Bagaimana sensor gerak inframerah terhubung? Prinsip operasi dan tujuan sensor gerak inframerah Detektor keamanan inframerah

– mereka membuka pintu di bandara dan toko ketika Anda datang ke pintu. Mereka juga mendeteksi gerakan dan memberikan alarm di alarm pencuri. Cara kerjanya: Sebuah sensor yang sensitif terhadap radiasi infra merah dalam kisaran 5-15 mikron mendeteksi radiasi termal dari tubuh manusia. Jika ada yang lupa fisika, izinkan saya mengingatkan Anda: dalam kisaran inilah radiasi maksimum dari benda-benda pada suhu 20–40 derajat Celcius turun. Semakin panas suatu benda, semakin banyak ia memancar. Sebagai perbandingan: lampu sorot inframerah untuk lampu latar kamera video, detektor “beam crossing” beam (dua posisi) dan remote control TV beroperasi dalam rentang panjang gelombang yang lebih pendek dari 1 mikron, wilayah spektrum yang terlihat oleh manusia berada di wilayah 0,45– 0,65 mikron.
Sensor pasif jenis ini disebut karena mereka sendiri tidak memancarkan apa pun, mereka hanya merasakan radiasi termal dari tubuh manusia. Masalahnya adalah bahwa objek apa pun pada suhu bahkan 0º C memancarkan cukup banyak dalam rentang inframerah. Lebih buruk lagi, detektor itu sendiri memancarkan - tubuhnya dan bahkan bahan elemen sensitif. Oleh karena itu, detektor semacam itu pertama bekerja, jika hanya detektor itu sendiri yang didinginkan, katakanlah, menjadi nitrogen cair (-196º C). Detektor seperti itu tidak terlalu praktis dalam kehidupan sehari-hari. Detektor massa modern semuanya bekerja sesuai dengan prinsip diferensial - mereka tidak dapat secara akurat mengukur nilai sebenarnya dari fluks radiasi inframerah dari orang yang bergerak (dengan latar belakang fluks parasit dari objek yang lebih dekat), tetapi (juga, pada kenyataannya, di ambang sensitivitas) mampu mendeteksi PERUBAHAN dalam PERBEDAAN insiden fluks IR di dua lokasi yang berdekatan. Artinya, penting bahwa radiasi dari seseorang hanya terfokus pada salah satu situs, dan, terlebih lagi, itu berubah. Detektor bekerja paling andal jika gambar seseorang pertama kali mengenai satu area, sinyal darinya menjadi lebih besar daripada dari yang kedua, dan kemudian orang itu bergerak, sehingga gambarnya sekarang akan jatuh di area kedua dan sinyal untuk yang kedua akan meningkat, dan yang pertama akan jatuh. Perubahan perbedaan sinyal yang cukup cepat seperti itu dapat dideteksi bahkan dengan latar belakang sinyal yang besar dan tidak stabil yang disebabkan oleh semua objek di sekitarnya (dan terutama sinar matahari).

Cara menipu detektor IR
Kelemahan awal dari metode deteksi gerak pasif IR: suhu seseorang harus jelas berbeda dari benda-benda di sekitarnya. Pada suhu kamar 36,6º, tidak ada detektor yang dapat membedakan seseorang dari dinding dan furnitur. Parahnya, semakin dekat suhu di dalam ruangan ke 36,6º, semakin buruk sensitivitas detektornya. Sebagian besar perangkat modern mengimbangi sebagian efek ini dengan meningkatkan penguatan pada suhu dari 30º menjadi 45º (ya, detektor bekerja dengan sukses bahkan dengan penurunan terbalik - jika ruangan +60º, detektor akan dengan mudah mendeteksi seseorang, berkat sistem termoregulasi , tubuh manusia akan menjaga suhu sekitar 37º). Jadi, pada suhu di luar sekitar 36º (yang sering ditemukan di negara-negara selatan), detektor membuka pintu dengan sangat buruk, atau, sebaliknya, karena sensitivitas yang sangat tinggi, mereka bereaksi terhadap hembusan angin sekecil apa pun.
Selain itu, mudah untuk memblokir detektor IR dengan benda apa pun pada suhu kamar (selembar karton) atau mengenakan mantel dan topi tebal sehingga tangan dan wajah Anda tidak menonjol, dan jika Anda berjalan cukup lambat, IR detektor tidak akan melihat gangguan kecil dan lambat seperti itu.
Ada juga rekomendasi yang lebih eksotis di Internet, seperti lampu IR yang kuat, yang, jika dinyalakan perlahan (dengan peredup konvensional), akan membuat detektor IR turun skala, setelah itu Anda dapat berjalan di depannya bahkan tanpa mantel bulu. Namun, di sini perlu dicatat bahwa detektor IR yang baik dalam hal ini akan memberikan sinyal kerusakan.
Akhirnya, masalah yang paling terkenal dengan detektor IR adalah masking. Ketika sistem dilucuti, pada siang hari selama jam kerja, Anda, sebagai pengunjung, datang ke tempat yang tepat (ke toko, misalnya) dan, menangkap momen saat tidak ada yang melihat, memblokir detektor IR dengan sepotong kertas, tutup dengan film berperekat buram atau isi dengan cat semprot. Ini sangat nyaman bagi orang yang bekerja di sana sendiri. Penjaga toko dengan hati-hati memblokir detektor di siang hari, memanjat melalui jendela di malam hari, mengeluarkan semuanya, dan kemudian mengeluarkan semuanya dan memanggil polisi - ngeri, mereka merampok, tetapi alarm tidak berfungsi.
Untuk melindungi dari penyembunyian semacam itu, tersedia teknik-teknik berikut.
1. Pada sensor gabungan (IR + gelombang mikro), dimungkinkan untuk mengeluarkan sinyal kerusakan jika sensor gelombang mikro mendeteksi sinyal radio pantul yang besar (seseorang datang sangat dekat atau mengulurkan tangan langsung ke detektor), dan sensor IR berhenti memancarkan sinyal. Dalam kebanyakan kasus, dalam kehidupan nyata, ini sama sekali tidak berarti niat jahat penjahat, tetapi kelalaian personel - misalnya, tumpukan kotak yang tinggi menghalangi detektor. Namun, terlepas dari niat jahat, jika detektor diblokir, ini berantakan, dan sinyal "kerusakan" semacam itu sangat tepat.
2. Beberapa perangkat panel kontrol memiliki algoritma kontrol ketika, setelah detektor dilucuti, mendeteksi gerakan. Artinya, tidak adanya sinyal dianggap sebagai malfungsi sampai seseorang lewat di depan sensor dan memberikan sinyal "ada gerakan" yang normal. Fungsi ini sangat tidak nyaman, karena semua tempat sering dilucuti, bahkan yang tidak akan dimasuki siapa pun hari ini, tetapi ternyata di malam hari, untuk mengembalikan tempat itu, Anda harus masuk ke semua ruangan di mana tidak ada seorang pun di sana pada siang hari, dan lambaikan tangan Anda di depan sensor - panel kontrol akan memastikan bahwa sensor beroperasi dan akan memungkinkan Anda untuk mempersenjatai sistem.
3. Terakhir, ada fungsi yang disebut "zona dekat", yang pernah dimasukkan dalam persyaratan GOST nasional dan yang sering keliru disebut "anti-masking". Inti dari ide: detektor harus memiliki sensor tambahan yang melihat lurus ke bawah, di bawah detektor, atau cermin terpisah, atau lensa rumit khusus, secara umum, sehingga tidak ada zona mati di bawah. (Kebanyakan detektor memiliki bidang pandang terbatas dan sebagian besar melihat ke depan dan 60 derajat ke bawah, jadi ada zona mati kecil tepat di bawah detektor, di lantai sekitar satu meter dari dinding.) Diyakini bahwa musuh yang licik entah bagaimana akan bisa masuk ke zona mati ini dan dari sana memblokir (menyamarkan) lensa sensor IR, dan kemudian dengan berani berjalan di sekitar ruangan. Pada kenyataannya, detektor biasanya dipasang sedemikian rupa sehingga tidak ada cara untuk masuk ke zona mati ini, melewati area sensitivitas sensor. Yah, mungkin melalui dinding, tetapi terhadap penjahat yang menembus dinding, lensa tambahan tidak akan membantu.

