Detektor je pasivni optoelektronski infracrveni. Optoelektronski detektori - univerzalno rješenje za alarmni sistem? Sigurnosni optoelektronski detektori

Optoelektronski detektori su uređaji u kojima se za detekciju alarmnog događaja koriste optički uređaji i senzori različitih izvedbi. Dalja obrada primljenog signala se vrši elektronskim kolom. Takvi uređaji se široko koriste u sigurnosnim i protivpožarnim sistemima.

Glavni razlozi njihove popularnosti su:

visoka efikasnost;
mogućnost formiranja zona detekcije različitih konfiguracija;
relativno niska cijena.

Optički dio ovih detektora radi u infracrvenom (IR) opsegu zračenja. Postoje različite verzije infracrvenih senzora koji se razlikuju po principu rada, namjeni i značajkama primjene.

Pasivno.

Koristi se u sigurnosnim alarmnim sistemima. Njihove glavne prednosti su ekonomska dostupnost i širok spektar primjena. Princip rada se zasniva na analizi razlike u IC zračenju između sektora formiranih posebnim sočivima (Fresnel).

Prijemnik infracrvenog toka je piroelektrični modul koji generiše električne impulse koje obrađuje elektronika.

Moderni detektori često koriste mikroprocesorsku obradu signala, što povećava njihovu pouzdanost, efikasnost i otpornost na smetnje.

Aktivan.

Oni procjenjuju promjene u intenzitetu IR zraka koji generiše njihov predajnik. Konstruktivno, prijemni i odašiljački dijelovi mogu se postaviti u zasebne blokove postavljene jedan naspram drugog. U ovom slučaju se kontrolira dio prostora između njih.

Kod monoblok dizajna, poseban reflektor se koristi za vraćanje zraka u uređaj. Takvi detektori se koriste u sigurnosnim i protivpožarnim sistemima.

Rad takvih uređaja dovoljno je detaljno razmotren u članku o linearnim senzorima koji se koriste u požarnim alarmima.

Pored "klasičnih" žičanih uređaja koji koriste releje za prijenos informacija o svom stanju, postoje adresabilni optoelektronski detektori. Prenoseći signal na prijemno-kontrolni uređaj, oni informaciji dodaju svoj vlastiti kod, jedinstven za svaki proizvod.

Zbog toga postaje moguće lokalizirati alarmni događaj s točnošću do lokacije instalacije senzora. Njihov trošak je, naravno, veći, ali u nekim slučajevima se isplati.

Druga tehnologija je adresabilna analogna. Podrazumijeva prijenos digitaliziranih podataka skeniranog parametra, na osnovu kojih centrala donosi odluku o generiranju alarma. Takvi detektori se uglavnom koriste u sistemima zaštite od požara.

Posljednja stvar koju treba napomenuti su metode prijenosa signala. Zapravo postoje dva od njih:

žičani;
radio kanal.

SIGURNOSNI OPTO-ELEKTRONSKI DETEKTORI

Princip rada sigurnosnih optoelektronskih uređaja opisan je na početku ovog članka. Što se tiče zona detekcije, pasivni infracrveni detektori vam omogućavaju da koristite sve moguće opcije:

bulk;
površina (zavjesa);
linearni (greda).

Aktivni rade po zadnjem (zraka) principu.

Svi su oni sami po sebi senzori pokreta, odnosno detektuju kretanje objekta u zaštićenom prostoru. Za površinsko i linearno, ispravnije bi bilo reći - presek zone detekcije. Možete vidjeti više o tome kako to funkcionira.

OPTO-ELEKTRONSKI DETEKTORI POŽARA

Optoelektronski uređaji koji se koriste u sistemima za dojavu požara i automatskim instalacijama za gašenje požara su detektori dima. Prema vrsti zone detekcije dijele se na:

tačka;
linearno.

Tačkasti imaju dimnu komoru. To je neka vrsta lavirinta na čijem početku i kraju su ugrađeni emiter i fotodetektor. Kada dim uđe unutra, IR zračenje se raspršuje, što se bilježi elektronskim kolom uređaja.

Opseg ovakvih detektora je vrlo širok, postavljaju se u urede, trgovine, hotele i druge slične objekte. Prema vrsti formiranja informacijskog signala dijele se na:

prag;
ciljano;
adresabilni analog.

Prema načinu komunikacije sa vatrodojavnim uređajima ovi detektori su žični i bežični (radio kanal).

Općenito, ovo su prilično univerzalni senzori koji omogućuju rješavanje različitih pitanja zaštite od požara. Pomalo je nezgodno, a ponekad i ekonomski nepraktično, koristiti ih za ugradnju u prostorije velike površine i (ili) velike udaljenosti od stropa.

U ovom slučaju, linearni optoelektronski detektori se koriste u sistemima za dojavu požara. Nemaju gasnu komoru i kontrolišu optičku gustinu medija analizom parametara infracrvenog snopa. Za ove svrhe potrebni su prijemnik i predajnik, odnosno takvi uređaji su aktivni.

Opće ograničenje upotrebe optoelektronskih detektora požara su prostorije s visokim sadržajem prašine. Osim toga, na takve uređaje mogu utjecati elektromagnetne smetnje. Ali to uvelike ovisi o modelu senzora.

* * *

© 2014-2019 Sva prava zadržana.
Materijali stranice služe samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice i normativni dokumenti.

Najčešći detektori pokreta koji se koriste u požarnim i sigurnosnim alarmima su optoelektronski detektori.

Po principu detekcije kretanja dijele se u dvije grupe: pasivne hvatajuće objekte i aktivne - proizvode vlastito zračenje i njegovom promjenom određuju prisustvo objekta koji se kreće.

Osim toga, takvi detektori klasificiraju konfiguraciju skeniranog područja, a to su:

Volumetrijski;
Površina (zavjesa);
Linearni (greda).

