Активные и пассивные оптико-электронные извещатели. Радиоволновые извещатели

Лекция 6

Активные оптико-электронные извещатели

Активные оптико-электронные извещатели применяются для охраны внутренних и внешних периметров, окон, витрин, отдель­ных предметов. Они формируют тревожное извещение при из­менении отраженного потока (однопозиционные извещатели) или прекращении (изменении) принимаемого потока (двухпозицион­ные извещатели) энергии оптического излучения, вызываемом движением нарушителя в зоне обнаружения. Принцип работы извещателей основан на направленном распространении, приеме и анализе принятого инфракрасного излучения.

Зона обнаружения извешателя имеет вид невидимого лучевого барьера между излучателем и приемником, образованного одним или несколькими расположенными в вертикальной плоскости параллельными узконаправленными лучами; она отличается от извещателя к извещателю, как правило, дальностью действия и количеством лучей.

Для обеспечения устойчивой работы извещателя рекомендует­ся придерживаться следующих правил:

• устанавливать излучатель и приемник на прочные, недефор- мируемые конструкции;

• не допускать попадания на приемник солнечных бликов и света автомобильных фар, а также попадания на объективы пря­мых солнечных лучей, так как это может привести к перегреву и преждевременному выходу из строя фотодиодов и светодиодов.

Исключить влияние этих факторов можно применением све­тонепроницаемых экранов; не допускать нахождения посторонних предметов ближе, чем в 0,5 м от пространства, по которому про­ходит луч.

Типичными представителями данного класса изделий являются извещатели отечественного производства «Вектор» и «СПЭК».

Пассивные оптико-электронные извещатели

Пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели получили наиболее широкое распространение. Это связано с тем, что с помощью специально разработанных для них оптических систем можно достаточно просто и быстро получать зоны обна­ружения различной формы и размеров и использовать их для охраны объектов практически любой конфигурации: жилых, про­изводственных, торговых и административных помещений; строительных конструкций: витрин, окон, дверей, стен, потолков; открытых площадок, внутренних и внешних периметров; отдель­ных предметов: музейных экспонатов, ЭВМ, оргтехники и т. п.

Принцип действия извещателей основан на регистрации раз­ницы между интенсивностью инфракрасного излучения, исходя­щего от проникающего в контролируемую зону нарушителя, и фоновой температурой на охраняемом объекте. Все тела с темпе­ратурой выше абсолютного нуля являются источниками инфра­красного излучения. Это относится и к человеку, различные участки тела которого имеют температуру 25...36°С. Очевидно, что интенсивность И К излучения от человека будет зависеть от многих факторов, например его одежды. Тем не менее, если на объекте, не имеющем источников И К излучения с изменяющей­ся температурой, появляется человек, изменяется и общий поток ИК излучения из контролируемой зоны. Эти изменения и фик­сирует пассивный оптико-электронный инфракрасный извещатель.

Чувствительным элементом извещателя является пироэлектри­ческий преобразователь, на котором фокусируются инфракрасные лучи с помощью зеркальной или линзовой оптической системы (последние получили в настоящее время наиболее широкое рас­пространение). Современные извещатели используют двойной пироэлектрический преобразователь (пироэлемент). Два пиро­элемента включены встречно-параллельно и подключены к ис- токовому повторителю, смонтированному в том же корпусе. Таким образом, это уже не просто пироэлемент, а пироприемник, осу­ществляющий преобразование входного сигнала — теплового ИК излучения в электрический сигнал и его предварительную обра­ботку. Встречно-параллельное включение пироэлементов позво­ляет реализовать следующий алгоритм их работы. Если ИК из­лучение, падающее на оба пироэлемента, одинаково, то ток, формируемый ими, равен по величине и противоположен по на­правлению. Следовательно, входной сигнал на входе усилителя будет равен нулю. При несимметричной засветке пироэлементов их сигналы будут отличаться и появится ток на входе усилителя. Сигналы с пироприемника обрабатываются логическим блоком, который управляет выходным элементом схемы извещателя, вы­дающим тревожное извещение в шлейф сигнализации прибора приемно-контрольного.