Interferensi radio dan interferensi lainnya
Seperti yang saya katakan sebelumnya, sensor IR bekerja mendekati batas sensitivitas, terutama ketika suhu ruangan mendekati 35º C. Tentu saja, juga sangat rentan terhadap gangguan. Sebagian besar detektor IR dapat memberikan alarm palsu jika Anda meletakkan ponsel di sebelahnya dan meneleponnya. Pada tahap membangun koneksi, telepon menghasilkan sinyal periodik yang kuat dengan periode mendekati 1 Hz (ini adalah kisaran di mana sinyal khas dari seseorang yang berjalan di depan sensor IR terletak). Beberapa watt emisi radio cukup sebanding dengan mikrowatt radiasi termal manusia.
Selain emisi radio, mungkin ada gangguan optik, meskipun lensa sensor IR biasanya buram dalam rentang yang terlihat, tetapi lampu yang kuat atau lampu depan mobil 100 W dalam rentang spektral yang berdekatan, sekali lagi, mungkin memberikan sinyal yang sebanding dengan microwatts dari seseorang dalam kisaran yang diinginkan. Harapan utama pada saat yang sama adalah bahwa interferensi optik asing, sebagai suatu peraturan, kurang terfokus dan oleh karena itu sama-sama mempengaruhi kedua elemen sensitif dari sensor IR, sehingga detektor dapat mendeteksi interferensi dan tidak memberikan alarm palsu.

Cara meningkatkan sensor IR
Selama sepuluh tahun sudah, hampir semua detektor IR keamanan mengandung mikroprosesor yang cukup kuat dan oleh karena itu menjadi kurang rentan terhadap gangguan acak. Detektor dapat menganalisis pengulangan dan parameter karakteristik sinyal, stabilitas jangka panjang dari tingkat sinyal latar belakang, yang memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap gangguan.
Sensor inframerah, pada prinsipnya, tidak berdaya melawan penjahat di balik layar buram, tetapi mereka dipengaruhi oleh aliran panas dari peralatan iklim dan cahaya asing (melalui jendela). Sensor gerak gelombang mikro (radio), sebaliknya, mampu menghasilkan sinyal palsu, mendeteksi gerakan di balik dinding transparan radio, di luar tempat yang dilindungi. Mereka juga lebih rentan terhadap interferensi radio. Detektor gelombang mikro IR + gabungan dapat digunakan baik sesuai dengan skema "DAN", yang secara signifikan mengurangi kemungkinan alarm palsu, dan sesuai dengan skema "ATAU" untuk bangunan yang sangat kritis, yang secara praktis menghilangkan kemungkinan untuk mengatasinya.
Sensor IR tidak dapat membedakan antara orang kecil dan anjing besar. Ada sejumlah sensor di mana sensitivitas terhadap pergerakan benda kecil berkurang secara signifikan karena penggunaan sensor 4 area dan lensa khusus. Sinyal dari orang yang tinggi dan dari anjing yang rendah dalam hal ini dapat dibedakan dengan beberapa kemungkinan. Harus dipahami dengan baik bahwa pada prinsipnya tidak mungkin untuk sepenuhnya membedakan remaja yang berjongkok dari Rottweiler yang berdiri dengan kaki belakangnya. Namun demikian, kemungkinan alarm palsu dapat dikurangi secara signifikan.
Beberapa tahun yang lalu, bahkan sensor yang lebih kompleks muncul - dengan 64 area sensitif. Sebenarnya, ini adalah imager termal sederhana dengan matriks elemen 8 x 8. Dilengkapi dengan prosesor yang kuat, sensor IR semacam itu (Anda tidak dapat menyebutnya "detektor" sama sekali) dapat menentukan ukuran dan jarak ke target hangat yang bergerak, kecepatan dan arah gerakannya - 10 tahun yang lalu, seperti sensor dianggap sebagai puncak teknologi untuk rudal pelacak, dan sekarang digunakan untuk perlindungan dari pencuri dangkal. Rupanya, sebentar lagi kita akan terbiasa memanggil robot kecil sensor IR yang akan membangunkan Anda di malam hari dengan kata-kata: “Maaf pak, tapi maling pak, mereka mau teh. Haruskah saya menyajikan teh untuk mereka sekarang atau meminta mereka menunggu sementara Anda mandi dan mengambil pistol Anda?

Di antara berbagai macam detektor keamanan, sensor gerak inframerah adalah perangkat yang paling umum. Harga terjangkau dan efisiensi, ini adalah kualitas yang memastikan popularitas mereka. Dan semua berkat fakta bahwa radiasi infra merah ditemukan pada awal abad kesembilan belas.

Itu berada di luar rentang cahaya merah yang terlihat di kisaran 0,74-2000 mikron. Sifat optik zat sangat bervariasi dan tergantung pada jenis penyinaran. Lapisan kecil air tidak tembus cahaya terhadap radiasi IR. Radiasi inframerah dari matahari menyumbang 50 persen dari semua energi yang dipancarkan.

Area aplikasi

Sensor gerak inframerah untuk keamanan telah digunakan sejak lama. Mereka merekam pergerakan benda-benda hangat di tempat itu, dan mengirimkan sinyal alarm ke panel kontrol. Mereka mulai dipadukan dengan kamera video dan kamera. Dalam kasus pelanggaran, sebuah insiden dicatat. Kemudian cakupannya diperluas. Ahli zoologi mulai menggunakan perangkap kamera untuk mengendalikan hewan yang diteliti.

Yang terpenting, sensor IR digunakan dalam sistem rumah pintar, di mana mereka memainkan peran sebagai sensor kehadiran. Ketika benda berdarah panas memasuki area perangkat, itu menyalakan penerangan di dalam ruangan atau di jalan. Menghemat listrik dan membuat hidup lebih mudah bagi orang-orang.

