kontaktima biste trebali pronaći onaj kroz koji se prenose impulsi. Pozitivna sonda multimetra je spojena na njega, a negativna sonda na karoseriju automobila. Nakon toga, os samog senzora mora se početi okretati malom brzinom - multimetar će pokazati mali napon, koji bi se trebao povećavati paralelno s povećanjem brzine rotacije ose.

Pažnja! Uklanjanje senzora treba obaviti samo s isključenim kontaktom, inače uređaj može jednostavno izgorjeti kada se kontakti odvoje.


Kada koristite drugu i treću metodu, ima smisla provjeriti i pogon uređaja. Nalazi se dodirom, a kada se kotač okreće, procjenjuje se stabilnost rotacije pogona.

Kako sami zamijeniti senzor brzine

Prije nego započnete postupak zamjene senzora brzine, trebate izvršiti gore navedene korake za njegovu dijagnozu, a tek nakon toga preporučljivo je izvršiti zamjenu. Istovremeno, treba obratiti pažnju na kvalitetu novokupljenog uređaja - bolje je koristiti europske ili domaće senzore, ali ne proizvedene u Kini. Osim kvaliteta samih materijala, kod kućnih uređaja svi kontakti na koje mogu utjecati nepovoljni faktori okoline su lakirani, što im značajno produžava vijek trajanja.

Osim toga, od svih opcija, trebali biste preferirati verziju uređaja ne s plastičnim drškom, već s metalnim. Plastični drška se troši mnogo brže, posebno ako vozač preferira agresivan stil vožnje i veliku brzinu. Da biste olakšali proces zamjene, bolje je odvesti automobil u jamu ili ga podići liftom. Gdje se nalazi senzor brzine možete saznati u korisničkom priručniku za određeno vozilo.

Nakon što ga otkrijete, trebali biste ga očistiti od prljavštine tako što ćete prvo isključiti paljenje ili odspojiti terminale iz akumulatora i pokušati ga odvrnuti. Ako ne uspije prvi put, ne preporučuje se ulaganje pretjeranih napora - bolje je obraditi WD-40 vezu i pričekati malo. Nakon uspješnog rastavljanja, postavlja se novi uređaj, spajaju se priključci senzora brzine i napajanje se priključuje na bateriju. O tome kako se izvodi nezavisna zamena objašnjeno u videu:

Savjet! Nakon instaliranja novog senzora brzine, ručno resetirajte grešku elektronska jedinica kontrola motora, inače će indikator kvara nastaviti svijetliti, a ECU će pretpostaviti da je senzor neispravan.

Da li je moguće produžiti vijek trajanja senzora brzine?

Budući da senzor brzine nije posebno složen, a postupak zamjene je kompliciran, mnogi vlasnici automobila ne obraćaju pažnju na ovaj uređaj, što u određenoj mjeri doprinosi njegovom brzom kvaru. Posebno su u opasnosti oni vozači koji više vole da voze velike brzine, a ugrađeni senzor ima plastičnu dršku, koja se brzo lomi kablom.

Čest uzrok kvara može biti sam kabel. Na njega stalno negativno utječu faktori poput vlage i reagensa koji se koriste za tretiranje cesta, zbog čega gubi svoju prvobitnu elastičnost i počinje raslojavati. Oplet kabla takođe gubi svoju elastičnost. Kako bi se spriječilo prerano trljanje kabela, ima smisla povremeno ga tretirati mašinskim uljem, koje se kroz špric pumpa ispod pletenice.

Posebnu pažnju treba obratiti na dršku senzora brzine na mjestu gdje su spojeni sam senzor i kabel. Ako je drška plastična, onda je gustina pričvršćivanja, jer ako se olabavi tokom rada automobila, sjedište se može slomiti. Takva smetnja dovest će do činjenice da će senzor prestati raditi, a njegova drška se ne može popraviti - morat će se zamijeniti cijeli uređaj.

Treba imati na umu da kontakti senzora brzine također zahtijevaju periodično čišćenje, jer su stalno izloženi vlazi i reagensima, što dovodi do njihove oksidacije. Osim pogoršanja provodljivosti električnog napona, to također može dovesti do kratki spoj, što će garantovano oštetiti osjetljivi uređaj.

Među elementima radio elektronike, automatike, kao i mjerne opreme, posebno mjesto zauzima Hall senzor, čiji je princip rada zasnovan na istoimenom efektu. Smisao pomenutog efekta je da kada se provodnik stavi u magnetsko polje, elektromotorna sila(EMF), čiji će smjer biti okomit na polje i struju. Kako se ovo koristi u autu?

Hall senzor - princip rada i namjena

U savremenim uslovima postoji stalni tehnološki razvoj Hall senzora. Odlikuje ih pouzdanost, tačnost i konzistentnost podataka. Ovi uređaji imaju široku primjenu u automobilima i ostalom vozila. Imaju povećanu otpornost na agresivne vanjske utjecaje. Hall senzori su sastavni dio mnogih uređaja uz pomoć kojih se prati određeno stanje opreme.

U mnogim slučajevima ovaj uređaj se nalazi u razvodniku i odgovoran je za stvaranje iskre, odnosno koristi se umjesto kontakata. Ovaj uređaj se često koristi za praćenje struje opterećenja. Uz njegovu pomoć dolazi do isključivanja kada strujna preopterećenja. Ako se senzor pregrije, aktivira se temperaturna zaštita. Nagla promjena napona može imati ozbiljne posljedice po uređaj. Stoga je u najnovijim modelima ugrađena interna dioda koja sprječava ponovno uključivanje napona.

Do sada, Hallov senzor nije mogao zamijeniti konvencionalne mehaničke prekidače. Međutim, u svakom slučaju, ima niz značajnih prednosti. Glavni su odsustvo kontakata, kontaminacije i mehaničkog naprezanja. Stoga često možete pronaći Hall senzor na skuteru koji se koristi kao komponenta.



Hall senzor - dijagram povezivanja i "fizika" procesa

Klasični Hall senzorski uređaj u praksi je tanak poluvodič listnog materijala. Prilikom prolaska kroz njega jednosmerna struja Relativno nizak napon se stvara na rubovima lima. Ako magnetsko polje prolazi pod pravim kutom preko ploče, tada na rubovima lima dolazi do povećanja napona, koji je direktno proporcionalan magnetskoj indukciji. Senzor s Hallovim efektom je tip pulsnog senzora koji proizvodi električne impulse niskog napona. Zbog svojih svojstava, ovaj element se široko koristi u beskontaktnim sistemima paljenja..

Pogledali smo princip rada Hall senzora, njegov dijagram nam još nije jasan. Ona uključuje u svoj set permanentni magnet, poluvodičku pločicu s mikrokolo i čelični ekran sa utorima. Čelični ekran omogućava prolaz kroz proreze magnetsko polje, zbog čega napon počinje nastajati u poluvodičkoj pločici. Sam ekran ne dozvoljava magnetnom polju da prođe, tako da kada se prorezi i ekran izmjenjuju, stvaraju se impulsi niskog napona.

Kada se ovaj senzor strukturno kombinira s razdjelnikom, dobiva se jedan uređaj - razdjelnik, koji obavlja funkcije razdjelnika-razdjelnika paljenja.

Hall senzor i radne karakteristike

Kada se Hall senzor aktivno koristi u dizajnu automobila, njegov dijagram povezivanja zahtijeva redovne provjere i preventivno održavanje. Glavna stvar je da ne nanesete nikakvu štetu prilikom takvih provjera, tako da se odspajanje konektora kabela od senzora mora obaviti s isključenim kontaktom. U suprotnom, element može jednostavno propasti; nema smisla popravljati ga, bit će potrebna zamjena.

Ispravnost kruga možete provjeriti na sljedeći način: prilikom rotacije i, prema tome, vratila razdjelnika, kontrolna LED dioda bi trebala naizmjenično svijetliti i gasiti se, što ukazuje na prisutnost signala . Nemojte provjeravati senzor koristeći uobičajenu ispitnu lampu. Posebna pažnja Prilikom rada uređaja obratite pažnju na čistoću i pouzdanost konektora i kontakta utikača. Mora se imati na umu da se Hall senzor ne može koristiti u konvencionalnom sistemu paljenja.

Stručno mišljenje

Ruslan Konstantinov

Stručnjak za automobile. Diplomirao na IzhGTU po imenu M.T. Kalašnjikov, specijaliziran za “Upravljanje transportnim i tehnološkim mašinama i kompleksima”. Preko 10 godina profesionalnog iskustva u popravci automobila.

Neispravan Hall senzor je gotovo nemoguće vizualno odrediti, osim možda očiglednog mehaničko oštećenje i slomljene električne žice ili kontakti. Da biste izvršili tačnu dijagnozu, ne možete bez usluga kvalifikovanih specijalista vlasništvo potrebnu opremu. Svaki autoservis ima osciloskop koji se može koristiti za utvrđivanje bilo kakvih kvarova senzora, uključujući i Hall senzor. Sljedeći razlozi mogu biti razlog za takvu dijagnozu:

  1. poteškoće pri pokretanju motora, au nekim slučajevima i nemoguće ga je uopće pokrenuti;
  2. nestabilan prazan hod (brzine variraju);
  3. tokom vožnje, kada se brzina povećava, osjećaju se oštri trzaji;
  4. Motor se može ugasiti u bilo kojem trenutku bez ikakvog razloga.

Unatoč složenosti postupka testiranja Hall senzora, svako može samostalno provesti test, iako će objektivnost testiranja biti niža. Na primjer, možete koristiti multimetar, postaviti uređaj na način rada voltmetra i izmjeriti izlazni napon, koji bi trebao biti u rasponu od 0,4 do 11 V. Pa, najlakši način za provjeru je instaliranje poznatog senzora; ako promjene su očigledne, to je razlog da odete u trgovinu po novi senzor.

Kako radi senzor nagiba i pomaka unutar...
Za pisanje ovog članka korišten je senzor nagiba i pomaka.
Šta je unutra?

Slika 1. Ključne komponente senzora.

Srce senzora je 3-osni senzor ubrzanja (akcelerometar). Na fotografiji je označeno slovom "A".
Akcelerometre proizvodi nekoliko kompanija koje su stubovi svjetske mikroelektronike. Spider® senzor nagiba koristi MEMS senzor iz Freescale.
Unutra sadrži mikromehaničke kapacitivne sklopove koji su osetljivi na ubrzanje (tzv. g-ćelija) i integrisani čip koji obezbeđuje primarnu obradu signala, termičku kompenzaciju i izlaz za dalju obradu od strane mikrokontrolera.

