Новейшие технические решения в объемных охранных извещателях

Специалистам не читать! Мы собираемся рассмотреть последние технические решения, используемые ведущими производителями извещателей в своих новейших модельных рядах. Традиционно пояснения постараемся сделать "на пальцах", поэтому просим профессионалов не обращать внимания на отдельные упрощения, для нас главное – добиться понимания сути описываемых принципов и функций

А.Ю. Сизов
Технический директор компании "Сатро-Паладин"

В современных объемных извещателях, как правило, используется эксклюзивная технология обработки сигнала и специальный дизайн оптической системы, что обеспечивает постоянную чувствительность для всех элементарных зон детектирования и стабильное определение движущихся теплых тел во всей зоне обнаружения. Остановимся на применяемых технических решениях подробнее.
Сферическая линза

Ведущие производители извещателей уже несколько лет применяют сферические линзы, имеющие серьезные преимущества перед цилиндрическими. Если мы рассмотрим структуру обычной цилиндрической линзы (рис. 1), плоской в вертикальном разрезе, то заметим, что часть микролинз, формирующих элементарные зоны обнаружения, расположены не оптимально относительно чувствительного элемента.

Постоянная чувствительность извещателя

Некоторые микролинзы, формирующие элементарные зоны обнаружения обычной цилиндрической линзы извещателя, располагаются не перпендикулярно направлению излучения тепловой энергии от обнаруживаемого объекта и не обеспечивают оптимальной фокусировки этого излучения (рис. 2).

В случае сферической линзы, все микролинзы располагаются перпендикулярно направлению теплового излучения от объекта и обеспечивают более оптимальную фокусировку тепловой энергии на чувствительном элементе. Размер зоны обнаружения для извещателей со сферическими линзами составляет 15–18 м, против 9–12 м для извещателей со стандартными цилиндрическими линзами. Сферическая конструкция линзы более приспособлена для обеспечения постоянной чувствительности извещателя для всех элементарных зон детектирования.

Дополнительно преимуществом сферической линзы можно считать ее более жесткую конструкцию, определяющую большую стабильность оптических характеристик линзы.

Исключение "слепой" зоны
Конструкция извещателей с цилиндрической линзой не позволяет просто реализовать обнаружение непосредственно под извещателем (исключить "слепую" зону). Приходится делать отдельную линзу в нижней части извещателя. В случае сферической линзы стоит лишь добавить дифрактивное зеркало – сама конструкция линзы уже готова к обнаружению объектов непосредственно под извещателем. Да и без зеркала "слепая" зона извещателей со сферической линзой существенно меньше такой же зоны извещателей с цилиндрической линзой.

Удобство монтажа
Для обычного извещателя может потребоваться подстройка платы с чувствительным элементом по высоте, да и диапазон высот установки извещателя, как правило, невелик. Структура зоны обнаружения извещателей со сферическими линзами исключает необходимость подстройки платы извещателя и позволяет устанавливать извещатели на высоте 1,8–2,4 м.
Цифровая обработка сигнала

До сих пор многие извещатели имеют сдвоенный чувствительный PIR-элемент, который позволяет обеспечить хорошую чувствительность при движении человека по касательной к извещателю.

Методы повышения чувствительности
Сдвоенный чувствительный элемент разделен пополам по вертикали. Одна его половина выдает сигнал положительной полярности, другая – отрицательной. В результате амплитуда результирующего сигнала удваивается. Однако при движении на извещатель или от него чувствительность последнего не так высока, поскольку по вертикали деления чувствительного элемента нет.

Большинство инсталляторов правильно предпочитают устанавливать извещатели так, чтобы наиболее вероятная траектория движения нарушителя пересекала зону обнаружения извещателя поперек. Современные извещатели используют счетверенные PIR-элементы и имеют хорошие характеристики обнаружения при движении людей во всех направлениях, так как чувствительный элемент разделен пополам не только по вертикали, но и по горизонтали.

Иммунитет к животным
Наиболее известны 2 способа обеспечения иммунитета к животным для объемных извещателей. Способ 1. Используется довольно давно и основывается на применении линз со специальными зонами обнаружения. Подразумевается, что животное находится на полу и/или не попадает в зону обнаружения. Либо благодаря специальной линзе чувствительность в нижней части зоны обнаружения делается ниже.

Способ 2. Основывается на цифровой обработке сигнала. Задается порог уровня сигнала, и, если сигнал ниже этого порога, делается вывод, что это животное. Однако и в данном случае необнаруживаемые животные не должны приближаться к извещателю ближе чем на 1,8 м.

В современных извещателях используется цифровая обработка сигнала и имеется возможность задавать порог необнаружения животных с весом 15 или 25 к г. Существуют извещатели с двумя чувствительными элементами и двумя оптическими системами – для таких устройств порог иммунитета к животным может быть до 38 кг. Но правило "не ближе, чем на 1,8 м2 действует и для самых "навороченных" извещателей.

Скорость движения объекта
Многие знают, что, если двигаться очень медленно, объемный извещатель может не сработать. Это связано с необходимостью исключения ложных тревог из-за относительно медленных изменений температуры окружающей среды.

С приходом в обработку сигнала цифровых технологий стало проще реализовывать фильтрацию сигналов от движущихся объектов и отделять их от медленных изменений температуры. К сожалению, большинство производителей не указывают диапазон скоростей для обнаружения движения в паспортах, но для предыдущего поколения извещателей движущиеся объекты обнаруживались, если скорость их движения была выше 30 см/с. Значение 15 см/с встречалось не часто. Сейчас значение 15 см/с должно быть уже типовым.