Dalam sistem kontrol akses, detektor gerakan mengontrol pembukaan dan penutupan pintu bangunan umum. Menurut para ahli, pasar untuk sensor IR akan tumbuh sebesar 20% setiap tahun selama 3-5 tahun ke depan.

Prinsip pengoperasian sensor gerak IR

Pekerjaan detektor IR adalah untuk mengontrol radiasi infra merah dari area tertentu, membandingkannya dengan tingkat latar belakang, dan, berdasarkan hasil analisis, mengeluarkan pesan.

Sensor gerak IR untuk keamanan menggunakan jenis sensor aktif dan pasif. Yang pertama menggunakan pemancar mereka sendiri untuk kontrol, menyinari semua yang ada di area jangkauan perangkat. Penerima menerima bagian yang dipantulkan dari radiasi IR dan, sesuai dengan karakteristiknya, menentukan apakah ada pelanggaran zona keamanan atau tidak. Sensor aktif adalah tipe gabungan, ketika unit penerima dan pemancar dipisahkan, ini adalah detektor yang mengontrol perimeter suatu objek. Mereka memiliki jangkauan yang lebih panjang daripada perangkat pasif.

Sensor gerak inframerah pasif tidak memiliki emitor, ia bereaksi terhadap perubahan radiasi inframerah di sekitarnya. Secara umum, detektor memiliki dua elemen sensitif yang mampu mendeteksi radiasi inframerah. Lensa Fresnel dipasang di depan sensor, membagi ruang menjadi beberapa lusin zona.

Lensa kecil mengumpulkan radiasi dari area ruang tertentu dan mengirimkannya ke elemen sensitifnya. Lensa yang berdekatan yang mengontrol area yang berdekatan mengirimkan sinar radiasi ke sensor kedua. Radiasi dari bagian yang berdekatan kira-kira sama. Jika keseimbangan terganggu, jika beberapa nilai ambang terlampaui, perangkat memberi tahu panel kontrol tentang pelanggaran zona perlindungan.

sirkuit sensor IR

Setiap pabrikan memiliki diagram sirkuit detektor IR yang unik, tetapi secara fungsional hampir sama.

Sensor IR memiliki sistem optik, elemen pirosensitif, dan unit pemrosesan sinyal.

Sistem optik

Area kerja sensor gerak modern sangat beragam karena berbagai bentuk sistem optik. Balok menyimpang dari perangkat dalam arah radial di bidang yang berbeda.

Karena detektor memiliki sensor ganda, semua sinar bercabang dua.

Sistem optik diorientasikan sedemikian rupa sehingga hanya akan mengontrol satu bidang atau beberapa bidang pada tingkat yang berbeda. Dapat mengontrol ruang dalam lingkaran atau sepanjang balok.

Saat membangun optik sensor IR, lensa Fresnel sering digunakan, mewakili banyak aspek prismatik pada cangkir plastik cembung. Setiap lensa mengumpulkan fluks IR dari area ruangnya dan mengirimkan elemen ke PIR.

Desain sistem optik sedemikian rupa sehingga selektivitas untuk semua lensa adalah sama. Untuk melindungi diri dari panas elemen itu sendiri, serangga, ruang tertutup dipasang di perangkat. Optik cermin yang jarang digunakan. Ini secara signifikan meningkatkan jangkauan perangkat dan harga perangkat.

Elemen pirosensitif

Peran sensor dalam sensor IR dimainkan oleh konverter piroelektrik berdasarkan elemen semikonduktor yang sensitif. Ini terdiri dari dua sensor. Masing-masing menerima fluks radiasi dari dua sinar yang berdekatan. Dengan latar belakang seragam yang sama, sensor tidak bersuara. Jika terjadi ketidakseimbangan, sumber panas tambahan muncul di satu zona, dan tidak di zona lain, sensor dipicu.

Untuk meningkatkan keandalan dan mengurangi kesalahan positif, elemen quad PIR baru-baru ini mulai digunakan. Ini meningkatkan sensitivitas dan kekebalan kebisingan perangkat. Tapi itu mengurangi jarak pengakuan percaya diri dari penyusup. Untuk mengatasi ini, Anda harus menggunakan optik presisi.

Unit pemrosesan sinyal

Tugas utama unit ini adalah mengenali seseorang secara andal dengan latar belakang gangguan.

Mereka sangat beragam:

1. radiasi sinar matahari;
2. sumber IR buatan;
3. pendingin udara dan lemari es;
4. hewan;
5. konveksi udara;
6. interferensi elektromagnetik;
7. getaran.

Blok pemrosesan untuk analisis menggunakan amplitudo, bentuk, dan durasi sinyal keluaran dari transduser piroelektrik. Dampak dari penyusup menyebabkan sinyal bipolar simetris. Interferensi memberikan nilai yang tidak seimbang pada modul pemrosesan. Dalam versi paling sederhana, amplitudo sinyal dibandingkan dengan nilai ambang batas.

Ketika ambang batas terlampaui, detektor melaporkannya dengan mengirimkan sinyal tertentu ke panel kontrol. Pada sensor yang lebih kompleks, durasi ambang batas diukur, jumlah pelampauan ini. Untuk meningkatkan kekebalan kebisingan perangkat, kompensasi termal otomatis digunakan. Ini memberikan sensitivitas konstan di seluruh rentang suhu.

Pemrosesan sinyal dilakukan oleh perangkat analog dan digital. Pada perangkat terbaru, algoritma pemrosesan sinyal digital mulai digunakan, yang memungkinkan untuk meningkatkan selektivitas perangkat.

Efisiensi menggunakan detektor IR dalam alarm pencuri

Efektivitasnya sangat tergantung pada pilihan yang tepat dari jenis sensor, lokasi pada objek keamanan. Sensor gerak IR pasif untuk aplikasi luar dan dalam ruangan merespons gerakan objek yang hangat dibandingkan dengan latar belakang pada kecepatan gerakan tertentu. Pada kecepatan gerakan rendah, perubahan fluks radiasi inframerah di sektor tetangga sangat kecil sehingga dianggap sebagai penyimpangan latar belakang dan tidak menanggapi pelanggaran zona keamanan.

Jika penyusup mengenakan pakaian pelindung dengan insulasi termal yang sangat baik, maka sensor gerak IR tidak akan merespons, tidak akan ada ketidakseimbangan radiasi di area tetangga. Orang tersebut akan bergabung dengan radiasi latar belakang.

Penyusup bergerak di sepanjang sinar detektor gerakan dengan kecepatan rendah, dalam hal ini ia sering diam.

Perubahan arus tidak cukup untuk memicu perangkat. Terutama karakteristik detektor dengan fungsi perlindungan hewan. Mereka mengurangi sensitivitas untuk menghindari reaksi terhadap penampilan hewan peliharaan.

Penting untuk memasang sensor inframerah dengan benar. Diperlukan, sesuai dengan konfigurasi bangunan, untuk menggunakan perangkat jenis "tirai", dan ini harus dilakukan. Pabrikan merekomendasikan pemasangan perangkat pada ketinggian tertentu, ini juga harus diperhatikan.