Osjetni element (g-ćelija) je mehanička struktura formirana od poluvodičkih materijala (polisilicijum) pomoću tehnološkim procesima maskiranje i graviranje. Mogu se smatrati skupom elektroda pričvršćenih za masu koja je pokretna u odnosu na kruto fiksirane elektrode. Pod utjecajem ubrzanja, masa odstupa od neutralnog položaja, mijenjajući omjer udaljenosti između pokretnih i nepokretnih elektroda.

Slika 2. Pojednostavljena skica ćelije osjetljive na ubrzanje (g-ćelije)

Masa sa pokretnim elektrodama se pomera primenjenim ubrzanjem. U ovom slučaju, kapaciteti kondenzatora koje formiraju elektrode mijenjaju se proporcionalno (za jedan kondenzator se povećava, dok se za drugi smanjuje). Integrisano kolo ugrađeno u akcelerometar mjeri kapacitete i izračunava ubrzanje na osnovu njihove razlike. Također, integrirano kolo pojačava signal i normalizira ga tako da je proporcionalan ubrzanju.

Akcelerometar ima tri senzorska elementa, orijentirana prema ose X,Y i Z i tri kanala, signali u kojima odgovaraju ubrzanju koje djeluje na senzor.
Osjetni element je zapečaćen tokom proizvodnje akcelerometra.

Na sve predmete oko nas utiče gravitacija. Drugim riječima, svi oni, čak i u mirovanju, doživljavaju ubrzanje slobodnog pada (g).
To je ubrzanje koje je "položeno duž osi" akcelerometra.

Zastarjeli senzori nagiba automobila izgrađeni su na 2-osnim akcelerometrima (prije samo nekoliko godina 3-osni senzor se smatrao nedostupnim luksuzom zbog veće složenosti proizvodnje i cijene) i zahtijevali su ugradnju u što horizontalniji položaj. U suprotnom, jednostavno prestaju da "vide" padinu.

Kako radi moderni senzor nagiba: unutra već ima senzor sa 3 koordinate. odnosno isti Spider TMS2 ili Spider STMS, koji ima mogućnost navigacije u sve tri koordinate našeg trodimenzionalnog prostora, radi podjednako dobro bez obzira na poziciju svoje instalacije.

Signal akcelerometra obrađuje visoko integrisani mikrokontroler (označen sa "M" na slici 1). Analogno-digitalni pretvarač (ADC) digitalizira signale. Kada se vozilo udari, rezultirajuća „raspodjela“ ubrzanja duž osi se mijenja.

Mikrokontroler i njegov ugrađeni program također vrše dodatnu obradu kako bi filtrirali lažne pozitivne rezultate. A oni, kao što možete pretpostaviti iz principa rada, mogu se pokrenuti udarima, vibracijama, ljuljanjem, pa čak i samo velikom promjenom temperature.
Generalno to izgleda ovako:
- signali sa frekvencijama iznad 30-60 Hz su udari
- signali sa frekvencijama od 0,1-10 Hz su pokreti (prirodno, ljuljanje i vucanje auta se razlikuju)
- promjene u konstantnoj komponenti - ovo je uspon tijela
- itd.
Kada pokušaju da skinu točkove sa automobila ili ga odvuku negde, ili pokušaju da otkotrljaju motocikl ili moped, mikrokontroler senzora nagiba (u skladu sa postavkama osetljivosti) će aktivirati zone upozorenja i alarma.

Algoritmi koji omogućavaju pouzdano razlikovanje onoga što se dešava sa mašinom na osnovu promena signala su „know-how” proizvođača senzora nagiba. Ali tajna je u pažnji na „sitnice“. kombinacija visoke osjetljivosti i imuniteta na lažno pozitivne rezultate senzor

Visoka pouzdanost Spider TMS2 i Spider STMS senzora nagiba i pomaka je osigurana:
— korištenjem inteligentnih algoritama za obradu signala
— korištenje najbolje baze elemenata od svjetskih proizvođača
- beskompromisan stav prema kvalitetu gradnje

PASIVNI IR SIGURNOSNI ALARMNI SENZORI

Senzori su jedan od glavnih elemenata alarmnog sistema i u velikoj meri određuju njegovu efikasnost. Analiza asortimana senzora koje nude najveći proizvođači sigurnosnih alarmnih sistema pokazuje da su u klasi senzora za zaštitu prostorija najpopularniji infracrveni (IR) pasivni, kombinovani (uglavnom IR + mikrotalasni), razne modifikacije kontakt (prvenstveno magnetni kontakt) i akustični senzori razbijanja stakla. Mikrotalasni, ultrazvučni aktivni i inercijski senzori šoka se rjeđe koriste.
U nastavku razmatramo principe rada, nomenklaturu i karakteristike upotrebe najpopularnijih sigurnosnih alarmnih senzora - pasivnih IR. Ovi senzori su dizajnirani prvenstveno za zaštitu volumena štićenih prostorija.

Pasivni IR senzori, koji se nazivaju i optičko-elektronski senzori, pripadaju klasi detektora pokreta i reaguju na toplotno zračenje osobe koja se kreće. Princip rada ovih senzora zasniva se na snimanju vremenske razlike između intenziteta infracrvenog zračenja osobe i pozadinskog toplotnog zračenja. Trenutno su pasivni IR senzori najpopularniji integralni element sigurnosni sistem gotovo svakog objekta.
Da bi uljeza detektovao pasivni IR senzor, potrebno je izvršiti sledećim uslovima:

  • uljez mora preći snop zone osjetljivosti senzora u poprečnom smjeru;
  • kretanje počinitelja mora se odvijati unutar određenog raspona brzina;
  • Osjetljivost senzora mora biti dovoljna da registrira razliku u temperaturi između površine tijela uljeza (uzimajući u obzir utjecaj njegove odjeće) i pozadine (zidovi, pod).
  • Pasivni IR senzori sastoje se od tri glavna elementa:
  • optički sistem koji formira dijagram smjera senzora i određuje oblik i tip zone prostorne osjetljivosti;
  • piro prijemnik koji registruje ljudsko toplotno zračenje;
  • Jedinica za obradu signala piro prijemnika, koja odvaja signale uzrokovane osobom koja se kreće od pozadine smetnji prirodnog i vještačkog porijekla.

OPTIČKI SISTEM

Moderne IR senzore karakteriše široka lepeza mogućih obrazaca zračenja. Zona osjetljivosti IR senzora je skup zraka različitih konfiguracija koje odstupaju od senzora u radijalnim smjerovima u jednoj ili više ravnina. Zbog činjenice da IR detektori koriste dvostruke piroelektrične prijemnike, svaki snop u horizontalnoj ravni je podijeljen na dva (vidi sliku 1).

Zona osjetljivosti detektora može izgledati ovako:

  • jedna ili nekoliko uskih greda koncentrisanih u malom kutu;
  • nekoliko uskih greda u vertikalnoj ravni (radijalna barijera);
  • jedna široka greda u vertikalnoj ravni (puna zavjesa) ili u obliku zavjese s više ventilatora;
  • nekoliko uskih greda u vodoravnoj ili nagnutoj ravnini (površinska jednoslojna zona);
  • nekoliko uskih greda u nekoliko nagnutih ravnina (volumetrijska višeslojna zona).
  • U ovom slučaju moguće je u širokom rasponu promijeniti dužinu zone osjetljivosti (od 1 m do 50 m), ugao gledanja (od 30° do 180°, za stropne senzore 360°), ugao nagiba svakog snopa (od 0° do 90°), broj zraka (od 1 do nekoliko desetina). Raznolikost i složena konfiguracija oblika zone osjetljivosti prvenstveno su posljedica sljedećih faktora:
  • želja programera da osiguraju svestranost pri opremanju prostorija s različitim konfiguracijama - male sobe, dugi hodnici, formiranje posebno oblikovane zone osjetljivosti, na primjer s mrtvom zonom (uličica) za kućne ljubimce u blizini poda itd.;
  • potreba da se obezbedi ujednačena osetljivost IR detektora preko zaštićenog volumena.

Preporučljivo je detaljnije se zadržati na zahtjevu ujednačene osjetljivosti. Signal na izlazu piroelektričnog detektora, pri svim ostalim jednakim uvjetima, veći je što je veći stupanj preklapanja uljeza u zoni osjetljivosti detektora i što je širina snopa i udaljenost do detektora manja. Za otkrivanje uljeza na velikoj (10...20 m) udaljenosti, poželjno je da širina snopa u vertikalnoj ravni ne prelazi 5°...10°; u tom slučaju osoba gotovo potpuno blokira snop , što osigurava maksimalnu osjetljivost. Na manjim udaljenostima, osjetljivost detektora u ovom snopu značajno se povećava, što može dovesti do lažnih alarma, na primjer, od malih životinja. Za smanjenje neujednačene osjetljivosti koriste se optički sistemi koji formiraju nekoliko kosih zraka, dok je IC detektor instaliran na visini iznad ljudske visine. Ukupna dužina zone osjetljivosti se tako dijeli na nekoliko zona, a snopovi koji su „najbliži“ detektoru obično se šire kako bi se smanjila osjetljivost. Ovo osigurava gotovo konstantnu osjetljivost na udaljenosti, što s jedne strane pomaže u smanjenju lažnih alarma, a s druge strane povećava sposobnost detekcije eliminacijom mrtvih zona u blizini detektora.
Prilikom konstruisanja optičkih sistema IR senzora mogu se koristiti:

  • Frenelova sočiva - fasetirana (segmentirana) sočiva, koja su plastična ploča na kojoj je utisnuto nekoliko prizmatičnih segmenata sočiva;
  • zrcalna optika - u senzor je ugrađeno nekoliko ogledala specijalnog oblika koji fokusiraju toplotno zračenje na piroelektrični detektor;
  • kombinovana optika koja koristi i ogledala i Fresnel sočiva.
  • U većini Pasivni IR senzori Koriste se Frenelova sočiva. Prednosti Fresnelovih sočiva uključuju:
  • jednostavnost dizajna detektora zasnovanog na njima;
  • niska cijena;
  • mogućnost korištenja jednog senzora u različitim aplikacijama korištenjem izmjenjivih sočiva.