Uređaji služe za organizovanje obezbeđenja unutar prostorija, odnosno kao druge linije odbrane. Međutim, uređaj s metodom linearne i površinske detekcije također se može koristiti za kontrolu prelaska perimetra.

Glavni nedostatak pasivnih površinskih optičko-elektronskih detektora je to što se aktiviraju kada je uljez već ušao u prostorije. To jest, ne mogu izvršiti rano otkrivanje upada.

Pasivne uređaje, volumetrijske i linearne, karakteriše mala udaljenost kontrolisane zone, u zavisnosti od snage modela, 10-25 m. Stoga se obično koriste za zaštitu malih i srednjih prostorija u setu nekoliko komada po jednoj petlji. Za organizaciju zaštite objekata velikih površina preporučuje se korištenje aktivnih optičko-elektronskih uređaja.

Osjetljivost Senzor optičko-elektronskog detektora je piro-prijemnik. To je infracrveni uređaj. U zavisnosti od svog intenziteta, piro prijemnik generiše različit broj električnih impulsa, koje obrađuje elektronska logička jedinica. Većina modernih modela opremljena je sa dva osjetljiva senzora, što značajno smanjuje broj lažnih pozitivnih rezultata.

Aktivni optičko-elektronski sigurnosni detektori

Opseg ovih uređaja je prilično raznolik. Mogu se koristiti za nadzor prozora i vrata, izloga ili vanjskih perimetara. Ovisno o vrsti konstrukcije razlikuju se dvije vrste aktivnih detektora:

Jednopozicioni - u kućištu jednog uređaja postavljen je i emiter i prijemnik reflektovanog zračenja. Rad se javlja u slučaju promjene intenziteta ili frekvencije reflektiranog toka zračenja.
Dvopozicijski - sastoje se od dva modula, od kojih je jedan emiter, drugi je prijemnik zračenja. Operacija se izvodi zbog prekida prijema proučavanog toka.

U pravilu, zona detekcije ima izgled barijere - "zavjese", koju formiraju jedan ili više zraka smještenih u vertikalnoj ili horizontalnoj ravni. Različiti modeli mogu imati različit broj djece greda, njihove veličine i konfiguracije. U ovom slučaju, međusobni raspored zraka ne mora nužno biti paralelan. Međutim, prijemnik i emiter svakog pojedinog snopa moraju biti konfigurirani tako da se ne sijeku.

Da bi se osigurao visoko efikasan nesmetan rad aktivnih optičko-elektronskih detektora, potrebno je pridržavati se određenih pravila prilikom njihove instalacije i rada:

Uređaji, jednopozicijski i dvomodulni, moraju se ugraditi na nedeformabilne, izdržljive građevinske konstrukcije koje isključuju mogućnost prekomjernih vibracija;
Prijemnik on-off uređaja mora biti postavljen tako da se isključi mogućnost intenzivne vještačke i prirodne svjetlosti koja utiče na fotoćelije. Konstantno izlaganje vidljivom spektru svjetlosti na sočivu prijemnika može dovesti do prijevremenog izgaranja LED dioda ili fotodioda i, kao rezultat, zvučnika uređaja. Djelomično se ovaj problem može riješiti korištenjem posebnih svjetlosnih filtera koji ne propuštaju zračenje u vidljivom i ultraljubičastom spektru. Međutim, pored visoke cijene ovih uređaja, oni donekle smanjuju osjetljivost uređaja.
Prilikom ugradnje i izvora i prijemnika IC zračenja potrebno je isključiti mogućnost prolaska raznih stranih tijela na udaljenosti manjoj od 0,5 m od kratkog snopa.

Uređaji bazirani na pasivnoj IC percepciji su sve više rasprostranjeni, jer su jeftiniji uređaji, a zbog velikog izbora (Fresnel sistemi sočiva) korisnik brzo dobija različite oblike zona skeniranja, što olakšava kreiranje pouzdanih sigurnosnih sistema u zgradama. sa složenim rasporedom unutrašnjih prostora. Pasivni IR detektori pokreta se koriste u alarmnim sistemima i ACS-ima za zaštitu:

Industrijske i javne zgrade, stanovi i privatna domaćinstva;
Odvojeni elementi konstrukcija koji su najosjetljiviji na prodiranje: prozorski otvori i vanjska vrata, kao i zidovi, izlozi, stropovi i podovi;
Perimetri zemljišnih parcela i ograde;
Odvojena materijalna dobra - skupi umjetnički predmeti ili unikatni uređaji.

Pasivni optičko-elektronski detektor formira područje skeniranja koje se sastoji od uskih naizmjeničnih osjetljivih i neaktivnih zona u obliku ventilatora, višesmjernih u jednoj ravni. Međusobni raspored zraka u prostoru može biti različit: vodoravni, okomiti, u nekoliko redova ili sastavljeni u jednu usku gredu. Oblik zona skeniranja uvjetno je podijeljen u 5 glavnih tipova:

Širokokutna površina s jednim slojem zraka koji izlaze iz jednog izvora - "veneze";
Širokokutna površina sa uskim gredama orijentiranim u istoj ravni - "Zavjesa";
Uski snop - "barijera za grede";
Jednoslojna površinska panorama;
Višeslojni volumen.

Prilikom ugradnje pasivnih optičko-elektronskih detektora, moraju se poštovati sljedeće preporuke:

Ne postavljajte IR detektor iznad konvekcijskih izvora topline;
Nemojte usmjeravati osjetljivo područje uređaja na reflektore, grijače ventilatora, snažne žarulje sa žarnom niti i druge uređaje koji mogu uzrokovati brzo povećanje lokalne temperaturne pozadine;
Zaštitite uređaj od prekomjernog utjecaja sunčevog zračenja;
Suzdržite se od kritične zone detekcije ormara, zavjesa i drugih vrsta pregrada koje mogu stvoriti „mrtvu“ kontroliranu zonu.