Untuk meningkatkan efisiensi sensor inframerah, mereka digunakan bersama dengan sensor yang beroperasi dengan prinsip lain.

Biasanya, detektor gelombang radio dengan sensitivitas tinggi juga dipasang, yang mengurangi persentase alarm palsu dan meningkatkan keandalan alarm pencuri. Saat melindungi jendela dari penetrasi, detektor ultrasonik juga dipasang yang bereaksi terhadap pecahan kaca.

Kesimpulan

Secara bertahap, sensor IR menjadi lebih kompleks, sensitivitasnya meningkat, dan selektivitasnya meningkat. Sensor banyak digunakan dalam sistem rumah pintar, pengawasan video, kontrol akses. Berbagi dengan berbagai perangkat telah meningkatkan sifat konsumen dari sensor. Mereka ditakdirkan untuk umur panjang.

Video: Sensor gerak, prinsip operasi

Apa itu sensor gerak elektronik? Jawabannya jelas - perangkat sensitif, sebagai suatu peraturan, dari kelas perangkat sistem keamanan. Benar, ada juga desain yang dirancang, misalnya, untuk mengontrol sumber pencahayaan dan perangkat lain. Pengoperasian sensor gerak didasarkan pada prinsip menghasilkan sinyal jika mendeteksi gerakan apa pun dalam batas-batas area yang dikendalikan. Perangkat dibuat berdasarkan teknologi yang berbeda. Penggunaan sensor sensitif seperti itu menjadi semakin populer tidak hanya di bidang ekonomi dan industri, tetapi juga di bidang rumah tangga. Pertimbangkan perangkat apa yang diproduksi, serta contoh penggunaannya.

Dianggap tergantung pada metode mendeteksi pergerakan suatu objek. Ada dua klasifikasi perangkat:

1. Aktif.
2. Pasif.

Detektor tindakan aktif

Detektor aksi aktif adalah perangkat yang beroperasi berdasarkan prinsip sirkuit radar. Jenis perangkat ini memancarkan gelombang radio (gelombang mikro) di dalam area yang dikendalikan. Gelombang mikro memantul dari objek yang ada dan diterima oleh sensor gerak.

Skema sederhana dari desain sensor aktif: 1 - sumber (pemancar) radiasi gelombang mikro; 2 – penerima sinyal gelombang mikro yang dipantulkan; 3 - objek yang dipindai

Jika gerakan terdeteksi di zona kontrol pada saat transmisi oleh sensor radiasi mikro, efek dibuat - pergeseran Doppler (frekuensi) gelombang, yang dirasakan bersama dengan sinyal yang dipantulkan.

Faktor geser ini menunjukkan bahwa gelombang telah memantul dari benda yang bergerak. Sebagai perangkat elektronik, sensor pemindaian gerak mampu menghitung perubahan tersebut dan mengirim sinyal listrik:

• ke sistem alarm
• pada saklar lampu
• ke perangkat lain

secara skematis terhubung ke sensor pendeteksi gerakan.

Sensor pemindaian gerak gelombang mikro aktif terutama digunakan, misalnya, pada pintu pusat perbelanjaan yang beroperasi secara otomatis. Tetapi pada saat yang sama, perangkat jenis ini sangat cocok untuk sistem keamanan rumah atau peralihan pencahayaan dalam ruangan.

Jenis elektronik ini tidak cocok untuk pengalihan pencahayaan luar ruangan atau aplikasi serupa. Ini karena massa benda aktif di jalan, yang terus bergerak.

Misalnya, pergerakan cabang pohon dari angin, pergerakan hewan kecil, burung, dan bahkan serangga besar direkam oleh sensor aktif, yang mengarah ke kesalahan pemicu.

Detektor tindakan pasif (PIR - inframerah pasif)

Sensor gerak pasif adalah kebalikan dari sensor aktif. Sistem pasif tidak mengirim apa pun. energi inframerah.

Desain sensor tipe pasif: 1 - Multi lensa; 2 – Filter optik; 3 - elemen inframerah empat kali lipat; 4 - kotak logam; 5 - radiasi inframerah; 6 - catu daya yang stabil; 7 - penguat; 8 - pembanding

Tingkat energi inframerah (termal) dirasakan oleh detektor pasif yang terus-menerus memindai area atau objek kontrol.

Mengingat panas inframerah memancar tidak hanya dari organisme hidup, tetapi juga dari objek apa pun dengan suhu di atas nol mutlak, kesimpulan dapat ditarik tentang kesesuaian aplikasi.

Sensor pendeteksi gerakan ini tidak akan efektif jika diaktifkan oleh hewan kecil atau serangga yang bergerak dalam jangkauan deteksi.

Namun, sebagian besar sensor pasif yang ada dapat disetel untuk merasakan gerakan sedemikian rupa untuk memantau objek dengan tingkat panas yang dipancarkan tertentu. Misalnya, perangkat dapat disetel hanya untuk persepsi orang.

Sensor desain hybrid (gabungan)

Sensor teknologi pemindaian gerak gabungan (hibrida) adalah sistem kombinasi sirkuit aktif dan pasif. memicu tindakan hanya jika gerakan terdeteksi oleh kedua sirkuit.

Sistem gabungan dipandang berguna untuk digunakan dalam modul alarm, karena sistem tersebut mengurangi kemungkinan alarm palsu.

Namun, teknologi ini memiliki kekurangan. Instrumen gabungan tidak mampu memberikan tingkat keamanan yang sama seperti sensor PIR dan gelombang mikro yang diambil secara terpisah.

Ini jelas karena alarm hanya dipicu ketika gerakan terdeteksi oleh sensor aktif dan pasif secara bersamaan.

Misalnya, jika seorang penyusup berhasil dalam beberapa cara untuk mencegah deteksi oleh salah satu sensor dari instrumen gabungan, gerakan itu akan luput dari perhatian.

Dengan demikian, sinyal alarm tidak akan dikirim ke mikroprosesor sistem alarm pusat. Saat ini, jenis sensor gabungan yang paling populer dianggap sebagai desain di mana sirkuit sensor PIR dan gelombang mikro digabungkan.

Eksekusi sensor gerak

Sensor pemindaian gerak, yang dikembangkan dan diproduksi saat ini, memiliki berbagai bentuk dan dimensi keseluruhan. Di bawah ini adalah beberapa contoh desain perangkat.

Desain inframerah pasif (PIR) - sebuah contoh

Salah satu desain yang banyak digunakan yang digunakan sebagai bagian dari sirkuit keamanan rumah.

Detektor inframerah pasif ditujukan untuk memantau perubahan tingkat energi inframerah yang disebabkan oleh pergerakan benda (manusia, hewan peliharaan, dll).

Desain umum dari sensor pasif, yang dibedakan oleh sirkuit elektronik paling sederhana dan tidak menimbulkan kesulitan saat menghubungkan. Hanya tiga kontak listrik yang digunakan

Pemindai bersifat pasif karena variabilitas sumber panas dan sinar matahari, sehingga PIR lebih cocok untuk deteksi gerakan di dalam ruangan atau di lingkungan tertutup lainnya.