Tipično, svaki segment Fresnelovog sočiva formira svoj vlastiti snop uzorka zračenja. Upotreba modernih tehnologija izrade sočiva omogućava da se osigura gotovo konstantna osjetljivost detektora za sve zrake zahvaljujući odabiru i optimizaciji parametara svakog segmenta sočiva: površine segmenta, ugla nagiba i udaljenosti do piro prijemnika, transparentnosti, refleksivnost, stepen defokusiranja. IN U poslednje vreme Savladana je tehnologija proizvodnje Fresnel sočiva složene precizne geometrije, što daje 30% povećanje prikupljene energije u odnosu na standardna sočiva i, shodno tome, povećanje nivoa korisnog signala od osobe na velikim udaljenostima. Materijal od kojeg su napravljena moderna sočiva pruža zaštitu piro prijemniku od bijele svjetlosti. Nezadovoljavajući rad IR senzora može biti uzrokovan efektima kao što su toplotni tokovi koji nastaju zagrijavanjem električnih komponenti senzora, padanje insekata na osjetljive piroelektrične detektore, mogući ponovni odraz infracrvenog zračenja od unutrašnji delovi detektor. Da bi se eliminisali ovi efekti, poslednja generacija IR senzora koristi specijalnu zatvorenu komoru između sočiva i piro-prijemnika (zapečaćena optika), na primer, u novim IR senzorima iz PYRONIX-a i C&K. Prema riječima stručnjaka, moderne visokotehnološke Fresnel leće praktički nisu inferiorne po svojim optičkim karakteristikama od zrcalne optike.
Zrcalna optika kao jedini element optičkog sistema koristi se prilično rijetko. IR senzore sa zrcalnom optikom proizvode, na primjer, SENTROL i ARITECH. Prednosti zrcalne optike su mogućnost preciznijeg fokusiranja i, kao rezultat, povećanje osjetljivosti, što vam omogućava da otkrijete uljeza na velikim udaljenostima. Upotreba nekoliko specijalno oblikovanih ogledala, uključujući i višesegmentna, omogućava da se obezbedi skoro konstantna osetljivost na daljinu, a ta osetljivost na velikim udaljenostima je približno 60% veća nego kod jednostavnih Fresnelovih sočiva. Koristeći zrcalnu optiku, lakše je zaštititi bližu zonu koja se nalazi neposredno ispod mjesta ugradnje senzora (tzv. zona protiv sabotaže). Po analogiji sa zamjenjivim Fresnelovim sočivima, IR senzori sa zrcalnom optikom opremljeni su zamjenjivim odvojivim zrcalnim maskama, čija upotreba omogućuje odabir potrebnog oblika zone osjetljivosti i omogućava prilagođavanje senzora različitim konfiguracijama zaštićenih prostorija. .

Moderni visokokvalitetni IR detektori koriste kombinaciju Fresnelovih sočiva i zrcalne optike. U ovom slučaju, Fresnelova sočiva se koriste za formiranje zone osjetljivosti na srednjim udaljenostima, a zrcalna optika se koristi za formiranje antisabotažne zone ispod senzora i osigurava vrlo velika udaljenost detekcija.

PIRORECEPTOR

Optički sistem fokusira IR zračenje na piroelektrični prijemnik, koji u IR senzorima koristi ultra-osjetljivi poluvodički piroelektrični pretvarač koji može snimiti razliku od nekoliko desetina stepena između temperature tijela osobe i pozadine. Promjena temperature se pretvara u električni signal, koji nakon odgovarajuće obrade aktivira alarm. IR senzori obično koriste dvostruke (diferencijalne, DUAL) piroelemente. To je zbog činjenice da jedan piroelement na isti način reagira na bilo koju promjenu temperature, bez obzira na to čime je uzrokovana - ljudskim tijelom ili, na primjer, zagrijavanjem prostorije, što dovodi do povećanja učestalosti lažnih alarmi. U diferencijalnom krugu, signal jednog piroelementa se oduzima od drugog, što omogućava značajno suzbijanje smetnji povezanih s promjenama pozadinske temperature, kao i značajno smanjenje utjecaja svjetlosti i elektromagnetskih smetnji. Signal osobe koja se kreće pojavljuje se na izlazu dvostrukog piroelektričnog elementa samo kada osoba pređe snop zone osjetljivosti i predstavlja gotovo simetričan bipolarni signal, po obliku blizak periodu sinusoide. Iz tog razloga, sam snop za dvostruki piroelektrični element je podijeljen na dva u horizontalnoj ravni. U najnovijim modelima IR senzora, kako bi se dodatno smanjila učestalost lažnih alarma, koriste se četverostruki piroelementi (QUAD ili DOUBLE DUAL) - to su dva dvostruka piroelektrična senzora smještena u jednom senzoru (obično postavljena jedan iznad drugog). Radijusi posmatranja ovih piro prijemnika su različiti, te stoga lokalni termalni izvor lažnih alarma neće biti uočen u oba piro prijemnika u isto vrijeme. U ovom slučaju, geometrija postavljanja piro prijemnika i kola njihovog povezivanja odabrana je na način da su signali od osobe suprotnog polariteta, a elektromagnetske smetnje uzrokuju signale u dva kanala istog polariteta, što dovodi do potiskivanja ove vrste smetnji. Za četvorostruke piroelemente, svaki snop se deli na četiri (vidi sliku 2), pa je stoga maksimalna udaljenost detekcije pri upotrebi iste optike otprilike prepolovljena, jer za pouzdano detektovanje osoba mora svojom visinom blokirati oba snopa od dva piroelektrika. detektori. Udaljenost detekcije za četverostruke piroelemente može se povećati korištenjem precizne optike koja formira uži snop. Drugi način da se ova situacija donekle ispravi je upotreba piroelemenata složene isprepletene geometrije (vidi sliku 2), koje kompanija PARADOX koristi u svojim senzorima.

BLOK ZA OBRADU SIGNALA

Jedinica za obradu signala piro prijemnika mora osigurati pouzdano prepoznavanje korisnog signala od osobe koja se kreće u pozadini smetnji. Za IR senzore, glavni tipovi i izvori smetnji koji mogu uzrokovati lažne alarme su:

  • izvori topline, klimatizacijski i rashladni uređaji;
  • konvencionalno kretanje vazduha;
  • sunčevo zračenje i umjetni izvori svjetlosti;
  • elektromagnetne i radio smetnje (vozila sa elektromotorima, elektro zavarivanje, dalekovodi, moćni radio predajnici, elektrostatička pražnjenja);
  • udari i vibracije;
  • termički stres sočiva;
  • insekata i malih životinja.

Identifikacija korisnog signala od strane procesorske jedinice u pozadini smetnji zasniva se na analizi parametara signala na izlazu piroelektričnog detektora. Ovi parametri su veličina signala, njegov oblik i trajanje. Signal osobe koja prelazi snop zone osjetljivosti IR senzora je gotovo simetričan bipolarni signal, čije trajanje ovisi o brzini uljeza, udaljenosti do senzora, širini snopa i može biti približno 0,02. .10 s za zabilježena kretanja raspona brzina 0,1...7 m/s. Signali smetnji su uglavnom asimetrični ili imaju različito trajanje od korisnih signala (vidi sliku 3). Signali prikazani na slici su vrlo približni, u stvarnosti je sve mnogo složenije.
Glavni parametar koji analiziraju svi senzori je veličina signala. Kod najjednostavnijih senzora ovaj zabilježeni parametar je jedini, a njegova analiza se vrši upoređivanjem signala sa određenim pragom, koji određuje osjetljivost senzora i utiče na učestalost lažnih alarma. Kako bi se povećala otpornost na lažne alarme, jednostavni senzori koriste metodu pulsnog brojanja, koja broji koliko je puta signal prekoračio prag (to jest, u suštini, koliko puta je uljez prešao snop ili koliko je zraka prešao). U ovom slučaju, alarm se ne generira kada je prag prvi put prekoračen, već samo ako u određenom vremenu broj prekoračenja postane veći od navedene vrijednosti (obično 2...4). Nedostatak metode brojanja impulsa je degradacija osjetljivosti, što je posebno uočljivo kod senzora sa zonom osjetljivosti kao što je jedna zavjesa i slično, kada uljez može prijeći samo jedan snop. S druge strane, prilikom brojanja impulsa mogući su lažni alarmi zbog ponovljenih smetnji (npr. elektromagnetnih ili vibracija).
U složenijim senzorima, procesorska jedinica analizira bipolarnost i simetriju oblika signala sa izlaza diferencijalnog piroelektričnog prijemnika. Specifična implementacija takve obrade i terminologija koja se koristi za nju1 može se razlikovati od proizvođača do proizvođača. Suština obrade je da se uporedi signal sa dva praga (pozitivan i negativan) i, ​​u nekim slučajevima, uporedi jačina i trajanje signala različitih polariteta. Moguća je i kombinacija ove metode sa odvojenim brojanjem prekoračenja pozitivnih i negativnih pragova.
Analiza trajanja signala može se izvršiti ili direktnom metodom mjerenja vremena tokom kojeg signal prelazi određeni prag, ili u frekvencijskom domenu filtriranjem signala sa izlaza piro prijemnika, uključujući korištenje „plutajućeg ” prag, ovisno o rasponu frekvencijske analize.
Drugi tip obrade dizajniran za poboljšanje performansi IR senzora je automatska termička kompenzacija. U rasponu temperature okoline od 25°C...35°C, osjetljivost piro prijemnika opada zbog smanjenja termičkog kontrasta između ljudskog tijela i pozadine; s daljnjim povećanjem temperature osjetljivost se ponovo povećava. , ali sa suprotnim predznakom. U takozvanim "konvencionalnim" krugovima za termičku kompenzaciju, temperatura se mjeri i pojačanje se automatski povećava kako raste. Kod "prave" ili "dvosmjerne" kompenzacije, u obzir se uzima povećanje termičkog kontrasta za temperature iznad 25°C...35°C. Upotreba automatske temperaturne kompenzacije osigurava gotovo konstantnu osjetljivost IR senzora u širokom temperaturnom rasponu.
Navedene vrste obrade mogu se izvršiti analognim, digitalnim ili kombinovanim sredstvima. Moderni IR senzori sve više koriste metode digitalne obrade pomoću specijaliziranih mikrokontrolera sa ADC-ovima i signalnim procesorima, što omogućava detaljnu obradu fine strukture signala kako bi se bolje razlikovao od pozadinskog šuma. Nedavno su se pojavili izvještaji o razvoju potpuno digitalnih IR senzora koji uopće ne koriste analogne elemente.
Kao što je poznato, zbog nasumične prirode korisnih i ometajućih signala, najbolji algoritmi za obradu su oni zasnovani na teoriji statističkih rješenja. Sudeći po izjavama programera, ove metode počinju se koristiti u najnovijim modelima senzora iz C&K-a. Jednostavnije (ali možda ne mnogo manje efikasne) metode obrade koriste se u najnaprednijim mikroprocesorskim senzorima drugih vodećih kompanija. Uopšteno govoreći, prilično je teško objektivno suditi o kvaliteti primenjene obrade, samo na osnovu podataka proizvođača. Indirektni znaci dobrog modernog senzora mogu biti prisustvo ADC-a, mikroprocesora i, kako su proizvođači nedavno počeli da izvještavaju, obim korišćenog programa za obradu, koji je nekoliko hiljada bajtova. Činjenica je da se ponekad reklamne informacije o prisutnosti digitalne obrade u senzoru ispostavljaju samo kao mogućnost prebacivanja uobičajenog brojanja impulsa.