Применение пироприемника с двумя чувствительными пло­щадками позволяет существенно снизить вероятность ложных срабатываний под воздействием внешних факторов, например конвективных потоков воздуха, световых помех и т.п.

Зона обнаружения извещателя представляет собой простран­ственную дискретную систему, состоящую из элементарных чув­ствительных зон в виде лучей, расположенных в один или не­сколько ярусов или в виде тонких широких пластин, расположен­ных в вертикальной плоскости. Так как пироприемник извещателя имеет две чувствительные площадки, то и каждая элементарная чувствительная зона извещателя состоит из двух лучей. Типичная объемная зона обнаружения извещателя пред­ставлена на рис. 7.1.

Зона обнаружения извещателя формируется с помощью специ­альной оптической системы. Наиболее широкое применение по­лучили оптические системы с линзой Френеля. Это изготовленная из специального материала (полиэтилена) структура, обладающая требуемыми оптическими свойствами. Линза состоит из отдельных сегментов, каждый из которых формирует соответствующий луч зоны обнаружения извещателя. Стандартные зоны обнаружения

Рис. 7.1. Объемная зона обнаружения пассивного оптико-электронного инфракрасного извещателя: а — в горизонтальной плоскости; 6— в вертикальной плоскости; в — вид элемен­тарной чувствительной зоны каждого луча зоны обнаружения; г — антисаботаж- ная зона (вид спереди)

могут корректироваться путем заклеивания отдельных сегментов линзы Френеля. При этом из зоны обнаружения исключаются отдельные лучи.

Условно зоны обнаружения извещателей можно подразделить на три основных вида:

• поверхностные типа «веер», «занавес», «штора» или «лучевой барьер»;

• линейные типа «коридорная»;

• объемные, в том числе типа «конусная» дая потолочных из- вещателей.

Характерные зоны обнаружения пассивных оптико-электронных инфракрасных извещателей представлены на рис. 7.2.

Для обеспечения устойчивой работы извещателя рекомендует­ся придерживаться следующих правил:

•не устанавливать извещатель над отопительными прибора­ми;

• не направлять извещатель на кондиционеры, батареи ото­пления, вентиляторы теплого воздуха, прожекторы, лампы на­каливания и другие источники, вызывающие быстрые изменения температуры;

• не допускать попадания на извещатель прямых солнечных лучей;

Рис. 7.2. Характерные зоны обнаружения пассивных оптико-электрон­ных инфракрасных извещателей: а — объемная; б — поверхностная (занавес); в — линейная (коридорная); г — по­верхностная (лучевой барьер); д — поверхностная (штора); е — объемная (конус­ная); ж — поверхностная (веер); L — дальность (максимальная) действия изве­щателя; а — угол обзора в горизонтальной плоскости; Н — высота установки из­вещателя; М — ширина зоны обнаружения; D — диаметр зоны обнаружения

• не допускать нахождения в зоне обнаружения животных и предметов (штор, перегородок, шкафов и т. п.), способных созда­вать «мертвые» зоны.

Современные пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели используют цифровую обработку сигналов, осущест­вляют постоянный самоконтроль, обладают повышенной устой­чивостью к воздействию различных дестабилизирующих факторов и оптимальным соотношением цена—качество. Все это делает их самым распространенным классом извещателей охранной сигна­лизации. Многообразие их типов, выпускаемых ведущими миро­выми фирмами, занимающимися производством охранной тех­ники, создает постоянную конкуренцию на потребительском рынке. В основном извещатели различных фирм обладают в сво­их классах примерно одинаковыми тактико-техническими харак­теристиками.

Типичными представителями данного класса изделий являют­ся извещатели отечественного производства серий «Фотон», «Икар», «Астра».

Радиоволновые извещатели

Радиоволновые извещатели могут применяться для охраны объемов закрытых помещений, внутренних и внешних периметров, отдельных предметов и строительных конструкций, открытых пло­щадок. Они формируют извещение о проникновении при возму­щении поля электромагнитных волн сверхвысокой частоты (СВЧ), вызываемом движением нарушителя в зоне обнаружения. Радио- волновые извещатели бывают однопозиционные и двухпозицион­ные. В однопозиционных извещателях приемник и передатчик совмещены в одном корпусе, а в двухпозиционных они конструк­тивно выполнены в виде двух отдельных блоков.