Sensor inframerah aktif - contoh

Detektor inframerah aktif menggunakan struktur transmisi dua arah. Satu sisi adalah pemancar, digunakan untuk memancarkan sinar inframerah.

Sisi lain adalah penerima, digunakan untuk menerima sinyal inframerah. Tindakan alarm terjadi ketika gangguan balok yang menghubungkan dua titik terdeteksi.

Contoh detektor deteksi gerak aktif sinar tunggal. Sementara itu, ada desain konfigurasi yang lebih kompleks, berkat itu dimungkinkan untuk menyelesaikan berbagai masalah.

Sensor pemindaian gerak aktif seperti "Infra Red Beam" terutama dipasang di luar ruangan (outdoor).

Deteksi terjadi melalui penggunaan teori pemancar dan penerima. Penting bahwa sinar inframerah melewati area pemindaian dan mencapai penerima.

Detektor Ultrasonik - Contoh

Sensor pemindaian gerak menggunakan ultrasound tersedia dalam desain yang dapat beroperasi dalam mode aktif dan pasif. Secara teoritis, sebuah detektor ultrasonik beroperasi pada prinsip mengirim-menerima.

Salah satu contoh desain berdasarkan ultrasound. Sistem serbaguna yang mendukung fungsionalitas dalam mode aktif dan pasif

Gelombang suara frekuensi tinggi dikirim, yang dipantulkan dari objek dan dirasakan oleh perangkat penerima pemindaian perangkat. Jika urutan gelombang suara terganggu, sensor ultrasonik aktif memberikan alarm.

Aplikasi Sensor Deteksi Gerakan

Beberapa aplikasi utama detektor dalam hal pelacakan gerakan adalah:

• alarm intrusi
• kontrol gerbang otomatis
• beralih pencahayaan di pintu masuk,
• pencahayaan keamanan darurat,
• pengering tangan toilet,
• pembukaan pintu otomatis, dll.

Sensor ultrasonik digunakan untuk mengontrol kamera keamanan properti perumahan atau, misalnya, untuk menangkap satwa liar.

Sensor inframerah digunakan untuk mengkonfirmasi keberadaan produk pada ban berjalan

Di bawah ini adalah contoh praktis penggunaan sensor pendeteksi gerakan aktif dan pasif.

Pengontrol level cairan pada sensor ultrasonik

Diagram di bawah ini menunjukkan bagaimana pengontrol () mengontrol level cairan menggunakan sensor ultrasonik.

Sistem bekerja dengan memberikan tingkat cairan yang akurat di dalam tangki, mengendalikan mesin, menentukan batas cairan yang ditentukan.

Contoh praktis penerapan tugas berdasarkan perangkat ultrasonik dan kit Arduino yang populer, dengan jelas menunjukkan apa itu sensor gerak ultrasonik dan cara kerjanya

Ketika cairan dalam tangki mencapai batas bawah dan atas, sensor ultrasonik mendeteksi batas tersebut dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler.

Mikrokontroler diprogram sedemikian rupa untuk mengontrol relai, yang pada gilirannya mengontrol motor pompa. Sinyal dari kondisi batas yang ditetapkan pada sensor gerak ultrasonik diambil sebagai dasar.

Pembukaan pintu otomatis pada PIR

Seperti pada sistem diatas, sistem pembuka pintu otomatis menggunakan sensor gerak PIR. Dalam hal ini, kehadiran orang terdeteksi dan operasi pintu (membuka atau menutup) dilakukan.

Skema lain, di mana perangkat pasif sudah terlibat. Konstruktor Arduino yang populer juga digunakan di sini - alat yang nyaman untuk eksperimen dan membangun sistem elektronik nyata.

Kehadiran orang dideteksi oleh detektor PIR, setelah itu sinyal deteksi gerakan dikirim ke mikrokontroler.

Tergantung pada sinyal dari sensor PIR, mikrokontroler mengontrol motor pintu dalam mode maju dan mundur menggunakan driver IC.

Detektor inframerah adalah salah satu yang paling umum dalam sistem alarm pencuri. Hal ini dijelaskan oleh rentang yang sangat luas dari aplikasi mereka.

Mereka digunakan:

• untuk mengontrol volume internal tempat;
• organisasi perlindungan perimeter;
• memblokir berbagai struktur bangunan "di jalan".

Selain versi iklim (pemasangan luar dan dalam), mereka juga dibagi sesuai dengan prinsip operasi. Ada dua kelompok besar: aktif dan pasif. Selain itu, detektor inframerah dibagi menurut jenis zona deteksi, yaitu:

• produktif;
• linier;
• dangkal.

Mari kita lihat untuk tujuan apa satu atau beberapa jenisnya digunakan.

Detektor inframerah pasif.

Sensor ini menggabungkan lensa yang "memotong" area yang dikontrol menjadi sektor terpisah (Gbr. 1). Detektor dipicu ketika perbedaan suhu antara zona ini terdeteksi. Jadi, pendapat bahwa sensor keamanan seperti itu bereaksi murni terhadap panas adalah keliru.

Jika seseorang di zona deteksi berdiri tidak bergerak, detektor tidak akan bekerja. Selain itu, suhu objek yang mendekati suhu latar belakang juga mempengaruhi sensitivitasnya ke bawah.

Hal yang sama berlaku untuk kasus ketika kecepatan gerakan objek lebih rendah atau lebih tinggi dari nilai yang dinormalisasi. Sebagai aturan, nilai ini berada di kisaran 0,3-3 meter/detik. Ini cukup untuk mendeteksi penyusup dengan andal.

Detektor inframerah aktif.

Perangkat jenis ini terdiri dari emitor dan penerima. Mereka dapat dibuat dalam blok terpisah atau digabungkan dalam satu tubuh. Dalam kasus terakhir, saat memasang perangkat keamanan semacam itu, elemen yang memantulkan sinar IR juga digunakan.

Prinsip operasi aktif adalah tipikal untuk sensor linier yang dipicu ketika sinar inframerah disilangkan. Di bawah ini adalah prinsip operasi dan fitur penggunaan jenis utama detektor IR.

DETEKTOR INFRAMERAH VOLUME

Perangkat ini pasif (lihat di atas untuk apa) dan digunakan terutama untuk mengontrol volume internal bangunan. Pola radiasi sensor volumetrik ditandai dengan:

• sudut bukaan pada bidang vertikal dan horizontal;
• jangkauan detektor.

Harap dicatat - kisarannya ditunjukkan oleh lobus tengah diagram, untuk yang samping akan lebih sedikit.

Apa yang khas untuk setiap sensor inframerah, termasuk yang volumetrik, adalah bahwa hambatan apa pun untuk itu buram, sehingga menciptakan zona mati. Di satu sisi, ini adalah kerugian, di sisi lain, keuntungan, karena tidak ada reaksi terhadap benda bergerak di luar tempat yang dilindungi.

Juga, kerugiannya termasuk kemungkinan positif palsu dari faktor-faktor seperti:

• aliran panas konveksi, misalnya, dari sistem pemanas dari berbagai prinsip operasi;
• suar dari sumber cahaya yang bergerak - paling sering lampu mobil melalui jendela.