OSTALI ZAŠTITNI ELEMENTI IR SENZORA

IR senzori namijenjeni za profesionalnu upotrebu koriste takozvana kola protiv maskiranja. Suština problema je u tome što konvencionalni IR senzori mogu biti onemogućeni od strane uljeza tako što će prvo (kada sistem nije naoružan) zalijepiti ili prefarbati ulazni prozor senzora. Za borbu protiv ove metode zaobilaženja IR senzora koriste se šeme protiv maskiranja. Metoda se temelji na korištenju posebnog kanala IR zračenja, koji se aktivira kada se maska ​​ili reflektirajuća prepreka pojavi na maloj udaljenosti od senzora (od 3 do 30 cm). Kolo protiv maskiranja radi neprekidno dok je sistem isključen. Kada se posebnim detektorom otkrije činjenica maskiranja, signal o tome šalje se sa senzora na kontrolnu ploču, koja, međutim, ne izdaje alarm dok ne dođe vrijeme za aktiviranje sistema. U ovom trenutku operater će dobiti informacije o maskiranju. Štaviše, ako je ovo maskiranje bilo slučajno (veliki insekt, pojava velikog objekta neko vrijeme u blizini senzora, itd.) i do trenutka kada je alarm bio postavljen, on se sam obrisao, signal alarma se ne izdaje.
Još jedan sigurnosni element kojim su opremljeni gotovo svi moderni IR detektori je kontaktni tamper senzor, koji signalizira pokušaj otvaranja ili provale u kućište senzora. Releji senzora tampera i maskiranja povezani su na posebnu sigurnosnu petlju.
Da bi se eliminisalo okidanje IR senzora od malih životinja, koriste se ili specijalna sočiva sa mrtvom zonom (Pet Alley) od nivoa poda do visine od oko 1 m, ili posebne metode obrada signala (senzori IP serije kompanije SENTROL, MC-550T senzori kompanije C&K). Treba uzeti u obzir da posebna obrada signala omogućava da se životinje ignorišu samo ako njihova ukupna težina ne prelazi 7...15 kg, a senzoru se mogu približiti ne bliže od 2 m. Dakle, ako je mačka koja skače u zaštićeno područje, onda takva zaštita neće pomoći.
Za zaštitu od elektromagnetnih i radio smetnji koriste se gusta površinska montaža i metalna zaštita.
Pogledajmo bliže mogućnosti i karakteristike IR senzora na primjeru proizvoda poznatih kompanija.
Počnimo sa IR senzorima ruske proizvodnje, koji su predstavljeni serijom FOTON. Senzori koriste Fresnel sočiva (u FOTON-4 - višesegmentno ogledalo) i dvostruke piroelektrične prijemnike. Konfiguracija zona osjetljivosti je sljedeća:

  • FOTON-4, FOTON-6, FOTON-8 - volumetrijska troslojna zona dužine do 12 m, 90° u horizontalnoj ravni;
  • FOTON-5, FOTON-6B, FOTON-8B - kontinuirana zavjesa dužine 10 m, 5° u horizontalnoj ravni;
  • FOTON-6A, FOTON-8A - gredna barijera dužine 20 m, 5° u horizontalnoj ravni;
  • FOTON-SK je volumetrijska troslojna zona dužine do 10 m sa dvije protudiverzione zone ili površinska jednoslojna zona (zaštita od životinja) dužine do 10 m.

Slika 1. Senzor FOTON-8 Opseg detekcije brzine 0,3...3 m/s. Senzori su namjenjeni za upotrebu u zatvorenim grijanim i negrijanim prostorijama u temperaturnom rasponu od 0°C (FOTON-SK), -10°C (FOTON-8), -30°C (FOTON-4, FOTON-6), -40°C (FOTON-5) do +50°C.
CROW Electronic Engineering Ltd. (Izrael) proizvodi široku paletu relativno jeftinih, ali pouzdanih i dobro dokazanih modela pasivnih IR detektora. CROW senzori se proizvode korištenjem ASIC tehnologije - korištenjem impulsnih čipova posebne namjene. Senzori koriste tradicionalna i jedinstvena rješenja.
IR detektori koriste visokokvalitetna izmjenjiva sočiva otporna na prašinu koja formiraju zaštitne zone kao što su vertikalna barijera dužine 22 m, višeslojna volumetrijska zona 88° dimenzija 18x22 m, zona hodnika 30x6 m, jednoslojna zona 100° mjerenja 15x18 m sa prolazom za životinje. Koriste se dvostruki i četvorostruki piroelementi koji obezbeđuju visok stepen zaštite od direktnog svetla, elektromagnetnog i radiofrekventnog zračenja (do 30 V/m u opsegu od 10...1000 MHz). Obezbeđena je automatska temperaturna kompenzacija kako bi se osigurala konstantna osetljivost u opsegu radne temperature.
GENIUS IR senzor koristi dvostruku optiku koja simulira trodimenzionalni stereo vid; tokom obrade se broje impulsi uz mogućnost prebacivanja granica brojanja na 2 ili 4. Ovaj senzor vam omogućava da ignorišete signale malih životinja. D&D IR detektor je analog GENIUS-a u vanjskoj verziji - pruža zaštitu od vlage i prilagođava se promjenama temperature, vjetra i pozadinske buke. Senzori su dizajnirani za teške uslove.
Za jednostavnije uslove dizajnirani su IR senzori LYNX i LYNX-100. LYNX-100 detektor pruža mogućnost podešavanja osjetljivosti i promjene načina obrade: brojanje do 2 ili automatsko biranje granica brojanja.
Nova SRP serija koristi kombinaciju Fresnel sočiva i optike ogledala za zaštitu područja direktno ispod senzora. Koristi se tokom obrade spektralna analiza i filtriranje signala sa piro prijemnika, kao i “prava” dvosmjerna termička kompenzacija. Također je moguće brojati do 1, 2, 3. Senzori SRP-600 i SRP-700 mogu biti opremljeni crnim sočivima kako bi se povećala zaštita od svjetlosnog zagađenja.
Slika 2. Senzor SRP-600/700 Glavne karakteristike IR senzora kompanije CROW prikazane su u tabeli 1.

Tabela 1.
Karakteristično GENIJA, D&D, LYNX SRP-200/300 SRP-600 SRP-700
Piro prijemnik DUAL DUAL DUAL QUAD
Zabilježena brzina, m/s 0,15...1,8 0,3...1,5 0,3...1,5 0,5...1,5
Osetljivost, st.
pri brzini putovanja, m/s		 1,1
0,9 		1,6
0,6 < 		1,6
0,6 < 		2,0
0,6
Vrijeme zagrijavanja, s 3 30 20 20
Radna temperatura, stepeni. -20...+70 -20...+60 -20...+60 -20...+60

Kompanija PYRONIX doo (Velika Britanija) proizvodi pasivne IR senzore koji koriste zatvorenu optiku, dvostruke i četverostruke piroelektrične prijemnike i detektore napravljene tehnologijom površinske montaže. Omogućuje zamjenjivo Fresnel sočivo razne konfiguracije zone osjetljivosti: troslojna volumetrijska zona 90° (34 ili 54 grede od po 15 m), jednoslojna površinska zona od 142° (24 grede po 30 m svaka), vertikalna barijera 10° (24 grede po 30 m svaka ). Za stropne senzore (serija OCTOPUS), zona osjetljivosti je 172 zraka u četiri ravni, ugao pokrivanja je 360°. Brzina ljudskog kretanja koju bilježe senzori je 0,3...3 m/s. Prilikom obrade signala sa piro prijemnika koriste se sljedeći patentirani algoritmi:

  • IFT (nezavisni plutajući pragovi) - prag odziva je postavljen na niži nivo unutar frekventnog opsega korisnog signala (0,6...10 Hz) i na viši nivo izvan ovog frekventnog opsega;
  • SPP (algoritam naizmjeničnog znaka) - impulsi se broje samo za signale sa naizmjeničnim predznacima (suprotan polaritet);
  • SGP3 (Group Sequence Counter) - broje se samo grupe impulsa koji imaju suprotan polaritet i stanje alarma se javlja kada se tri takve grupe pojave u zadatom vremenu

Neki PYRONIX senzori koriste registraciju pozadinskog toplotnog zračenja okolnog prostora i indikaciju njegovog nivoa pomoću sjaja LED diode. Ova funkcija pomaže pri postavljanju senzora na objektu odabiru njegovog racionalnog smještaja i optimalne metode obrade signala za specifične uvjete. Glavne funkcije senzora prikazane su u tabeli 2.

Tabela 2.
Glavne funkcije COLT MAGNUM ENFORCER OCTORUS
XS ULTRA T.Q. SUPER QX E.P. SPP PLUS
IFT + + + + + + +
SPP + + + +
SGP3 + + +
Analogno brojanje impulsa + + + +
Digitalno brojanje impulsa + + +
Dual PIR + + +
Quad PIR + + + + +
Registracija u pozadini + +
Zapečaćena optika + + + + +
Filter za bijelo svjetlo + + + + +

