Интерес к защите внешних периметров объектов, как к первому и наиболее важному рубежу охраны, в последнее время значительно повышается. Растет число публикаций на эту тему, особенно в течение последних двух трех лет. В данной статье мы расскажем о пассивных ИК-датчиках.
Пассивные ИК-датчики представляют собой «однопозиционные» системы, которые регистрируют тепловое излучение в диапазоне длин волн примерно от 8 до 14 мкм. Пассивные инфракрасные датчики движения срабатывают при попадании движущегося объекта, излучающего тепло (например, человека), в зону чувствительности датчика. Уличные ИК-датчики для охраны периметров отличаются высокой помехозащищенностью к внешним воздействиям (электромагнитные поля, солнечное излучение, осадки, перепады температур и т.п.). Специфическая особенность некоторых датчиков является возможность определения направления движения нарушителя с помощью дифференциальной схемы пироприёмника. Дифференциальный приёмник позволяет также реализовать функцию компенсации помех от дождя, града, тумана и других неблагоприятных внешних воздействий.
ИК-пассивные датчики, называемые также оптико-электронными, относятся к классу детекторов движения и реагируют на тепловое излучение движущегося человека. Принцип действия этих датчиков основан на регистрации изменения во времени разницы между интенсивностью ИК излучения от человека и фонового теплового излучения. В настоящее время ИК-пассивные датчики являются самыми популярными, они составляют неотъемлемый элемент охранной системы практически каждого объекта.
Для того чтобы нарушитель был обнаружен ИК-пассивным датчиком, необходимо выполнение следующих условий:
- нарушитель должен пересечь в поперечном направлении луч зоны чувствительности датчика;
- движение нарушителя должно происходить в определенном интервале скоростей;
- чувствительность датчика должна быть достаточной для регистрации разницы температур поверхности тела нарушителя (с учетом влияния его одежды) и фона (стены, пол).
ИК-пассивные датчики состоят из трех основных элементов:
- оптической системы, формирующей диаграмму направленности датчика и определяющей форму и вид пространственной зоны чувствительности;
- пироприемника, регистрирующего тепловое излучение человека;
- блока обработки сигналов пироприемника, выделяющего сигналы, обусловленные движущимся человеком, на фоне помех естественного и искусственного происхождения.
В качестве примера рассмотрим извещатели серии ИД2 и сравним с продукцией других компаний. Извещатели второго поколения серии ИД2 кардинально отличаются от своих предшественников. Коренным образом поменялась не только схемотехника, но и самое главное – оптическая система. Благодаря чему дальность обнаружения достигла дистанции в 100 м, и это не предел.
Прежде чем говорить о новом датчике, вспомним, как работают извещатели подобного типа. Чувствительным элементом является 2-х-площадочный PIR-элемент. Оптическая система формирует диаграмму направленности в виде двух объёмных расходящихся лучей. В момент пересечения некоторым объектом (нарушителем) одного из лучей уровень энергии теплового излучения меняется за счёт внесения дополнительной энергии постороннего тела. Возникает разность измеренных уровней на чувствительных площадках PIR-элемента. Эта разность тем больше, чем сильнее отличается температура объекта от температурного фона. При дальнейшем движении нарушитель выходит из первого луча, проходит небольшую зону нечувствительности, и начинает пересекать второй луч. На этот раз, возникшая разность уровней энергий будет иметь противоположное по знаку значение.
Если быть точнее, то амплитуда сигнала зависит не только от температуры, но и от площади излучающей поверхности, а также от расстояния до прибора. Не вдаваясь в математические формулы, отметим, что уровень энергии падает пропорционально квадрату расстояния. Очевидно, что на уровень сигнала будет сильно влиять отношение площади излучающей поверхности объекта к площади сечения диаграммы направленности прибора, в которой двигается нарушитель. Таким образом, для достижения максимальной чувствительности следует уменьшить площадь сечения, приблизить её к размерам ожидаемого объекта. Иными словами – сузить диаграмму направленности.
В датчиках второго поколения серии ИД2 это достигнуто благодаря применению зеркального объектива Кассегрена, вместо линз Френеля, которыми комплектуются извещатели серии ИД. Зеркальная оптика позволила значительно увеличить дальность обнаружения без существенных изменений габаритных размеров.
В извещателе ИД2-100 с дальностью обнаружения 100 м, предлагаемом компанией ООО «НПФ Полисервис», предусмотрено несколько режимов работы.
- Двухпороговый основной режим – извещение «Тревога» формируется при пересечении нарушителем обоих лучей диаграммы направленности не зависимо от направления движения.
- Двухпороговый с определением направления движения – извещение «Тревога» формируется только тогда, когда направление движения нарушителя совпадает с настройкой прибора.
- Однопороговый – извещение «Тревога» формируется по достижению сигнала обнаружения хотя бы одного порога положительного или отрицательного. Позволяет фиксировать попытки преодоления охраняемого рубежа. Тревога сформируется, если нарушитель вошёл в зону действия одного из лучей и повернул обратно.
Во всех режимах извещателя имеется выход сигнала «Неисправность». Сигнал формируется в следующих случаях: выход напряжения питания из заданного диапазона, вскрытие корпуса извещателя, внутрисхемной неисправности прибора.
Технические характеристики извещателя ИД2-100.
Напряжение питания 8 – 15В
Ток потребления при Uпит=12В 14 мА
Ток подогрева при Uпит=12В 30 мА
Дальность обнаружения До 100м
Количество выходов 2 (Тревога, Неисправность)
Тип выходов «сухие» контакты
Габаритные размеры 165х115х80
Сравним излучатель ИД2-100 с излучателями подобного типа, но других известных фирм. Среди компаний занимающихся разработкой оборудования для защиты периметра выделяются такие: "Dallmeier electronic (Германия)", "Elmo (Япония)", "Infinity (США)", "Optex (Япония)", "Rossalare (Израиль)", "STA (Швейцария)", "Tamron (Япония)". Из них производством уличных пассивных ИК-датчиков занимаются Optex и STA.
Фирма Optex предлагает 2 серии пассивных излучателей: LX серия (уличные извещатели универсального применения) и VX серия (уличные извещатели повышенной надежности). Извещатели этих серий значительно уступают в дальности обнаружения, в среднем дальность не превышает 20м. Хотя в ценовом аспекте некоторые датчики дешевле, чем модель ИД2-100.