Jadi, saat memasang detektor volumetrik, titik-titik ini tidak dapat diabaikan. Menurut metode pemasangan, ada dua versi "pengisi suara".

Detektor IR yang dipasang di dinding.

Ideal untuk kantor, apartemen, rumah pribadi. Di kamar seperti itu, furnitur dan barang interior lainnya biasanya terletak di sepanjang dinding, sehingga tidak ada titik buta. Jika kita memperhitungkan bahwa sudut pandang horizontal dari sensor tersebut adalah sekitar 90 derajat, maka dengan memasangnya di sudut ruangan, satu perangkat hampir sepenuhnya dapat memblokir ruangan kecil.

Detektor volume langit-langit.

Untuk benda-benda seperti toko atau gudang, ciri khasnya adalah pemasangan rak atau etalase di seluruh area tempat. Pemasangan sensor langit-langit dalam kasus seperti itu lebih efektif, tentu saja, jika elemen-elemen ini memiliki ketinggian di bawah langit-langit.

Jika tidak, Anda harus memblokir setiap kompartemen yang terbentuk. Dalam keadilan, perlu dicatat bahwa kebutuhan seperti itu tidak selalu muncul, tetapi ini adalah seluk-beluk desain sinyal untuk setiap objek tertentu, dengan mempertimbangkan semua fitur individualnya.

DETEKTOR INFRAMERAH LINEAR

Dengan prinsip operasi mereka, mereka aktif dan membentuk satu atau lebih balok, melacak persimpangan mereka dengan kemungkinan penyusup. Tidak seperti sensor volumetrik, sensor linier tahan terhadap berbagai jenis arus udara, dan penerangan langsung, dalam banyak kasus, tidak akan merusaknya.

Prinsip pengoperasian pemancar inframerah sinar tunggal linier diilustrasikan pada Gambar 2.

Kisaran perangkat linier aktif adalah dari puluhan hingga ratusan meter. Opsi paling umum untuk penggunaannya:

• pemblokiran koridor;
• perlindungan batas wilayah yang terbuka dan berpagar.

Untuk melindungi perimeter, detektor dengan lebih dari satu balok digunakan (lebih baik jika setidaknya ada tiga dari mereka). Ini cukup jelas karena mengurangi kemungkinan penetrasi di bawah atau di atas zona kontrol.

Saat memasang dan mengonfigurasi detektor linier inframerah, penyelarasan yang tepat dari penerima dan pemancar diperlukan untuk perangkat dua unit atau reflektor dan unit gabungan (untuk unit tunggal). Faktanya adalah bahwa penampang (diameter) sinar inframerah relatif kecil, sehingga bahkan perpindahan sudut kecil dari pemancar atau penerima menyebabkan penyimpangan linier yang signifikan pada titik penerima.

Dari apa yang telah dikatakan, juga mengikuti bahwa semua elemen detektor tersebut harus dipasang pada struktur linier kaku yang sepenuhnya mengecualikan kemungkinan getaran.

Saya harus mengatakan bahwa "linier" yang baik adalah kesenangan yang agak mahal. Jika biaya perangkat balok tunggal dengan jarak pendek masih berada dalam beberapa ribu rubel, maka dengan peningkatan jangkauan yang dikendalikan dan jumlah sinar IR, harganya meningkat menjadi puluhan ribu.

Ini dijelaskan oleh fakta bahwa detektor keamanan jenis ini adalah perangkat elektromekanis yang cukup kompleks yang mengandung, selain elektronik, perangkat optik presisi tinggi.

Omong-omong, detektor linier pasif juga ada, tetapi dalam hal jangkauan maksimum, mereka jauh lebih rendah daripada rekan-rekan liniernya.

DETEKTOR INFRAMERAH LUAR RUANGAN

Sangat jelas bahwa detektor alarm pencuri luar ruangan harus memiliki desain iklim yang sesuai. Ini berlaku terutama untuk:

• kisaran suhu operasi;
• tingkat perlindungan debu dan kelembaban.

Menurut klasifikasi yang berlaku secara umum, kelas perlindungan detektor jalan harus setidaknya IP66. Pada umumnya, bagi sebagian besar konsumen ini tidak penting - cukup untuk menunjukkan "jalan" dalam deskripsi parameter teknis perangkat. Perlu memperhatikan kisaran suhu.

Yang lebih menarik adalah fitur penggunaan perangkat tersebut dan faktor yang mempengaruhi keandalan perlindungan.

Berdasarkan sifat zona deteksi, detektor keamanan inframerah yang dirancang untuk pemasangan di luar ruangan dapat berupa jenis apa pun (dalam urutan popularitas yang menurun):

• linier;
• produktif;
• dangkal.

Seperti yang telah disebutkan, detektor linier jalan digunakan untuk melindungi perimeter area terbuka. Sensor permukaan juga dapat digunakan untuk tujuan yang sama.

Perangkat volumetrik digunakan untuk mengontrol berbagai jenis area. Harus segera dicatat bahwa dalam hal jangkauan mereka lebih rendah daripada sensor linier. Sangat wajar jika harga detektor luar ruangan jauh lebih tinggi daripada perangkat yang ditujukan untuk pemasangan di dalam ruangan.

Sekarang, sehubungan dengan sisi praktis operasi dalam sistem alarm pencuri detektor luar ruangan inframerah. Faktor utama yang memicu alarm palsu dari sensor keamanan yang dipasang di jalan adalah:

• keberadaan berbagai vegetasi di kawasan lindung;
• pergerakan hewan dan burung;
• fenomena alam berupa hujan, salju, kabut, dll.

Poin pertama mungkin tampak tidak berprinsip, karena, pada pandangan pertama, itu statis dan dapat diperhitungkan pada tahap desain. Namun, jangan lupa bahwa pohon, rumput, dan semak tumbuh dan seiring waktu dapat mengganggu pengoperasian normal peralatan keamanan.

Pabrikan mencoba mengkompensasi faktor kedua dengan menggunakan algoritma pemrosesan sinyal yang sesuai, dan ada efek dari ini. Benar, apa pun yang dikatakan orang, jika sebuah objek bahkan dengan dimensi linier kecil bergerak di sekitar detektor, kemungkinan besar akan diidentifikasi sebagai penyusup.

Adapun poin terakhir. Di sini semuanya tergantung pada perubahan kepadatan optik medium. Secara sederhana, hujan lebat, salju lebat atau kabut tebal dapat membuat detektor inframerah tidak berfungsi sama sekali.

Jadi, ketika memutuskan penggunaan detektor keamanan jalan di sistem alarm, pertimbangkan semua yang telah dikatakan. Dengan demikian, Anda dapat menyelamatkan diri dari banyak kejutan yang tidak menyenangkan saat mengoperasikan sistem keamanan luar ruangan.

* * *

© 2014 - 2019 Seluruh hak cipta.

Materi situs hanya untuk tujuan informasi dan tidak dapat digunakan sebagai pedoman atau dokumen resmi.