SENTROL (SAD), koji proizvodi široku paletu IR senzora kako pod vlastitim brendom, tako i pod brendom ARITECH Europe (potonji imaju EV prefiks u svom nazivu). Najzanimljiviji su sljedeći senzori.
AP serija (za ARITECH - EV-200, EV-600) koristi preciznu ogledalsku optiku sa zamjenjivim maskama ogledala, formirajući zone osjetljivosti tipa zavjesa sa jednim ili više ventilatora sa ujednačenom osjetljivošću u cijelom zaštićenom području. Dužina zavese je do 25 m, rekorder je AP643 (ARITECH ima EV-635) sa dužinom snopa do 60 m. Koristi se mikroprocesor „4D obrada“, uzimajući u obzir bipolarnost, simetriju i trajanje signala, kao kao i adaptivni prag, dopunjen brojanjem od 2 ili 4 impulsa. Senzori AP950AM (EV-289) koriste sklop protiv maskiranja. Raspon radne temperature od -17°C do +50°C.
Serija senzora Sharpshooter 6100 koristi izmjenjiva Fresnelova sočiva koja formiraju različite zone osjetljivosti: jedan dugi snop, snop barijere, troslojne volumetrijske zone sa brojem zraka do 25, uglovi otvaranja u horizontalnoj ravnini od 6° do 140°, maksimalna dužinaširine od 6 m do 27 m. Koriste se dvostruki i četverostruki piro prijemnici i digitalna obrada signala. Temperaturna osjetljivost 1°C...1,25°C. Raspon radne temperature od -40°S do +50°S. Postoje modifikacije u zaštiti od prašine i vlage, uključujući i visoke čvrstoće aluminijumsko kućište. Dozvoljena je unutrašnja i vanjska instalacija. Proizvođač preporučuje za svaku primjenu - od škola do vojnih objekata. Senzori serije PI koriste posebne tehnike obrade signala za suzbijanje okidača malih životinja (težine do 14 kg za PI6000 i do 32 kg za PI735).
C&K Systems, Inc. (SAD) jedan je od pokretača trendova u razvoju IC detektora. Najnovija dostignuća u ovoj oblasti su senzori nove generacije MC-550T i MC-760T. Senzori su opremljeni izmjenjivim Fresnelovim sočivima koje čine različite opcije za zonu osjetljivosti: četvoroslojnu volumetrijsku (33 zraka) i radijacijsku barijeru s dodatnim zonama protiv sabotaže, površinsku sa uličicom za životinje (maksimalni domet je 15 m za MC-550T i 18 m za MC-760T). Dizajn senzora koristi posebnu zaštitu od prodiranja insekata u piroelektrični element. Ovi senzori koriste mikrokontrolere sa ugrađenim analogno-digitalnim pretvaračima, koji omogućavaju ne samo registraciju prisutnosti signala, već i analizu parametara kao što su amplituda, trajanje samih signala i intervali između impulsa, te konstantnost vrijednost signala od impulsa do impulsa. Volumen programa za obradu signala koji je ugrađen u memoriju mikrokontrolera prelazi 2000 bajtova. Digitalna obrada značajno povećava pouzdanost detekcije uz smanjenje lažnih pozitivnih rezultata. Senzor MC-760T koristi napredni algoritam koji koristi elemente statističke detekcije i prepoznavanja. Karakteristike ovih IR detektora su:

  • ignorisanje malih životinja na udaljenosti većoj od 1,9 m od senzora (težina životinje ne veća od 7 kg za MC-550T i ne veća od 11 kg za MC-760T) zbog digitalne obrade;
  • upotreba precizne optike (za MC-760T), koja obezbeđuje ujednačenu osetljivost po celom dijagramu zračenja;
  • “prava” dvosmjerna temperaturna kompenzacija;
  • širok raspon radnih temperatura (0°C...+55°S za senzor MC-550T i -10°S...+55°S za MC-760T);
  • dinamička samodijagnostika, koja se automatski provodi jednom dnevno, testirajući i krugove za obradu informacija (RAM, ROM, pragovi, snaga) i sam kanal detekcije, uključujući piroelektrični element; Režim samodijagnoze se takođe može aktivirati sa kontrolne table;
  • poboljšana otpornost na buku (svjetlo 6500 luksa, elektromagnetne i radio smetnje 30 V/m za MC-550T i 40 V/m za MC-760T);
  • poseban način pretraživanja zona uzorka zračenja, koji vam omogućava da značajno pojednostavite povezivanje i konfiguraciju senzora tijekom instalacije;
  • prisutnost releja za otvaranje kućišta senzora.

Slika 3. Senzor MS-760T PARADOX SECURITY SYSTEMS (Kanada) proizvodi dvije serije IR pasivnih senzora: analogni i mikroprocesorski. Ove serije su predstavljene kao tradicionalne tehnička rješenja, kao i novi razvoj kompanije. IR senzorska sočiva imaju složenu, preciznu geometriju, što rezultira povećanjem prikupljene energije za 30% u odnosu na standardna sočiva. Upotreba 12 izmjenjivih sočiva omogućava vam da odaberete potrebnu konfiguraciju zone osjetljivosti. Koriste se dvostruki ili četvorostruki piro prijemnici isprepletene geometrije. IR senzori koriste automatsku temperaturnu kompenzaciju, koja osigurava konstantan rad senzora u temperaturnom rasponu od -25°C do +50°C. Zabilježena brzina kretanja je 0,2...7 m/s.
PARADOX IR senzori koriste patentirani algoritam za obradu signala APSP koji omogućava automatsko prebacivanje brojanja impulsa u zavisnosti od nivoa signala: za signale visokog nivoa detektor odmah generiše alarm koji radi kao prag, a za signale niskog nivoa automatski prelazi u režim brojanja impulsa (od 2 do 25 u zavisnosti od nivoa), što značajno smanjuje verovatnoću lažnih alarma. U svom najnovijem razvoju, PARADOX je počeo da koristi poboljšani algoritam obrade, koji je uveo analizu simetrije signala sa odvojenim brojanjem pozitivnog i negativnog polariteta (Entry/Exit Analysis). Ove metode obrade implementirane su u AVANTAGE analogni IR senzor, koji koristi četverostruki piroelektrični element i donedavno je bio najefikasniji u cijeloj PARADOX analognoj seriji. Novi analogni senzor ParadoxPro dodatno ima posebno sočivo za nula mrtvih tačaka i povećanu zaštitu od bijelog svjetla, kao i metalnu zaštitu i čvrstu površinsku montažu za suzbijanje EMI i RFI.
Detektor VISION-510, koji pripada seriji mikroprocesora, ima iste osnovne karakteristike i skoro identičan algoritam obrade (četvorostruki piroelement, APSP, Entry/Exit Anaysis) kao AVANTAGE, jedina razlika je u tehničkoj implementaciji - kod VISION-510 obrada se vrši pomoću RISC procesora. Slika 4. VISION-510 senzor Najnoviji razvoj PARADOX-a je serija detektora Digigard. Ovo su potpuno digitalni IR senzori i nemaju analogne elemente. Signal sa izlaza piro prijemnika (dvostruki za Digigard-50, četvorostruki za Digigard-60) direktno se dovodi u ADC sa visokim dinamičkim opsegom, a sva obrada se vrši digitalno. Upotreba potpuno digitalne obrade omogućava vam da se riješite takvih "analognih efekata" kao što su moguća izobličenja signala, fazni pomaci i višak šuma. Digigard senzori koriste patentirani algoritam za obradu signala SHIELD, koji uključuje APSP, kao i analizu svih parametara signala: nivoa, trajanja, polariteta, energije, vremena porasta, oblika, vremena pojavljivanja i sekvence signala. Svaki niz signala se uspoređuje sa obrascima koji odgovaraju kretanju i smetnji, prepoznaje se čak i vrsta kretanja (od sporog do trčanja), a ako kriteriji alarma nisu ispunjeni, podaci se pohranjuju u memoriju za analizu sljedeće sekvence ili ceo niz je potisnut. Kombinovana upotreba metalne zaštite i softverske supresije šuma omogućila je povećanje otpornosti senzora Digigard-60 na elektromagnetne i radiofrekventne smetnje na 30...60 V/m u frekvencijskom opsegu od 10 MHz do 1 GHz (za u poređenju bez SHIELD algoritma, ova brojka u prosjeku iznosi 20 V/m).

UGRADNJA I KORIŠĆENJE IR SENZORA

Prilikom odabira vrste i broja senzora koji će osigurati zaštitu određenog objekta, treba voditi računa mogući načini i metode prodiranja uljeza, potreban nivo pouzdanosti detekcije; troškovi nabavke, instalacije i rada senzora; karakteristike objekta; taktičko-tehničke karakteristike senzora. Karakteristika IR pasivnih senzora je njihova svestranost – njihovom upotrebom moguće je blokirati pristup i ulazak raznih prostorija, objekata i objekata: prozore, vitrine, pultove, vrata, zidove, stropove, pregrade, sefove i pojedinačnih predmeta, hodnici, zapremine prostorija. Međutim, u nekim slučajevima to neće biti potrebno velika količina senzori za zaštitu svake strukture - može biti dovoljno koristiti jedan ili više senzora sa željenom konfiguracijom zone osjetljivosti. Pogledajmo neke od karakteristika korištenja IR senzora.
Opšti princip pomoću IR senzora - zraci zone osjetljivosti moraju biti okomiti na predviđeni smjer kretanja uljeza. Mjesto ugradnje senzora treba odabrati tako da se minimiziraju mrtve zone uzrokovane prisustvom velikih objekata u zaštićenom prostoru koji blokiraju grede (na primjer, namještaj, sobne biljke). Ako se vrata u prostoriji otvaraju prema unutra, treba razmotriti mogućnost maskiranja uljeza otvorenim vratima. Ako se mrtve tačke ne mogu eliminisati, treba koristiti više senzora. Prilikom blokiranja pojedinačnih objekata senzor ili senzori moraju biti ugrađeni tako da zraci zone osjetljivosti blokiraju sve moguće prilaze štićenim objektima.
U dokumentaciji (minimalne i maksimalne visine) potrebno je pridržavati se raspona dozvoljenih visina ovjesa. Ovo se posebno odnosi na uzorke zračenja sa kosim snopovima: ako visina ovjesa prelazi maksimalno dozvoljenu, to će dovesti do smanjenja signala iz daleke zone i povećanja mrtve zone ispred senzora, ali ako visina ovjesa je manji od minimalno dozvoljenog, to će dovesti do smanjenja detekcije dometa uz istovremeno smanjenje mrtve zone ispod senzora.
Interferencija termalne, svjetlosne, elektromagnetne ili vibracijske prirode može dovesti do lažnih alarma IR senzora. Unatoč činjenici da moderni IR senzori imaju visok stupanj zaštite od ovih utjecaja, ipak je preporučljivo pridržavati se sljedećih preporuka:

  • Radi zaštite od strujanja zraka i prašine, ne preporučuje se postavljanje senzora u neposrednoj blizini izvora strujanja zraka (ventilacija, otvoren prozor);
  • Izbjegavajte direktno izlaganje senzora sunčevoj svjetlosti i jakom svjetlu; pri odabiru mjesta ugradnje treba uzeti u obzir mogućnost kratkotrajnog izlaganja svjetlosti rano ujutro ili na zalasku sunca, kada je sunce nisko iznad horizonta, ili izlaganje farovima vozila koja prolaze van;
  • Prilikom uključivanja, preporučljivo je isključiti moguće izvore snažnih elektromagnetnih smetnji, posebno izvore svjetlosti koji nisu bazirani na žaruljama sa žarnom niti: fluorescentne, neonske, živine, natrijumske lampe;
  • Ne preporučuje se usmjeravanje senzora prema izvorima topline (radijator, peć) i pokretnim objektima (biljke, zavjese), prema prisustvu kućnih ljubimaca.