Kratak pregled popularnih modela

Sigurnosna površina detektora optičko-elektronski foton-sh— formira zonu detekcije tipa zavjese. Koristi se za kontrolu prodora u prostorije kroz otvore prozora i vrata. Opseg detekcije 5m, širina zavese 6,8m, ugao gledanja 70°.

Sigurnosni detektor optičko-elektronski piron 4 B- opremljen piro prijemnikom sa dva senzora. Tip zone detekcije "zavjesa", domet 10m, ugao gledanja 70°. Ima fino podešavanje osjetljivosti, otporan je na radio smetnje i vanjsko osvjetljenje.

AX-100TF aktivni dual beam detektor- koristi se za kontrolu proširenih dijelova vanjskog perimetra. Obično se koriste u paru, učvršćenja su naslagana jedno na drugo kako bi se formirala barijera od četiri restriktivne grede. Postoji izbor između četiri kanala nosećih frekvencija generisanih zraka.

Da bi se osigurala zaštita stambene, poslovne zgrade ili druge imovine, koriste se posebni uređaji - sigurnosni uređaji. Ovaj članak će se fokusirati na optičko-elektronske detektore, njihove karakteristike i vrste.

Detektori dima

Detektori dima su najčešći senzori za dojavu požara. Odlikuje ih brza osjetljivost na produkte sagorijevanja i velika brzina odgovora. Protupožarni dimni uređaji dijele se na ionizacijske i optičke.

Jonizacijski senzori emituju sigurno radioaktivno zračenje za analizu probnih vazdušnih masa na prisustvo dima.

Optoelektronski emiteri dima su uređaji koji detektuju dim u početnoj fazi prozirnim zrakom u infracrvenom ili ultraljubičastom svjetlu.

Uređaj i princip rada optičkih detektora

Optoelektronski senzori su plastično kućište koje sadrži emiter svjetlosti, dimnu komoru, fotodetektor i pregradu koja služi za zaštitu fotoćelije od direktnih infracrvenih ili ultraljubičastih zraka. Također, uređaj je zaštićen od vanjskog svjetla i prašine.

Optoelektronski tačkasti detektor dima požara emituje zračenje u infracrvenom spektru u dimnu komoru i registruje njegov odraz fotodiodom. U "čistom" okruženju, zraci ne dopiru do fotoćelije, pa su emiter svjetlosti i prijemna jedinica pod uglom jedan prema drugom.

Ali čim čestice dima uđu u komoru, gustoća medija se povećava, infracrveno zračenje se raspršuje i ulazi u fotodetektor. Ovako se uključuje alarm - alarmni signal se aktivira samostalno ili uz istovremeni prijenos na konzolu za praćenje.

Optoelektronski emiteri nisu samostalni uređaji, već su spojeni na petlju koja vodi do kontrolne table i imaju malu potrošnju energije.

Vrste i obim

Optički detektori dima podijeljeni su u nekoliko tipova:

tačka - imaju mali radijus djelovanja. Oni kontrolišu prostorije u određenom području gdje postoji velika vjerovatnoća požara;
linearni - koristi se u velikim sobama s visokim stropovima. Oni su prijemnik i emiter, koji su postavljeni na suprotnim zidovima prostorije;
aspiracija - nasilno uzimanje uzoraka vazduha za analizu pomoću laserske transiluminacije;
autonomni - to su isti tački uređaji koji rade na vlastiti izvor napajanja, odnosno nisu povezani na kontrolnu ploču.

Optoelektronski detektori se postavljaju u stambenim, poslovnim prostorima, skladištima, tržnim centrima, industrijskim prostorijama i svuda gdje postoji veliki broj električnih uređaja i opreme.

Upotreba ovakvih uređaja u prašnjavim, zagašenim i zagađenim prostorima se ne preporučuje, jer takvo okruženje može izazvati lažne uzbune. Takođe, senzori dima se ne koriste u objektima opasnim od požara i eksplozije. U takvim zonama koriste se detektori otporni na eksploziju.

Optički protupožarni senzor IP 212-45

U nastavku je dat opis glavnih karakteristika optičkih detektora dima na primjeru IP 212-45 (Marko).

Senzor se koristi za rano otkrivanje požara u prostoriji, praćenog oslobađanjem dima i produkata izgaranja.

Napajanje i prijenos alarmnog signala do centrale vrši se preko dvožilnog kabela. Ima nekoliko načina rada: dežurni, "Vatra", "Alarm".

Uređaj ne reaguje na otvorenu vatru, visoku temperaturu vazduha i vlažnost. Radni uslovi: vlažnost 95% na temperaturi od +35 stepeni; raspon temperature vazduha od -44 do +55 stepeni. Osetljivost 0,05-0,2 dB/m. Vrijeme odgovora - 9 sek.

Uređaj se sastoji od detektora dima i utičnice na koju je uređaj priključen. Unutar senzora nalaze se komora za analizu uzoraka vazduha, kao i elektronski sistem za obradu informacija.

Optoelektronski sigurnosni detektori

Pored požarnih senzora, postoje i sigurnosni optičko-elektronski detektori. Imaju široku popularnost i distribuciju.

Optoelektronski sigurnosni detektori su uređaji koji obezbjeđuju zaštitu zatvorenog prostora, teritorije, praćenjem i otkrivanjem neovlaštenih osoba i životinja u njima. Za zaštitu uličnog ograđenog prostora koriste se linearni optoelektronski senzori.

Rad ovakvih uređaja zasniva se na optičkom principu rada, odnosno uz upotrebu infracrvenih zraka i reflektirajućih sočiva.

Optoelektronski sigurnosni detektori se dijele na: aktivne i pasivne.

Pasivni senzori

Pasivni sigurnosni alarmni uređaji bilježe kretanje nepoželjnog objekta u kontrolisanom području sa određenom masom i brzinom različitom od navedene vrijednosti.