Prinsip pengoperasian IKSO pasif. Prinsip operasi ICSO pasif didasarkan pada pendaftaran sinyal yang dihasilkan oleh fluks panas yang dipancarkan oleh objek deteksi. Sinyal yang berguna pada output penerima radiasi situs tunggal inersia ditentukan oleh ekspresi:

di mana S u adalah sensitivitas tegangan penerima radiasi, adalah perubahan besarnya insiden fluks panas pada jendela input sistem optik dan disebabkan oleh pergerakan objek di zona deteksi.

Nilai maksimum sesuai dengan kasus ketika objek sepenuhnya berada dalam bidang pandang ICS. Mari kita nyatakan nilai ini sebagai

Dengan asumsi bahwa kerugian dalam sistem optik sangat kecil sehingga dapat diabaikan, kita dapat menyatakannya dalam bentuk objek dan parameter latar belakang. Biarkan di dalam latar belakang, yang permukaannya memiliki suhu mutlak T f dan emisivitas E f, sebuah benda muncul yang suhu absolutnya Tob, dan emisivitas Eov. Luas proyeksi objek pada bidang yang tegak lurus dengan arah pengamatan dilambangkan sebagai jadi, dan bidang proyeksi latar belakang bidang pandang - B f. Kemudian nilai insiden fluks panas pada jendela input sistem optik sebelum munculnya objek ditentukan oleh ekspresi:

di mana jarak dari jendela input ke permukaan latar belakang; 1. f - kecerahan latar belakang; S BX - area jendela input sistem optik.

Nilai fluks panas yang dibuat oleh objek ditentukan dengan cara yang sama:

di mana t - jarak dari IKSO ke objek; - kecerahan objek.

Di hadapan suatu objek, insiden fluks panas pada jendela input dibuat oleh objek dan bagian dari permukaan latar belakang yang tidak terlindung oleh objek, dari mana fluks panas total

Maka perubahan fluks panas AF ditulis sebagai:

Dengan asumsi bahwa hukum Lambert berlaku untuk objek dan latar belakang, kami menyatakan kecerahan Lo6 dan b f melalui emisivitas dan suhu absolut:

di mana adalah konstanta Stefan-Boltzmann.

Mengganti dan menjadi, kami memperoleh ekspresi untuk AF dalam hal suhu absolut dan emisivitas objek dan latar belakang:

Untuk parameter tertentu dari sistem optik dan penerima radiasi, nilai sinyal yang sesuai dengan sepenuhnya ditentukan oleh perubahan radiasi. DE.

Emisivitas kulit manusia sangat tinggi, rata-rata 0,99 relatif terhadap benda hitam pada panjang gelombang lebih besar dari 4 mikron. Di wilayah spektrum IR, sifat optik penutup kulit mendekati sifat benda hitam. Suhu kulit tergantung pada pertukaran panas antara kulit dan lingkungan. Pengukuran yang dilakukan dengan bantuan imager termal Aga-750 menunjukkan bahwa pada suhu udara +25°С, suhu di permukaan telapak tangan seseorang bervariasi dalam +32 ... + 34°С, dan pada suhu udara +19°С - di dalam +28...+30°С. Kehadiran pakaian mengurangi kecerahan objek, karena suhu pakaian lebih rendah dari suhu kulit telanjang. Pada suhu sekitar +25 °C, suhu permukaan tubuh rata-rata yang diukur dari seseorang yang mengenakan setelan jas adalah +26 °C. Emisi pakaian juga bisa berbeda dari kulit telanjang.

Parameter lain yang termasuk dalam ekspresi dapat mengambil nilai yang berbeda tergantung pada situasi tertentu dan/atau tugas operasional.

Mari kita pertimbangkan secara lebih rinci proses pembentukan sinyal dan jenis gangguan utama yang memengaruhi operasi palsu ICSO pasif.

Pembentukan sinyal. Untuk pemahaman yang lebih baik tentang metode dan algoritma untuk meningkatkan kekebalan kebisingan ICSO, perlu untuk memiliki gagasan tentang parameter utama sinyal - bentuk, amplitudo, durasi, ketergantungan pada kecepatan gerakan manusia dan suhu latar belakang.

Pertimbangkan satu zona deteksi sinar sepanjang 10 m dengan diameter sinar di dasar kerucut 0,3 m Diasumsikan bahwa seseorang melintasi zona normal dengan kecepatan maksimum dan minimum pada jarak 10, 5 dan 1 m dari penerima pada jarak 10 m berbentuk segitiga dengan maksimum bila zona tertutup seluruhnya. pada gambar. 4.8.6 menunjukkan spektrum sinyal ini. Ketika melintasi balok pada jarak yang lebih pendek, sinyal berbentuk trapesium dengan bagian depan yang curam, dan spektrum sinyal ini berbentuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.9.6.

Jelas, durasi sinyal berbanding terbalik dengan kecepatan gerakan dan jarak ke penerima.

Sinyal sebenarnya berbeda dari gambar ideal karena distorsi yang ditimbulkan oleh jalur amplifikasi dan penerapan noise kacau yang diciptakan oleh fluktuasi suhu latar belakang. Rekaman sinyal nyata yang diperoleh dengan menggunakan penerima pyro domestik PM2D ditunjukkan pada gambar. 4.10. Karakteristik spektralnya juga disajikan di sini, diperoleh dengan melewatkan sinyal yang sebenarnya direkam melalui penganalisis spektrum perusahaan

Analisis catatan memungkinkan seseorang untuk menentukan "jendela" spektral yang diperlukan untuk transmisi sinyal yang dihasilkan ketika melintasi zona di tempat mana pun di seluruh rentang kecepatan dari 0,1 hingga 15 Hz. Pada saat yang sama, pelemahan sinyal dimungkinkan di tepi jangkauan, karena penerima piroelektrik memiliki karakteristik frekuensi amplitudo dengan penurunan di wilayah 5 ... 10 Hz. Untuk mengimbanginya, perlu untuk memasukkan penguat korektif khusus ke dalam jalur pemrosesan sinyal, yang memberikan peningkatan respons frekuensi di wilayah 5 ... 20 Hz.

kontras suhu. Amplitudo sinyal, seperti yang telah disebutkan, ditentukan oleh kontras suhu antara tubuh manusia dan latar belakang ke mana pancaran diarahkan. Karena suhu latar belakang berubah mengikuti perubahan suhu ruangan, sinyal yang sebanding dengan perbedaannya juga berubah.

Pada titik di mana suhu orang dan latar belakang bertepatan, nilai sinyal keluaran adalah nol. Pada suhu yang lebih tinggi, sinyal berubah tanda.

Suhu latar belakang di dalam ruangan mencerminkan keadaan udara di luar ruangan dengan beberapa penundaan karena inersia termal dari bahan struktural bangunan.