KOMBINOVANI SENZORI ZA SIGURNOSNI ALARM

Kombinovani senzori, koji se nazivaju i senzori dvostruke tehnologije, relativno su novi i postaju sve popularniji. Prednost ovakvih senzora je značajno smanjenje učestalosti lažnih alarma. Ovo se postiže upotrebom kombinacije dva različita fizička principa detekcije u jednom senzoru. Alarm se izdaje samo ako se oba detektora aktiviraju istovremeno ili u kratkom vremenskom intervalu. Da bi se smanjila stopa lažnih alarma, principi detekcije koji se koriste moraju biti takvi da smetnje koje uzrokuju lažne alarme utječu na svaki detektor u kombinaciji drugačije.

Kombinacija mikrovalnih aktivnih i IR pasivnih principa detekcije trenutno je najraširenija. Mnogo se rjeđe koristi kombinacija ultrazvučnih i IC detektora. Postoje i neke vrste senzora koji koriste tri različita fizička principa detekcije, ali takvi senzori još nisu stekli popularnost. U ovom pregledu ćemo razmotriti najčešću grupu senzora dvostruke tehnologije - IR + mikrovalna. Prije nego što pređemo na detaljnu analizu karakteristika senzora s dvostrukom tehnologijom, preporučljivo je zadržati se na prezentaciji osnovnih principa metode mikrovalne detekcije.

METODA DETEKCIJE MIKROTALASNA

Princip rada mikrotalasne pećnice aktivna metoda detekcija se zasniva na zračenju elektromagnetnog polja mikrotalasnog opsega u okolni prostor i registraciji njegovih promena izazvanih refleksijom od uljeza koji se kreće u zoni osetljivosti senzora. Mikrotalasni aktivni senzori koji implementiraju ovu metodu pripadaju klasi detektora pokreta.

Mikrovalni senzori se sastoje od sljedećih glavnih elemenata:

  • Mikrovalni generator;
  • antenski sistem koji stvara elektromagnetno polje u okolnom prostoru, prima reflektovane signale, formira obrazac zračenja senzora i određuje oblik zone prostorne osjetljivosti;
  • Mikrovalni prijemnik koji bilježi promjene u karakteristikama primljenog signala;
  • procesorska jedinica koja odvaja signale uzrokovane osobom koja se kreće od pozadine buke.

Generator mikrotalasnog senzora je dizajniran za generisanje mikrotalasnog signala - obično u opsegu talasnih dužina od 3 centimetra (10...11 GHz); nedavno su proizvođači senzora počeli da razvijaju kraće opsege talasnih dužina (24...25 GHz). U početku su se Hahn diodni oscilatori koristili u mikrovalnim senzorima; proizvođači su sada prešli na tranzistorske oscilatore. Moderni mikrovalni generatori omogućavaju generiranje stabilnog signala sa potrebnim karakteristikama uz male dimenzije i nisku potrošnju.

Antenski sistem u mikrotalasnim senzorima obično koristi jednu kombinovanu antenu za odašiljanje-prijem. Većina modernih senzora koristi mikrotrakaste antene, koje su manje, lakše i jeftinije od ranije široko korištenih rog antena. kako god rog antene i dalje se koriste od strane nekih proizvođača senzora u ovom trenutku, jer pružaju nešto veću preciznost formiranja uzorka zračenja.

Uopšteno govoreći, oblici zona osjetljivosti mikrovalnih detektora nisu toliko raznoliki kao kod pasivnih IR senzora. Konfiguracija zone osjetljivosti mikrovalni senzori predstavlja volumetrijsko tijelo, koji po obliku podsjeća na elipsoid. U idealnom slučaju, antenski sistem je potreban da zrači (i samim tim prima) samo u prednji poluprostor, bez primjetnog stražnjeg ili bočnog zračenja (da bi se minimizirali lažni pozitivni rezultati).

Za takav idealan antenski sistem, zona osetljivosti je zapreminsko telo u obliku kapi (puna kriva na slici 1), koju karakterišu uglovi gledanja (u horizontalnoj i vertikalnoj ravni), dužina Rmax(maksimalni raspon) i širina D (visina). Upravo su ovi parametri obično dati u dokumentaciji za mikrovalne senzore (ponekad dopunjeni vrijednostima površine i volumena prostorije koju kontrolira senzor). Tipične vrednosti veličina zone osetljivosti za mikrotalasne senzore su: Rmax=10...15 m, D=5...10 m, delta=60°...100°.
Zona osetljivosti koju formira pravi antenski sistem razlikuje se od idealne – zbog zadnjeg i bočnog zračenja/prijema poprima oblik isprekidanom linijom prikazan na slici 1. Odnos Rz/Rmax može biti 0,03...0,1.

Gore navedene karakteristike vrijede za slobodan prostor. Kada se senzor postavi u zatvorenom prostoru, oblik zone osjetljivosti je značajno izobličen. Zbog refleksije od ogradnih konstrukcija (koeficijent refleksije polja od zidova od cigle i armiranog betona je 0,3...0,6), elektromagnetno polje „ispunjava“ sa većim ili manjim stepenom jednoličnosti gotovo cijelu prostoriju, ako su dimenzije ove prostorije ne prelaze dimenzije zona osjetljivosti. S druge strane, tanke pregrade od laganih materijala, drvena vrata, stakla, zavese nisu značajna prepreka elektromagnetnom polju, pa se zona osetljivosti može proširiti i izvan štićenih prostorija, što može dovesti do lažnih uzbuna, na primer, kada ljudi prolaze hodnikom ili vozila prolaze pored prozora prvog sprat. Istovremeno, veliki predmeti (ormari, sefovi, itd.) koji se nalaze u prostoriji stvaraju „sjene“ (mrtve zone). Sve ovo se mora uzeti u obzir pri odabiru mjesta ugradnje i broja senzora koji se koriste.

Kretanje uljeza rezultira pojavom reflektovanog signala koji varira u vremenu. Ovdje se razlikuju dva efekta: promjena prostornog obrasca stajaćih valova i pomak frekvencije talasa koji se odbija od osobe koja se kreće (Doplerov efekat). Mikrovalni senzori zasnovani na snimanju prvog efekta nazivaju se amplitudna modulacija, drugi - Dopler. Uopšteno govoreći, oba ova efekta su neraskidivo povezana, imaju zajedničku prirodu i istu manifestaciju, te su stoga praktično neodvojiva.

Zapravo, razlika se očituje u konstrukcijskoj strukturi i karakteristikama mikrovalnog prijemnika mikrovalnog senzora. Najviše se koriste dopler mikrovalni senzori, koji imaju veću osjetljivost. Doplerov pomak frekvencije df nastaje kada se uljez kreće duž snopa; frekvencija reflektiranog signala se povećava kada se kreće prema senzoru i smanjuje kada se udaljava od senzora. Apsolutna vrijednost df proporcionalna je frekvenciji sondirajućeg signala f i komponenti brzine kretanja duž snopa. Zavisnosti df od Vl prikazane su na slici 2, iz koje se može vidjeti da tipične vrijednosti vrijednosti Doplerovog pomaka koje snima senzor leže u frekvencijskom opsegu mrežnih smetnji 50/60 Hz i njegovih harmonika. . Za borbu protiv ovih smetnji opremljeni su moderni mikrovalni senzori zarezni filteri(uključujući adaptivne) mrežne harmonike. Drugi izvori smetnji koji uzrokuju lažne alarme u doplerovim mikrotalasnim senzorima su refleksije od vibrirajućih, oscilirajućih i pokretnih objekata koji imaju veliku refleksiju.
Takvi izvori lažnih pozitivnih rezultata mogu biti, na primjer:

  • Montažni pribor za upaljene fluorescentne svjetiljke;
  • rukovanje električnom opremom koja stvara vibracije;
  • potoci kišnice na staklu;
  • kretanje vode u plastičnim cijevima;
  • male životinje i ptice.

Prethodnih godina, prije široke upotrebe IR detektora, mikrovalni aktivni senzori bili su vrlo popularni. Sada su i potražnja i ponuda ovih senzora značajno smanjene. Glavne karakteristike mikrotalasnih senzora Ruska proizvodnja, namenjene za unutrašnju instalaciju, date su u tabeli 1. Svi ovi senzori imaju kontinuiranu volumetrijsku zonu osjetljivosti i mogu se podesiti u širokim granicama maksimalni domet detekcije. Preporučena visina ugradnje je 2...2,5 m.
Slika 1. Senzor Argus-3
U jednoj prostoriji moguće je raditi s nekoliko senzora - da biste eliminirali međusobni utjecaj signala, možete odabrati jednu od četiri radne frekvencije.

Tabela 1.
Karakteristično Argus-2 Argus-3 Volna-5 Tulip-3
Maksimalni domet
radnje, m		 od 2...4
do 12...16		 od 2...3
do 6...7.5		 od 2...4
do 12...16		 od 1.5...3.5
do 15...17
Maksimalna širina zone
domet, m		 6...8 3...4 6 12...13
Visina zone osetljivosti
na najvišem maksimumu
domet, m		 4...5 2...3 8 7...8
Ugao gledanja u horizontali
avion; gr.

u vertikalnoj ravni

 100 80...110 = 100
Kontrolirana površina, m2 90 25 90 90
Kontrolisani objekat, m3 200 40 = 250
Domet detekcije
brzine putovanja, m/s		 0,3...3 0,3...3 0,3...3 0,3...3
Napon napajanja, V 10,2...15 10,2...15 10...72 10,2...24
Potrošnja struje, mA 16 30 70 =
Raspon radne temperature, 0S -30...+50 -10...+50 -30...+50 -30...+50
Dimenzije, mm 98x85x62 90x75x40 98x85x62 90x75x40
Težina, g 250 100 200 250

KOMBINIRANI SENZORI

Dakle, glavna prednost kombinovanih senzora je značajno smanjenje verovatnoće lažnih alarma. Ako bi lažni alarmi svakog detektora uključenog u kombinovani senzor bili uzrokovani potpuno različitim fizičkim pojavama (odnosno, ovi događaji bi bili nezavisni), tada bi vjerovatnoća lažnog alarma Plt takvog senzora bila jednaka proizvodu vjerovatnoća lažnih alarma za svaki od detektora: Plt = P1 TP2. Dakle, sa P1=P2=10-5 potencijalno bismo dobili 100.000 puta smanjenje stope lažno pozitivnih rezultata. U stvarnoj situaciji, dobitak nije tako velik, ali su ipak postignute karakteristike impresivne: za moderne kombinovane IR + mikrovalne senzore, prosječno vrijeme između lažnih alarma je povećano na 3000-5000 sati, što značajno premašuje isti pokazatelj za druge vrste senzora. Potencijalni dobitak je nedostižan jer, s jedne strane, IC i mikrotalasni detektori i dalje imaju uobičajene uzroke lažnih alarma, as druge strane zbog činjenice da ovi detektori reaguju na različite pokrete uljeza - poprečni presek ulaza. zona osjetljivosti za IR detektor i kretanje duž snopa za mikrovalnu pećnicu. Tabela 2 prikazuje najčešće uzroke lažnih alarma IR i mikrovalnih (MW) senzora.