Koriste se za identifikaciju osoba koje su ušle u prostorije kroz vrata, prozore, otvore. Takvi uređaji ne reagiraju na stacionarne objekte, čak ni pri visokim vrijednostima temperature.

Pasivni detektori uključuju prijemnik, sočiva, elektronsku jedinicu za analizu signala. Senzori registruju infracrveno zračenje iz toplog predmeta, koje pada na Fresnelovo sočivo i koje piro prijemnik pretvara u poseban električni signal.

Signal se zatim dovodi do pojačala i elektronskog sistema za obradu informacija. Kada uređaj postavi vrijednosti infracrvenog zračenja iznad postavljene vrijednosti, aktivira se alarmni signal koji se prenosi na centralu.

Pasivni sigurnosni uređaji imaju mali domet detekcije - 10-20 metara. Raspon detektiranih brzina počinje od 0,3 m/s.

Kako bi se isključili lažni alarmi iz različitih izvora zračenja, unutar uređaja su smještene filtracijske strukture („bijeli” filter, „crno” ogledalo) koji blokiraju prodor drugog optičkog zračenja na piroelektrični element senzora.

Prema vrsti područja detekcije, pasivni senzori se dijele na: volumetrijske optoelektronske, površinske i linearne.

Prednosti pasivnih senzora su fiksiranje stranih predmeta, čak i malih (male životinje); estetski izgled; jednostavnost instalacije i konfiguracije; visoka osjetljivost i brzina otkrivanja uljeza.

Nedostaci pasivnih detektora je činjenica da se uljez detektuje nakon što je ušao u zgradu; osjetljivost na strujanja toplog zraka iz propuha ili grijača.

Aktivni senzori

Aktivni optičko-elektronski detektori obezbjeđuju linearnu zaštitnu zonu. Dizajn uređaja sastoji se od dva bloka: emitera i fotodetektora, između kojih se formira optičko zaštitno područje.

Infracrveni svjetlosni senzor šalje signale prijemniku sa navedenim parametrima.

Ako se u radnom području uređaja pojavi prepreka, tada se IR zraci prekidaju i ne ulaze u fotodetektor.

Analizirajući trajanje prekida snopa, detektor generiše alarmni signal. Postoje uređaji sa jednim blokom, gdje je emiter svjetlosti sa fotodetektorom zatvoren u jedno kućište.

Uređaji ne reaguju na toplotno zračenje, stoga se koriste na otvorenim prostorima. Radne karakteristike aktivnih sigurnosnih senzora su.

Trenutno pasivni optičko-elektronski infracrveni (IR) detektori zauzimaju vodeću poziciju u izboru zaštite prostorija od neovlašćenog upada u objekte obezbeđenja. Estetski izgled, jednostavnost instalacije, konfiguracije i održavanja često im daju prioritet u odnosu na druge alate za detekciju.

Pasivni optičko-elektronski infracrveni (IR) detektori (često se nazivaju senzori pokreta) otkrivaju činjenicu da osoba ulazi u zaštićeni (kontrolisani) dio prostora, generiraju alarmni signal i otvaranjem kontakata izvršnog releja (RCP) relej), odašilje signal "alarma" na sredstva upozorenja. Kao sredstvo upozorenja mogu se koristiti terminalni uređaji (UO) sistema za prijenos obavijesti (SPI) ili uređaj za kontrolu požara i sigurnosnog alarma (PPKOP). Zauzvrat, gore navedeni uređaji (UO ili PPKOP) emituju primljeno obaveštenje o alarmu putem različitih kanala za prenos podataka do centralne stanice za praćenje (CMS) ili lokalne sigurnosne konzole.

Princip rada pasivnih optičko-elektronskih IR detektora zasniva se na percepciji promjene nivoa infracrvenog zračenja temperaturne pozadine, čiji su izvori tijelo osobe ili male životinje, kao i sve vrste objekata u njihovom vidnom polju.

Infracrveno zračenje je toplota koju emituju sva zagrejana tela. Kod pasivnih optičko-elektronskih IR detektora, infracrveno zračenje ulazi u Fresnelovo sočivo, nakon čega se fokusira na osjetljivi piroelement koji se nalazi na optičkoj osi sočiva (slika 1.).

Pasivni IR detektori primaju infracrvene tokove energije od objekata i piro prijemnik ih pretvara u električni signal koji se preko pojačala i kola za obradu signala dovodi na ulaz generatora alarma (slika 1)1.

Da bi IR pasivni senzor otkrio uljeza, moraju biti ispunjeni sljedeći uslovi:

Pasivni IR senzori sastoje se od tri glavna elementa:

U zavisnosti od dizajna Fresnelovog sočiva, pasivni optičko-elektronski IR detektori imaju različite geometrijske dimenzije kontrolisanog prostora i mogu biti sa volumetrijskom detekcijskom zonom, površinskom ili linearnom. Opseg djelovanja ovakvih detektora je u rasponu od 5 do 20 m. Izgled ovih detektora je prikazan na sl. 2.

Optički sistem

Moderne IR senzore karakteriše širok izbor mogućih uzoraka zraka. Zona osjetljivosti IR senzora je skup zraka različitih konfiguracija, koji odstupaju od senzora u radijalnim smjerovima u jednoj ili više ravnina. Zbog činjenice da IR detektori koriste dvostruke piro prijemnike, svaki snop u horizontalnoj ravni je podijeljen na dva:

Zona osjetljivosti detektora može izgledati ovako:

Raznolikost i složena konfiguracija oblika zone osjetljivosti prvenstveno su posljedica sljedećih faktora:

Svrsishodno je detaljnije se zadržati na zahtjevu ujednačene osjetljivosti. Signal na izlazu piro prijemnika, pod svim ostalim jednakim uslovima, je veći, što je veći stepen preklapanja od strane narušioca zone osetljivosti detektora i što je manja širina snopa i udaljenost do detektora. Za otkrivanje uljeza na velikoj (10...20 m) udaljenosti, poželjno je da širina snopa u vertikalnoj ravni ne prelazi 5°...10°, u kom slučaju osoba gotovo potpuno blokira snop, što osigurava maksimalnu osjetljivost. Na manjim udaljenostima, osjetljivost detektora u ovom zraku se značajno povećava, što može dovesti do lažnih alarma, na primjer, od malih životinja. Da bi se smanjila neujednačena osjetljivost, koriste se optički sistemi koji formiraju nekoliko kosih zraka, dok je IC detektor instaliran na visini većoj od ljudske visine. Ukupna dužina zone osjetljivosti je tako podijeljena na nekoliko zona, a snopovi „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 pozitivnih rezultata, a s druge strane povećava detektivnost eliminacijom mrtvih zona u blizini detektora.