Зона обнаружения извещателя (как и у ультразвуковых извещателей) имеет форму эллипсоида вращения или каплевидную форму и отличается от извещателя к извещателю, как правило, только размерами. Типичная зона обнаружения однопозицион­ного извещателя представлена на рис. 7.3.

Принцип действия однопозиционных радиоволновых извещателей, так же как и у ультразвуковых, основан на эффекте Допле­ра, заключающемся в изменении частоты сигнала, отраженного от движущегося объекта. Однопозиционные радиоволновые из- вещатели применяются для зашиты объема помещений, открытых площадок, отдельных предметов. Принцип действия двухпозици­онных извещателей основан на создании в пространстве между передатчиком и приемником электромагнитного поля, форми­рующего зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида враще­ния и регистрации изменений этого поля при пересечении зоны обнаружения нарушителем. Они применяются для защиты пери­метра.

В радиоволновых извещателях, как уже отмечалось, использу­ются электромагнитные волны сверхвысокой частоты. Длина

Рис. 7.3. Зона обнаружения однопозиционного радиоволнового извеща­теля: а — в горизонтальной плоскости; б — в вертикальной плоскости

волны, как правило, составляет около 3 см (10,5... 10,7 ГГц). Основным преимуществом сантиметровых волн, по сравнению со световыми и акустическими, является их практически полная нечувствительность к изменениям и неоднородности воздушной среды.

Радиоволны СВЧ диапазона распространяются прямолинейно. Предметы, диэлектрическая проницаемость которых отличается от воздуха, являются для сантиметровых волн препятствием, но чаще всего препятствием полупрозрачным. Предметы, имеющие сплошные металлические поверхности, являются непрозрачными отражающими препятствиями.

Для обеспечения устойчивой работы радиоволновых извещателей рекомендуется придерживаться следующих правил:

• не устанавливать извещатели на токопроводящие конструкции (металлические балки, сырую кирпичную кладку и т.п.), так как между извещателем и источником питания возникает двойной контур заземления, что может стать причиной ложного срабаты­вания извещателя;

• выносить за пределы зоны обнаружения колеблющиеся или движущиеся предметы, имеющие значительную отражающую по­верхность, а также крупногабаритные предметы, способные соз­давать «мертвые» зоны, или формировать зону обнаружения таким образом, чтобы эти предметы в нее не попадали.

При наличии «мертвых» зон необходимо следить за тем, чтобы они не образовачи нарушителю непрерывный путь к материаль­ным ценностям; на период охраны закрывать на запоры двери, окна, форточки, фрамуги, люки, а также выключать вентиляци­онные и силовые переключающие установки; не допускать по­падания в зону обнаружения пластмассовых труб и оконных стекол, по которым возможно движение воды.

Эффективными методами уменьшения влияния указанных факторов являются следующие:

• закрепление предметов, которые могут двигаться;

• выбор соответствующего направления излучения извещателя, а также применение радионепроницаемых экранов, например в виде металлических сеток перед предметами, вибрации или дви­жение которых невозможно устранить;

• устранение возможности срабатывания извещателя при по­явлении в зоне обнаружения мелких животных и насекомых путем выбора высоты подвеса извещателя и ориентации направления его излучения параллельно полу;

• выбор соответствующей задержки времени срабатывания из- вещателя и обработка места установки извещателя специачьными химическими средствами;

• отключение источников люминесцентного освещения на период охраны.

Если это невозможно, необходимо следить за тем, чтобы не было вибраций арматуры светильников, мигания или других пере­ходных процессов в самих лампах, которые обычно возникают перед выходом лампы из строя; не ориентировать извещатель на оконные проемы, тонкие стены и перегородки, за которыми в период охраны возможно движение крупногабаритных предметов; не применять извещатели на объектах, вблизи которых располо­жены мощные радиопередающие средства.

Типичными представителями данного класса изделий являют­ся извещатели отечественного производства серий «Аргус», «Вол­на», «Фон», «Радий», «Линар».

Дата добавления: 2014-01-20