Tabela 2.
Razlog za lažne pozitivne rezultate IR MV
Turbulencija vazduha + -
Izvori toplote + -
Promjene temperature + -
Jakom svjetlu + -
Elektromagnetne smetnje + +
Uključeno fluorescentno
osvetljenje		 - +
Vibracije + +
Navijači uključeni - +
električno zvono - +
Potoci kišnice na staklu - +
Kretanje vode u plastici
cijevi		 - +
Kretanje napolje
prostorije		 - +
Životinje i ptice + +

Tabela pokazuje da većina promjena okoliša različito utječe na svaki detektor i u većini slučajeva ne može dovesti do istovremenog aktiviranja oba senzora. Zadatak instalatera je da osigura najmanji uticaj smetnji zajedničkih za oba detektora prilikom ugradnje kombinovanog senzora.
Logično pitanje je: kako kombinovani senzor detektuje uljeza ako detektori koji čine kombinaciju reaguju na različite pravce kretanja ljudi?

Odgovor je da tijekom hodanja osoba čini složene pokrete, a vjerojatnost da će moći striktno održavati smjer kretanja točno duž grede ili okomito na nju je prilično mala. Osim toga, zbog rerefleksije elektromagnetnih valova od ograđenih struktura i formiranja složenog uzorka stajaćih valova u prostoriji, doplerov pomak frekvencije zabilježen mikrovalnim detektorom javlja se u različitim smjerovima kretanja. Sve to omogućava da se snižavanjem praga odziva postigne istovremeni odgovor oba detektora na kretanje uljeza. Jasno je da će se s takvim smanjenjem praga povećati vjerovatnoća lažnih alarma, ali čak i ako se, na primjer, za jedan od senzora poveća na P1 = 10-2, onda će rezultirajuća vjerovatnoća lažnog alarma od kombinovani senzor će se i dalje smanjiti za 100 puta (pod uslovom da se P2 nije promenio, a lažni alarmi za dva detektora su nezavisni).

Prednost senzora s dvostrukom tehnologijom je njihova visoka otpornost na moguće greške instalatera i promjene u okruženju nakon instalacije i konfiguracije, koje uključuju, na primjer, da instalacija nije uzela u obzir grijanje i grijanje prostorije, vanjsko svjetlo ili ugradnju opreme u prostoriju koja stvara smetnje. Prednost kombinovanih senzora je takođe prikazana u uski hodnici i prolazima. Prilikom korištenja IR senzora u takvoj situaciji, kretanje uljeza se događa bez poprečnog presjeka nekoliko snopova, te je stoga potrebno napustiti način višestrukog brojanja impulsa, što dovodi do povećanja učestalosti lažnih alarma. Upotreba kombiniranog senzora rješava ovaj problem.

Idemo dalje na razmatranje raspona i karakteristika modernih kombiniranih senzora koje nude vodeći proizvođači.

Kompanija PARADOX SECURITY SYSTEMS (Kanada) proizvodi kombinovane IR + mikrotalasne senzore serije VISION. Senzori koriste dvostruke ili četverostruke piroelektrične prijemnike. Quad PARADOX piro prijemnici imaju složenu geometriju sa isprepletenim senzorskim elementima, što je omogućilo približno udvostručenje dometa senzora, kao i pojednostavljenje podešavanja zone preklapanja. Mikrotalasni detektor ovog kombinovanog senzora napravljen je na modernoj bazi elemenata, što ga je učinilo pouzdanijim i povećanim odnosom signal-šum u odnosu na dosadašnja dostignuća kompanije u ovoj oblasti. Senzor implementira digitalnu obradu signala baziranu na RISC procesoru. Algoritam koji se koristi za signale sa piro prijemnika je tradicionalan za ovu kompaniju i zasniva se na mjerenju, pohranjivanju u memoriju i akumuliranju energije svakog detektovanog signala.

Alarm se aktivira kada akumulirana energija pređe određeni nivo praga. Štaviše, za jake signale, detektor odmah generiše alarmni signal koji radi kao signal praga, a za signale niskog nivoa detektor automatski prelazi u režim brojanja impulsa, što značajno smanjuje verovatnoću lažnih alarma. Broj akumuliranih impulsa zavisi od energetskog nivoa signala i može dostići do 25. Algoritam obrade signala sa mikrotalasnog detektora eliminiše uticaj smetnji kao izvora lažnih alarma u senzoru. Digitalno filtriranje izoluje Doplerove signale karakteristične za ljudsko tijelo u pokretu. Ovo potiskuje signale konstantne frekvencije koje stvara lampe na gasno pražnjenje, nasumične elektromagnetne eksplozije i radio frekvencijske smetnje. Procesor se automatski prilagođava kako bi potisnuo šum mreže od 50 Hz. Senzor koristi posebna shema antimaskiranje, bazirano na registraciji mikrovalnog detektora bilo kakvog kretanja na udaljenosti manjoj od 0,5...1 m. Svake tri minute senzor automatski testira ispravan rad mikrovalnih kola. Tehničke karakteristike ovih kombinovanih senzora date su u tabeli 3.

Tabela 3.
Karakteristično VISION-520 VIZIJA-525 VISION-530
IR detektor duplo duplo četvorostruko
Mikrovalni detektor 10,525 GHz 10,525 GHz 10,525 GHz
Focus Lens 1,77" 1,2" 1,77"
Područje detekcije 900x16 m 900x14 m 900x16 m
Antimasking br 1m 0,5 m
Snaga, V 10...16 10...16 10...16
Potrošnja, mA 24 24 24
Brzina detekcije, m/s 0,2...7 0,2...7 0,2...7
Temperatura, °C -25...+50 -25...+50 -25...+50

CROW Electronic Engineering Ltd. (Izrael) proizvodi dvije vrste kombinovanih IR + mikrovalnih senzora DXR i SRX-1000. Senzori koriste dvostruke piroelemente i mikrotrakaste antene, temperaturnu kompenzaciju (kod SRX-1000 - “dvosmjerna”), zaštitu od elektromagnetnog i radiofrekventnog zračenja, zaštitu od direktnog sunčeva svetlost, podešavanje osjetljivosti, visokokvalitetna sočiva otporna na prašinu koja se brzo skidaju (kod SRX-1000 - kombinovana optika ogledalo-sočiva), senzori za neovlašteno korištenje. Glavne karakteristike senzora date su u tabeli 4.

Tabela 4.
Karakteristično DXR SRX-1000
Frekvencije zračenja, GHz 10,525 10,525; 10,687; 9,9
Izlazna snaga mikrotalasnog generatora, dBm +8 +13
Maksimalni domet, m 15 18
Širina zone osjetljivosti, m 15 =
Horizontalni ugao gledanja = 105Ѓ
Broj IR zraka = 52
Raspon brzine koji se može detektovati
pokreta		 0,15...6 =
Temperaturna osjetljivost 1,1 ЃS pri brzini
kretanje 0,9 m.s		 =
Vrijeme zagrijavanja, s 60 20
Radio frekvencijska zaštita u opsegu
10...1000 MHz, V/m		 20 30
Svetlosna zaštita, lux = 50000
IR obrada signala Bipolarno brojanje
impulsi		 Auto
brojanje pulsa
do 1, 2, 3 ili
brzi spektar
konačna analiza
Napon napajanja, V 8,6...16 7,8...16
Struja mirovanja, mA 20 22
Visina ugradnje, m 2,1...2,4 =
Raspon temperature, °C -20...+60 -20...+60
Dimenzije, mm 99x68x53 137x70x53
Težina, g 107 140

Kompanija PYRONIX doo (Velika Britanija) proizvodi seriju senzora dvostruke tehnologije EQUINOX E/SPP/QX/AM, koji implementiraju:

  • dvojni (kod E i SPP senzora) i četvorostruki (kod QX i AM senzora) piroelementi;
  • zatvorena IR optika;
  • analogni filteri za suzbijanje smetnji od 50/60 Hz od fluorescentnih lampi;
  • mogućnost podešavanja udaljenosti detekcije od 5 do 15 m;
  • digitalno brojanje impulsa;
  • IFT tehnologija - dvostepeni nezavisni plivajući pragovi u IR i mikrotalasnoj sekciji;
  • digitalno filtriranje u mikrotalasnoj sekciji i naizmenični SPP algoritam u IR sekciji (osim za senzor E);
  • tehnologija površinske montaže;
  • visok stepen zaštite od radio smetnji;
  • zaštita područja direktno ispod senzora;
  • tamper senzor.

EQUINOX-AM senzor dodatno implementira funkciju protiv maskiranja, koja se zasniva na analizi mikrotalasnog rasejanja u bliskoj zoni. Prema PYRONIX-u, ovaj način implementacije antimaskiranja ima značajne prednosti u odnosu na druge metode zasnovane na korištenju posebnog kanala IR zračenja koji se aktivira kada se maska ​​pojavi. Mikrotalasni sistem protiv maskiranja senzora EQUIONIX-AM ima mogućnost podešavanja dužine bliske zone od 0 do 1,5 m. Za pružanje informacija o maskiranju kontrolnom panelu, u senzor je ugrađen poseban maskirni relej.

Glavne tehničke karakteristike zajedničke za sve senzore ove serije date su u tabeli 5.

C&K Systems, Inc. (SAD) jedan je od osnivača dualne tehnologije, koji proizvodi kombinovane IR + mikrotalasne senzore od 1982. godine. U tom periodu kompanija je razvila sedam generacija takvih senzora i trenutno je jedan od najvećih proizvođača detektora dualne tehnologije.
Od najšireg asortimana C&K senzora, razmotrićemo dve klasične serije DT-400 i DT-600, kao i detektore najnovije generacije DT-500, DT-700 i DT-900.

C&K senzori koriste kombinovanu optiku ogledala i sočiva sa zaštitom za područje direktno ispod senzora. Zona osjetljivosti IR detektora je trodimenzionalna, četveroslojna. Da bi preciznije odgovarao zonama osjetljivosti IR i mikrovalnih detektora, obezbijedio uži uzorak zračenja i smanjio nivo povratnog zračenja, C&K koristi rog antene sa talasovodom. Dizajn mikrotalasnih komponenti i tehnologije proizvodnje zadovoljavaju specifikacije vojnih standarda. Osjetljivost svih senzora je 2...4 koraka uljeza u zoni osjetljivosti u bilo kojem smjeru. Koristi se automatska "dvosmjerna" temperaturna kompenzacija IC kanala. Osetljivost mikrotalasnog kanala se može podesiti. Postoje senzori za otvaranje.