Prilikom izgradnje optičkih sistema IR senzora mogu se koristiti:

Tipično, svaki segment Fresnelovog sočiva formira svoj vlastiti uzorak zraka. Upotreba modernih tehnologija proizvodnje sočiva omogućava da se osigura gotovo konstantna osjetljivost detektora za sve zrake odabirom i optimizacijom parametara svakog segmenta sočiva: površina segmenta, ugao nagiba i udaljenost do piroelektričnog prijemnika, prozirnost, reflektivnost, stepen defokusiranja . Nedavno je savladana tehnologija proizvodnje Fresnel sočiva složene precizne geometrije, koja daje 30% povećanje prikupljene energije u odnosu na standardna sočiva i, shodno tome, povećanje razine korisnog signala od osobe na velikim udaljenostima. Materijal od kojeg su napravljene moderne leće štiti piroelektrični prijemnik od bijele svjetlosti. Nezadovoljavajući rad IR senzora može biti uzrokovan efektima kao što su toplotni tokovi koji nastaju zagrijavanjem električnih komponenti senzora, insekti na osjetljivim piro-prijemnicima, moguće refleksije infracrvenog zračenja iz unutrašnjih dijelova detektora. Da bi se eliminisali ovi efekti kod najnovije generacije IR senzora, specijalna hermetička komora se koristi između sočiva i piro prijemnika (zapečaćena optika), na primer, u novim IR senzorima iz PYRONIX-a i C&K. Prema mišljenju stručnjaka, moderna visokotehnološka Fresnel sočiva su po svojim optičkim karakteristikama dobra gotovo kao i zrcalna optika.

Zrcalna optika kao jedini element optičkog sistema se rijetko koristi. IR senzori sa zrcalnom optikom dostupni su, na primjer, od SENTROLA i ARITECH-a. Prednosti zrcalne optike su mogućnost preciznijeg fokusiranja i, kao rezultat, povećanje osjetljivosti, što omogućava otkrivanje uljeza na velikim udaljenostima. Upotreba nekoliko posebno oblikovanih ogledala, uključujući i višesegmentna, omogućava da se dobije gotovo konstantna osjetljivost na daljinu, a ta osjetljivost na velikim udaljenostima je otprilike 60% veća nego kod jednostavnih Fresnelovih sočiva. Uz pomoć zrcalne optike, lakše je zaštititi blisku zonu koja se nalazi direktno ispod mjesta ugradnje senzora (tzv. zona protiv neovlaštenog otvaranja). Analogno izmjenjivim Fresnelovim sočivima, IR senzori s optikom ogledala opremljeni su zamjenjivim odvojivim zrcalnim maskama, čija upotreba omogućava odabir željenog oblika zone osjetljivosti i omogućava prilagođavanje senzora različitim konfiguracijama zaštićene prostorije. .

Moderni visokokvalitetni IR detektori koriste kombinaciju Fresnelovih sočiva i zrcalne optike. U ovom slučaju, Fresnel sočiva se koriste za formiranje zone osjetljivosti na srednjim udaljenostima, a zrcalna optika se koristi za formiranje anti-sabotažne zone ispod senzora i za pružanje vrlo velike udaljenosti detekcije.

Piro prijemnik:

Optički sistem fokusira IR zračenje na piro-detektor, koji se koristi u IR senzorima kao ultra-osetljivi poluprovodnički piroelektrični pretvarač koji može da registruje razliku od nekoliko desetina stepena između temperature ljudskog tela i pozadine. Promjena temperature pretvara se u električni signal, koji nakon odgovarajuće obrade pokreće alarm. U IR senzorima se obično koriste dvostruki (diferencijalni, DUAL) piroelementi. To je zbog činjenice da jedan piroelement na isti način reagira na bilo koju promjenu temperature, bez obzira na to da li je uzrokovana ljudskim tijelom ili, na primjer, zagrijavanjem prostorije, što dovodi do povećanja učestalosti lažnih alarmi. U diferencijalnom krugu signal jednog piroelektričnog elementa se oduzima od drugog, što omogućava značajno suzbijanje smetnji povezanih s promjenama pozadinske temperature, kao i značajno smanjenje efekta svjetlosti i elektromagnetnih 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 piroelement se dijeli 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 dualna piro prijemnika smještena u jednom senzoru (obično postavljeni jedan iznad drugog). Radijusi posmatranja ovih piro prijemnika su različiti, pa se stoga lokalni termalni izvor lažnih alarma neće istovremeno uočiti u oba piro prijemnika. Istovremeno, geometrija lokacije piroelektričnih prijemnika i shema njihovog uključivanja odabrani su na način da su signali od osobe suprotnog polariteta, a elektromagnetske smetnje uzrokuju signale u dva kanala istog polariteta, što dovodi do suzbijanja ove vrste smetnji. Za četverostruke piroelemente, svaki snop je podijeljen na četiri (vidi sliku 2), te je stoga maksimalna udaljenost detekcije pri korištenju iste optike otprilike prepolovljena, jer za pouzdanu detekciju osoba mora svojom visinom blokirati oba zraka iz dva piro prijemnika. . Za povećanje udaljenosti detekcije za četverostruke piroelemente omogućava se korištenje precizne optike koja formira uži snop. Drugi način da se ova situacija donekle ispravi je upotreba piroelemenata složene isprepletene geometrije, koje koristi PARADOX u svojim senzorima.

Jedinica za obradu signala

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

Odabir korisnog signala na pozadini smetnji od strane procesorske jedinice zasniva se na analizi parametara signala na izlazu piro prijemnika. 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 ... ,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 komplikovanije.

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, kada se broji koliko je puta signal prekoračio prag (to jest, u stvari, koliko puta je uljez prešao snop ili koliko je zraka prešao). . U ovom slučaju, alarm se ne generiše kada je prag prvi put prekoračen, već samo ako u određenom vremenu broj prekoračenja postane veći od navedene vrednosti (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 valnog oblika sa izlaza diferencijalnog piro 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, da se uporedi veličina i trajanje signala različitog polariteta. Također je moguće kombinirati ovu metodu sa odvojenim prebrojavanjem prekoračenja pozitivnih i negativnih pragova.

Analiza trajanja signala može se provesti kako direktnom metodom mjerenja vremena tokom kojeg signal prelazi određeni prag, tako i u frekvencijskom domenu filtriranjem signala sa izlaza pirodetektora, uključujući korištenje "plutajućeg" praga koji zavisi od na opsegu frekvencijske analize.

Drugi tip obrade dizajniran za poboljšanje performansi IR senzora je automatska termička kompenzacija. U temperaturnom opsegu okoline od 25°C…35°S, osjetljivost piro prijemnika opada zbog smanjenja termičkog kontrasta između ljudskog tijela i pozadine; s daljim povećanjem temperature osjetljivost se ponovo povećava, ali “sa suprotnim predznakom”. U takozvanim "konvencionalnim" shemama temperaturne kompenzacije, temperatura se mjeri, a kada raste, pojačanje se automatski povećava. Kod „prave” ili „dvostrane” kompenzacije, povećanje toplotnog kontrasta se uzima u obzir za temperature iznad 25°÷35°S. Upotreba automatske termičke kompenzacije osigurava da je osjetljivost IR senzora gotovo konstantna u širokom temperaturnom rasponu.

Navedene vrste obrade mogu se izvršiti analognim, digitalnim ili kombinovanim sredstvima. U modernim IR senzorima sve se više koriste metode digitalne obrade pomoću specijalizovanih mikrokontrolera sa ADC-ovima i signalnih procesora, što omogućava detaljnu obradu fine strukture signala kako bi se bolje razlikovao od 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 su algoritmi za obradu zasnovani na teoriji statističkih odluka.

Ostali zaštitni elementi IC detektora

IR senzori namenjeni za profesionalnu upotrebu koriste takozvana kola protiv maskiranja. Suština problema leži u činjenici da konvencionalni IR senzori mogu biti onemogućeni od strane uljeza preliminarnim (kada sistem nije naoružan) lepljenjem ili farbanjem preko ulaznog prozora senzora. Za borbu protiv ovog načina zaobilaženja IR senzora koriste se šeme protiv maskiranja. Metoda se temelji na korištenju posebnog IR kanala koji se aktivira kada se maska ili reflektirajuća barijera pojavi na maloj udaljenosti od senzora (od 3 do 30 cm). Kolo protiv maskiranja radi neprekidno dok je sistem isključen. Kada poseban detektor detektuje činjenicu maskiranja, signal o tome šalje se sa senzora na centralu, koja, međutim, ne izdaje alarmni signal dok ne dođe vreme 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 eliminirao, alarm se ne generiše.

Još jedan zaštitni element kojim su opremljeni gotovo svi moderni IR detektori je senzor kontakta koji je evidentan zbog neovlaštenja, koji signalizira pokušaj otvaranja ili neovlaštenog otvaranja kućišta senzora. Releji senzora tampera i maskiranja povezani su na posebnu sigurnosnu petlju.

Da bi se eliminisali okidači IR senzora od malih životinja, koriste se ili posebne leće sa mrtvom zonom (Pet Alley) od nivoa poda do visine od oko 1 m ili se koriste posebne metode obrade signala. Treba imati na umu da posebna obrada signala omogućuje ignoriranje životinja samo ako njihova ukupna težina ne prelazi 7 ... 15 kg, a senzoru se mogu približiti ne bliže od 2 m. pomoći će.

Za zaštitu od elektromagnetnih i radio smetnji koriste se čvrsta površinska montaža i metalna zaštita.

Ugradnja detektora

Pasivni optičko-elektronski IR detektori imaju jednu izuzetnu prednost u odnosu na druge tipove uređaja za detekciju. Lako se instalira, postavlja i održava. Detektori ovog tipa mogu se ugraditi kako na ravnu površinu nosivog zida tako i u kut prostorije. Postoje detektori koji se postavljaju na plafon.

Kompetentan izbor i taktički ispravna upotreba ovakvih detektora ključ su pouzdanog rada uređaja, ali i cijelog sigurnosnog sistema u cjelini!

Prilikom odabira vrste i broja senzora koji će osigurati zaštitu određenog objekta, treba voditi računa o mogućim načinima i sredstvima prodiranja uljeza, potrebnom nivou pouzdanosti detekcije; troškovi nabavke, ugradnje i rada senzora; karakteristike objekta; performanse senzora. Karakteristika IR-pasivnih senzora je njihova svestranost - njihovom upotrebom moguće je blokirati pristup i prodor u širok spektar prostorija, konstrukcija i objekata: prozore, izloge, pultove, vrata, zidove, plafone, pregrade, sefovi i pojedinačni predmeti, hodnici, zapremine prostorija. Istovremeno, u nekim slučajevima neće biti potreban veliki broj senzora za zaštitu svake strukture - može biti dovoljno koristiti jedan ili više senzora sa željenom konfiguracijom zone osjetljivosti. Hajde da se zadržimo na razmatranju nekih karakteristika upotrebe IR senzora.