Senzori DT-400 i DT-600 imaju iste izgled i srodne karakteristike. Glavna karakteristika DT-600 je upotreba mikroprocesorske obrade. Program za obradu ovog senzora sadrži više od 1000 linija koda, primijenjen je napredni algoritam koji koristi elemente statističke detekcije i prepoznavanja. Oba signala se podvrgavaju analogno-digitalnoj konverziji i digitalnoj obradi – kako iz IR tako i iz mikrovalnih detektora. Mikroprocesor, analizirajući različite parametre signala, donosi odluku o radu svakog detektora kombinovanog senzora, određuje vreme između operacija svakog od detektora, a ako se određeni skup operacija dogodi u datom vremenu, aktivira se alarm. poruka se izdaje. U senzoru se mogu postaviti tri kriterijuma: 1IR+2MV, 2IR+2MV i 3IR+2MV. Ostale funkcije mikroprocesora su digitalna temperaturna kompenzacija i samotestiranje (10 različitih funkcija se prati tokom instalacije i rada, uključujući i period kada senzor nije uključen).

Slika 3. Senzori DT-400/DT-600 Senzori nove generacije DT-500, DT-700 i DT-900, pored mogućnosti DT-600, imaju precizno zatvorenu IC optiku koja obezbjeđuje ujednačenu osjetljivost u cijelom smjeru. uzorak i mehanička zaštita piroelementa od prašine i insekata. Unakrsna provjera osjetljivosti na oba kanala i aktiviranje IR kanala na jednoj ivici snopa dijagrama omogućava vam da brzo odgovorite na kretanje uljeza u bilo kojem smjeru
Senzori serije DT-500 se preporučuju za upotrebu u stambenim područjima, a njihova glavna karakteristika je da ignoriše male i velike kućne ljubimce težine do 45 kg. Odsustvo okidanja od životinja postiže se poboljšanim algoritmom obrade i korištenjem niskofrekventnog raspona (2,45 GHz - tzv. S-band) - uz smanjenje frekvencije, nivo signala reflektiranog od malih objekata je značajno smanjen u odnosu na signal od osobe.
Senzori serije DT-700 su prvi koji koriste frekvenciju mikrotalasnog signala K-opsega (24.124...24.220 GHz), koja se snažno apsorbuje materijalom zida, što omogućava izbegavanje signala smetnji od pokretnih objekata izvan štićenih prostorija. Digitalna obrada signala koju obavlja Motorola mikroprocesor omogućava da se kriterijumi okidanja senzora dinamički prilagođavaju, omogućavajući mu da se samostalno prilagodi promenama uslova okoline i ignoriše brojne izvore smetnji. Dvostruka elektronska temperaturna kompenzacija (posebno za IR i mikrotalasne kanale) čini pouzdanost senzora praktično nezavisnom od promena sobne temperature u opsegu od -25°C do +65°C. Gotovo potpuna podudarnost IC i mikrovalnog zračenja je osigurana upotrebom specijalna tehnologija"Oblikovanje uzorka", koji ne iskrivljuje oblik prilikom podešavanja osetljivosti mikrotalasnog kanala. Senzori su testirani da potiskuju lažne alarme zbog turbulentnog kretanja zraka do 11,3 m3/min.

Senzori serije DT-900 su vrlo pouzdani i preporučuju se za profesionalnu upotrebu. glavna karakteristika ova serija - prisustvo kola protiv maskiranja zasnovanog na upotrebi dodatnog aktivnog IR kanala, koji pouzdano detektuje pokušaje uljeza da maskira senzor. Koriste se tri različita neovlaštena senzora. Zrcalna optika, koja formira 5-6 slojeva IC zraka, usklađena sa dijagramom usmjerenja mikrotalasnog antenskog sistema, pruža potpunu zaštitu od područja direktno ispod senzora do 15...60 m. Senzori su montirani u visokom Čvrsto kućište koje štiti od udaraca i drugih vanjskih fizičkih utjecaja. Koristi se razvijeni sistem višestepene samodijagnostike. Ugrađeni mikroprocesor obrađuje signale sa IC i mikrovalnih kanala, obrada se vrši prema osam parametara signala. Koristi se digitalno adaptivno filtriranje šuma mreže 50/60 Hz.
Glavne karakteristike kombinovanih senzora C&K date su u tabeli 6.

Tabela 6.
Karakteristike> DT-400 DT-600 DT-500 DT-700 DT-900
Frekvencije
zračenje, GHz		 10,525;
9,47; 9,52;
10,565 		10,525 2,45 od 24.125 do 24.220 10,525
Domet
radnje, m		 6; 9; 12 12; 18; 30 11 11; 15 15; 27; 37; 61
Širina zone
senzor
veličina, m		 6; 11; 15 12;18; 6 9 12; 18 12; 21; 3; 5
Broj IR
zraci: udaljeni
srednji
komšije
niže
22
7
4
3 		22
6
3
3
 22
6
3
2 		22
6
3
2 		5-6 slojeva
24-74 grede
Ra zaštita
di-zračenje u
domet
10...1000 MHz,
V/m		 30 30 30 30 30
Zaštita od svjetlosti
uredu		 = = 6,5x103 104 6,5x103
Otpor na
svjetlo, cd (at
udaljenost 3 m)		 6x104 6x104 = = =
Napon napajanja, V 8,5...16 10...12,9 10...14,5 7,5...16 10...15
Struja, mA 35 35 35 35 =
Visina montaže
dama, m		 2,3 2,3 = 2,3 2...3,6
Raspon tema -
temperatura, °S		 -18...+65 0...+49 0...+49 -25...+65 0...+49
Dimenzije, mm 130x70x60 130x70x60 130x70x60 119x71x42 200x170x150
Težina, g 340 340 170 150 1360

UGRADNJA I UPOTREBA SENZORA

Preporuke za ugradnju i upotrebu kombinovanih sigurnosnih alarmnih senzora u velikoj meri se poklapaju sa odgovarajućim preporukama za pasivne infracrvene senzore. Stoga ćemo se zadržati samo na karakteristikama svojstvenim mikrovalnom detektoru, koji je dio razmatranih senzora dvostruke tehnologije. Različite smetnje i promjene okoline mogu dovesti do lažnih alarma senzora, čiji je popis dat u Tabeli 2. Unatoč činjenici da moderni kombinirani senzori imaju visok stupanj zaštite od ovih utjecaja, ipak je preporučljivo pridržavati se sljedećih preporuka:

  • Prilikom uključivanja, preporučljivo je isključiti moguće izvore snažnih elektromagnetnih smetnji i vibracija, posebno fluorescentne izvore svjetla, te koristiti žarulje sa žarnom niti kao rasvjetu u nuždi;
  • da bi se smanjio utjecaj elektromagnetnih smetnji, ugradnju vodova i senzorskog kabela treba izvesti, ako je moguće, okomito na elektroenergetske mreže, a u slučaju paralelne instalacije, na udaljenosti između njih od najmanje 50 cm;
  • da bi se smanjio utjecaj vibracija, preporučljivo je instalirati senzor na kapitalne ili potporne konstrukcije;
  • Ne preporučuje se ugradnja senzora na provodne konstrukcije (metalne grede, vlažna cigla, itd.), jer se time stvara dvostruka petlja uzemljenja između senzora i izvora napajanja, što može uzrokovati smetnje i lažne alarme;
  • U blizini senzora ne bi trebalo biti velikih metalnih konstrukcija ili predmeta, jer je u ovom slučaju, zbog rerefleksije mikrovalnih signala, moguće nepredvidivo izobličenje zone osjetljivosti.

Ako su zidovi tanki ili postoje otvori tankih zidova, prozori i vrata značajne veličine, onda to mogu pokrenuti ljudi i mehanizmi iza njih. Ako je nemoguće pravilno preusmjeriti senzor, preporučljivo je koristiti zaštitne materijale, na primjer, metalnu mrežu ili metalizirane tkanine. Isti način zaštite moguć je i od lažnih alarma uzrokovanih kretanjem vode u plastičnim cijevima i kišnim tokovima na staklu.

Materijal je preuzet iz časopisa "Specijalna tehnika" 2 1998. Autor Andrejev Stanislav Petrovič

Senzori pokreta su zasnovani na analizi talasa različitih tipova koji dolaze iz okoline. U zavisnosti od vrste talasa koji se koristi, senzori pokreta su infracrveni, radiotalasni, ultrazvučni i kombinovani.

Princip rada infracrveni senzor kretanje se zasniva na određivanju temperature objekta, koja se razlikuje od temperature okoline. Infracrveno ili toplotno zračenje fokusira se posebnim optičkim sistemom - Fresnelovim sočivom - i usmerava se na osetljivi poluprovodnički element - piroelektrik. To uzrokuje promjenu električnog potencijala piroelektrika, koji se obrađuje posebnim algoritmom i dovodi do aktiviranja alarmnog signala. Kako bi spriječili senzor da reaguje na zagrijane, ali nepokretne objekte, sočiva dijele zonu osjetljivosti senzora na nekoliko odvojenih zraka. Senzor će raditi ako objekt uzastopno prelazi nekoliko zraka. U tom slučaju sistem možda neće snimiti kretanje pri vrlo maloj brzini.

Princip rada ultrazvučnog senzora pokreta temelji se na lokaciji zvuka. Osnova takvog senzora je generator zvuka koji proizvodi oscilacije frekvencije 25-40 kHz. Ne čuju ih ljudsko uho, ali se, kao i svaki zvučni talas, odbijaju od prepreka i vraćaju nazad do izvora. Senzor pokreta ima emiter vibracija i mikrofon koji percipira reflektirani signal. Prema Doplerovom efektu, svako tijelo koje pređe tok zračenja mijenja obrazac interferencije. Zbog toga će se frekvencija reflektiranog signala razlikovati od frekvencije emitirane. Kao emiter i prijemnik koriste se piezokeramički elementi.


Senzor kretanja radio talasa radi na istom principu kao i ultrazvučni, samo što umesto audio frekvencije, mikročip generiše mikrotalasno zračenje frekvencije od 2,5 GHz. Ako se pokretni objekat pojavi u zoni širenja talasa, talasna dužina i frekvencija se menjaju, što prijemnik odmah detektuje. Radio talasi mogu da prolaze kroz nemetalne barijere, kao što su zidovi i drveni nameštaj, a takođe su prilično skupi. Stoga se obično koriste za praćenje velikih komercijalnih površina, kao npr skladišnih objekata.


Da bi se izbjegli lažni pozitivni rezultati, koriste se kombinirani senzori. Obično se infracrveni i radiotalasni senzori kombinuju u jedan uređaj. Ovaj sklop karakterizira visoka otpornost na buku, pouzdanost i odsustvo lažnih alarma.