Opći princip korištenja IR senzora je da zraci zone osjetljivosti trebaju biti okomiti na predviđeni smjer kretanja uljeza. Lokacija senzora treba biti odabrana na način da se minimizira 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 uzeti u obzir mogućnost maskiranja uljeza otvorenim vratima. Ako se mrtve zone 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.

Mora se pridržavati raspona dozvoljenih visina ovjesa navedenih u dokumentaciji (minimalne i maksimalne visine). Ovo se posebno odnosi na uzorke smjera s kosim snopovima: ako visina ovjesa prelazi maksimalno dopuštenu, onda će to dovesti do smanjenja signala iz daleke zone i povećanja mrtve zone ispred senzora, ako visina ovjesa je manja od minimalno dozvoljene, to će dovesti do smanjenja detekcije dometa uz smanjenje mrtve zone ispod senzora.

1. Detektori sa zonom detekcije zapremine (sl. 3, a, b), po pravilu se postavljaju u ugao prostorije na visini od 2,2-2,5 m. U tom slučaju ravnomerno pokrivaju zapreminu zaštićena prostorija.

2. Postavljanje detektora na plafon je poželjno u prostorijama sa visokim plafonima od 2,4 do 3,6 m. Ovi detektori imaju gušću zonu detekcije (Sl. 3, c), a postojeći komadi nameštaja u manjoj meri utiču na njihov rad.

3. Detektori sa površinskom zonom detekcije (slika 4) se koriste za zaštitu perimetra, na primjer, nestalnih zidova, otvora vrata ili prozora, a mogu se koristiti i za ograničavanje pristupa na bilo koje vrijednosti. Zona detekcije takvih uređaja treba biti usmjerena, kao opcija, duž zida s otvorima. Neki detektori se mogu instalirati direktno iznad otvora.

4. Detektori sa linearnom zonom detekcije (slika 5) se koriste za zaštitu dugih i uskih koridora.

Interferencija i lažni rezultati

Prilikom korištenja pasivnih optičko-elektronskih IR detektora potrebno je imati u vidu mogućnost lažnih alarma koji nastaju uslijed različitih vrsta smetnji.

Interferencija termalne, svjetlosne, elektromagnetne, 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:

Toplotne smetnje - zbog zagrijavanja temperaturne pozadine kada su izložene sunčevom zračenju, konvektivni protok zraka od rada radijatora sistema grijanja, klima uređaja, propuha.
Elektromagnetne smetnje - uzrokovane hvatanjem od izvora električnih i radio emisija na pojedinim elementima elektronskog dijela detektora.
Vanjske smetnje - povezane s kretanjem malih životinja (psi, mačke, ptice) u zoni detekcije detektora. Razmotrimo detaljnije sve faktore koji utiču na normalne performanse pasivnih optičko-elektronskih IR detektora.

Termalni šum

Ovo je najopasniji faktor koji karakterizira promjena temperaturne pozadine okoliša. Utjecaj sunčevog zračenja uzrokuje lokalno povećanje temperature pojedinih dijelova zidova prostorije.

Konvekcijske smetnje uzrokovane su utjecajem pokretnih strujanja zraka, na primjer, od propuha s otvorenim prozorom, pukotina u prozorskim otvorima, kao i tokom rada kućnih uređaja za grijanje - radijatora i klima uređaja.

Elektromagnetne smetnje

Nastaju kada se uključe bilo koji izvori električne i radio emisije, kao što su mjerna i kućna oprema, rasvjeta, elektromotori, radiopredajnici. Snažne smetnje mogu se stvoriti i zbog pražnjenja groma.

Vanjske smetnje

Mali insekti, kao što su žohari, muhe, ose, mogu biti osebujan izvor smetnji u pasivnim optičko-elektronskim IR detektorima. Ako se kreću direktno duž Fresnelovog sočiva, može doći do lažnog alarma ovog tipa detektora. Opasnost predstavljaju i takozvani domaći mravi, koji mogu ući u detektor i puzati direktno preko piroelementa.

Greške pri montaži

Posebno mjesto u nepravilnom ili nepravilnom radu pasivnih optičko-elektronskih IC detektora zauzimaju greške u instalaciji prilikom ugradnje ovih vrsta uređaja. Obratimo pažnju na živopisne primjere pogrešnog postavljanja IR detektora kako bismo to izbjegli u praksi.

Na sl. 6 a; 7a i 8a prikazana je ispravna, ispravna instalacija detektora. Samo ih trebate instalirati na ovaj način i ništa više!

Na slikama 6 b, c; 7b,c i 8b,c prikazuju opcije za pogrešnu ugradnju pasivnih optoelektronskih IR detektora. Sa ovom postavkom moguće je propustiti stvarne upade u zaštićene prostorije bez izdavanja signala „Alarm“.

Ne postavljajte pasivne optičko-elektronske detektore na način da budu izloženi direktnim ili reflektovanim zracima sunčeve svetlosti, kao i farovima vozila u prolazu.
Ne usmjeravajte zonu detekcije detektora prema grijaćim elementima sistema grijanja i klimatizacije, prema zavjesama i zavjesama, koji mogu varirati od propuha.
Ne postavljajte pasivne optičko-elektronske detektore u blizini izvora elektromagnetnog zračenja.
Zabrtvite sve otvore pasivnog optičko-elektronskog IR detektora zaptivačem iz kompleta proizvoda.
Uništavati insekte koji su prisutni u zaštićenom području.

Trenutno postoji veliki izbor alata za detekciju koji se razlikuju po principu rada, opsegu, dizajnu i performansama.

Pravi izbor pasivnog optičko-elektronskog IR detektora i mjesto njegove ugradnje ključ su pouzdanog rada protuprovalnog alarmnog sistema.

Prilikom pisanja članka korišteni su i materijali iz časopisa “Sigurnosni sistemi” br. 4, 2013.

Ovi uređaji su uređaji koji koriste optičke uređaje i senzore za otkrivanje neovlaštenog događaja. Konačna analiza signala se odvija u elektronskom kolu. Optoelektronski detektori se često koriste u sigurnosnim i požarnim alarmnim sistemima.

Glavni razlozi zašto su toliko popularni su:

visoka efikasnost;
različita područja lokacije;
mali trošak.

Optički dio ovih uređaja radi u infracrvenom području zračenja. Postoji mnogo načina za instaliranje infracrvenih uređaja.

Pasivno

Koristi se u sigurnosnim sistemima. Glavne prednosti su niska cijena i širok spektar primjena. Pasivni uređaji analiziraju promjene u IC zračenju.

Aktivan

Princip rada sastoji se od procjene razlike u intenzitetu IC zraka, koji proizvodi emiter. Emiter i prijemnik mogu biti u različitim blokovima iu jednom. U prvom slučaju zaštićen je samo onaj dio teritorije koji se nalazi između njih.

Ako su oba uređaja u istom modulu, tada se koristi poseban reflektor.

Postoje i adresabilni optoelektronski uređaji koji prenose signal kontrolne table i označavaju kod koji je jedinstven za svaki uređaj. Zahvaljujući tome, možete precizno saznati mjesto gdje je senzor radio. Međutim, cijena takvih uređaja je veća, ali ako želite pouzdan sistem, onda je ova opcija najprikladnija.

Postoji još jedna vrsta detektora - adresabilni analog. Ova opcija prenosi digitalizovanu informaciju na centralu, gde se odlučuje da li će se primeniti alarmni signal.

Postoji nekoliko opcija za prijenos podataka: žičani i radio kanal.

Sigurnosni detektori

Zone lokacije ovih uređaja mogu biti volumetrijske, površinske i linearne. Bilo koja od ovih vrsta je senzor pokreta, ispostavilo se da detektuje kretanje u zaštićenom području.

Upotreba površinskih uređaja ograničena je blokiranjem konstrukcija u zatvorenom prostoru. Linearne se obično koriste za vanjske površine.

Optoelektronski uređaji su negativni na prisustvo zračnih struja i na strane izvore svjetlosti.

Aktivni linearni uređaji su manji od ostalih, zavisni od utjecaja vanjskih faktora. Ali ih je teško postaviti, posebno kada se koriste uređaji s velikim radijusom djelovanja.

Detektori požara

Ova vrsta uređaja se dijeli na okretni i linearni detektori. U prvom slučaju, uređaj ima dimni blok i predstavlja labirint sa odašiljačem i prijemnikom na krajevima. Ako dim prodre unutra, tada se IR zračenje raspršuje i to bilježi prijemnik.

Ovakvi uređaji se koriste u mnogim objektima, uglavnom u servisnim, odnosno uredima, trgovinama i sl. Prema vrsti slanja signala podataka, optoelektronski detektori se dijele na prag i adresabilni analogni. A prema načinu povezivanja sa uređajima protivpožarnog sistema dijele se na žičane i radio kanale.

Takvi uređaji su prilično raznovrsni i pomažu u osiguravanju požarne sigurnosti. Ali za velike prostorije ovaj tip detektora ne treba bolje koristiti.

U takvim slučajevima, linearni optoelektronski uređaji su prikladniji. Oni kontrolišu gustinu vazduha obradom IR parametara. Linijski detektori uključuju odašiljač i prijemnik i aktivni su uređaji.

Popularni modeli

Arton-IPD 3.1M

Optički spot detektor dima SPD-3.1 (IPD-3.1M). Uređaj je dizajniran za otkrivanje požara u zatvorenim prostorima zgrada i objekata, praćenih pojavom dima. Kada se aktivira, prenosi signal na kontrolnu ploču.

Dizajniran za kontinuirani rad 24 sata dnevno na jednosmjernoj ili naizmjeničnoj dvožičnoj petlji za dojavu požara. Nazivni napon napajanja petlje je 12 ili 24 V. Za rad detektora sa kontrolnom pločom prema četverožilnoj šemi za povezivanje detektora koristi se modul za usklađivanje petlje MUSH-2.

Astra-7B (IO409-15B)

Raspisivač je sigurnosni volumetrijski optičko-elektronski. Dizajniran da otkrije prodor u zaštićeno područje i generiše alarmno obaveštenje otvaranjem izlaznih kontakata alarmnog releja.

Postavlja se na plafon, zona detekcije je kružna i volumetrijska, maksimalna visina ugradnje je do 5 metara. Mikroprocesorska analiza signala, temperaturna kompenzacija, otpornost na eksterno osvetljenje, kontrola otvaranja kućišta, optoelektronski relej. Može raditi na temperaturama od -30 do +50 C i vlažnosti do 95%.

AMBER

Dizajniran za otkrivanje upada u zaštićeni prostor zatvorene prostorije. Generiše alarm otvaranjem relejnih kontakata. Široko se koristi u sigurnosnim alarmnim sistemima.

Detektuje kretanje u zoni sa dometom od 12m i širinom od 20m, ugao gledanja od 90 stepeni. Preporučena visina ugradnje je 2,4 m. Napon napajanja 12V, radi na temperaturama od -30 do +55C. Detektuje kretanje pri brzinama od 0,3..3 m/s.

Koristan video

Video detaljno objašnjava uređaj i princip rada uređaja na primjeru autonomnog detektora dima DIP-34AVT kompanije.

Zaključak

Optoelektronski emiteri su uobičajena i efikasna komponenta za protivpožarne i sigurnosne alarmne sisteme. Njihove glavne prednosti uključuju relativno nisku cijenu, svestranost, pouzdanost.

Glavno ograničenje upotrebe ovakvih uređaja su problemi pri radu u okruženju s visokim sadržajem prašine, odnosno u industrijskim prostorijama. Optoelektronski detektori su također podložni elektromagnetnim smetnjama.