Kontras suhu juga tergantung pada suhu permukaan luar seseorang, mis. kebanyakan dari pakaiannya. Dan di sini keadaan berikut ternyata signifikan. Jika seseorang memasuki ruangan tempat IKSO dipasang dari luar, misalnya dari jalan, di mana suhu dapat berbeda secara signifikan dari suhu di dalam ruangan, maka pada saat pertama kontras termal dapat menjadi signifikan. Kemudian, saat suhu pakaian "beradaptasi" dengan suhu ruangan, sinyalnya menurun. Tetapi bahkan setelah lama berada di dalam ruangan, kekuatan sinyal tergantung pada jenis pakaiannya. pada gambar. 4.11 menunjukkan ketergantungan eksperimental kontras suhu seseorang pada suhu lingkungan. Garis putus-putus menunjukkan ekstrapolasi data eksperimen untuk suhu di atas 40°C.

Area yang diarsir 1 adalah kisaran kontras tergantung pada bentuk pakaian, jenis latar belakang, ukuran orang dan kecepatan gerakannya.

Penting untuk dicatat bahwa transisi nilai kontras suhu melalui nol hanya terjadi jika, dalam kisaran suhu 30...39.5 °C, pengukuran dilakukan setelah adaptasi seseorang di ruangan berpemanas selama 15 menit. . Dalam kasus intrusi ke zona sensitivitas CO dari seseorang yang sebelumnya berada di ruangan dengan suhu di bawah 30°C atau di udara terbuka dengan suhu 44°C, level sinyal dalam kisaran suhu 30. ..39.5°C terletak di area 2 dan tidak mencapai nol.

Distribusi suhu di atas permukaan manusia tidak seragam. Paling dekat dengan 36°C pada bagian tubuh yang terbuka - wajah dan tangan, dan suhu permukaan pakaian lebih dekat dengan latar belakang ruangan. Oleh karena itu, sinyal pada input penerima piro tergantung pada bagian tubuh mana yang tumpang tindih dengan zona sensitivitas pancaran.

Pertimbangan proses pembentukan sinyal memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan berikut:

Amplitudo sinyal ditentukan oleh kontras suhu permukaan manusia dan latar belakang, yang dapat berkisar dari pecahan derajat hingga puluhan derajat;

Bentuk sinyal memiliki bentuk segitiga atau trapesium, durasi sinyal ditentukan oleh persimpangan zona balok dan, ketika bergerak di sepanjang garis normal ke balok, dapat dari 0,05 hingga 10 detik. Saat bergerak pada sudut normal, durasi sinyal meningkat. Kepadatan spektral maksimum sinyal terletak pada kisaran 0,15 hingga 5 Hz;

Ketika seseorang bergerak di sepanjang balok, sinyalnya minimal dan hanya ditentukan oleh perbedaan suhu antara bagian individu dari permukaan orang tersebut dan berjumlah pecahan derajat;

Ketika seseorang bergerak di antara balok, sinyal praktis tidak ada;

Pada suhu kamar yang mendekati suhu permukaan tubuh manusia, sinyalnya minimal; perbedaan suhu adalah pecahan derajat;

Amplitudo sinyal pada sinar yang berbeda dari zona deteksi dapat berbeda secara signifikan satu sama lain, karena ditentukan oleh kontras suhu tubuh manusia dan area latar belakang ke mana sinar ini diarahkan. Perbedaannya bisa sampai sepuluh derajat.

Interferensi pada IKSO pasif. Mari kita beralih ke analisis efek interferensi yang menyebabkan operasi palsu ICSO pasif. Yang kami maksud dengan interferensi adalah pengaruh lingkungan eksternal atau kebisingan internal dari perangkat penerima yang tidak terkait dengan pergerakan seseorang di zona sensitivitas SO.

Berikut klasifikasi interferensi:

Termal, disebabkan oleh pemanasan latar belakang saat terkena radiasi matahari, aliran udara konveksi dari pengoperasian radiator, AC, angin;

Listrik, yang disebabkan oleh pengambilan dari sumber emisi listrik dan radio pada elemen individu dari bagian elektronik CO;

Sendiri, karena kebisingan penerima pyro dan jalur penguatan sinyal;

Orang luar yang terkait dengan pergerakan di zona sensitivitas CO dari hewan kecil atau serangga di permukaan jendela optik input CO.

Interferensi yang paling signifikan dan "berbahaya" adalah termal, yang disebabkan oleh perubahan suhu area latar belakang, ke mana zona sensitivitas sinar diarahkan. Paparan radiasi matahari menyebabkan peningkatan lokal suhu masing-masing bagian dinding atau lantai ruangan. Pada saat yang sama, perubahan suhu secara bertahap tidak melewati sirkuit penyaringan perangkat, namun fluktuasinya yang relatif tajam dan "tidak terduga", terkait, misalnya, dengan bayangan matahari dengan melewati awan atau lewatnya kendaraan, menyebabkan gangguan yang mirip dengan sinyal dari orang yang lewat. Amplitudo kebisingan tergantung pada inersia latar belakang ke mana berkas diarahkan. Misalnya, waktu perubahan suhu dinding beton telanjang jauh lebih lama daripada dinding kayu atau wallpaper.

pada gambar. catatan gangguan matahari yang khas pada output penerima piro selama perjalanan awan, serta spektrumnya, diberikan.

Dalam hal ini, perubahan suhu selama gangguan matahari mencapai 1,0 ... 1,5 ° C, terutama dalam kasus di mana sinar diarahkan ke latar belakang inersia rendah, misalnya, dinding kayu atau tirai yang terbuat dari kain. Durasi gangguan tersebut tergantung pada kecepatan bayangan dan dapat berada dalam kisaran kecepatan karakteristik gerakan manusia. Perlu dicatat satu keadaan penting yang memungkinkan untuk menangani gangguan tersebut. Jika dua sinar diarahkan ke daerah tetangga di latar belakang, maka jenis dan amplitudo sinyal interferensi dari paparan sinar matahari hampir sama di setiap sinar, yaitu. ada korelasi interferensi yang kuat. Ini memungkinkan desain sirkuit yang tepat untuk menekannya dengan mengurangi sinyal,

Gangguan konvektif disebabkan oleh pengaruh aliran udara yang bergerak, seperti angin dengan jendela terbuka, retakan di jendela, serta peralatan pemanas rumah tangga - radiator dan AC. Aliran udara menyebabkan fluktuasi kacau pada suhu latar belakang, amplitudo dan rentang frekuensi yang bergantung pada kecepatan aliran udara dan karakteristik permukaan latar belakang.

Berbeda dengan iradiasi matahari, interferensi konvektif dari berbagai bagian latar belakang, yang mempengaruhi bahkan pada jarak 0,2 ... 0,3 m, berkorelasi lemah satu sama lain dan pengurangannya tidak berpengaruh.

Gangguan listrik terjadi ketika sumber emisi listrik dan radio, pengukuran dan peralatan rumah tangga, penerangan, motor listrik, perangkat transmisi radio dihidupkan, serta fluktuasi arus pada jaringan kabel dan saluran listrik. Pelepasan petir juga menciptakan tingkat gangguan yang signifikan.

Sensitivitas penerima piroelektrik sangat tinggi - ketika suhu berubah sebesar 1 ° C, sinyal keluaran langsung dari kristal adalah sebagian kecil dari mikrovolt, sehingga interferensi dari sumber interferensi beberapa volt per meter dapat menyebabkan pulsa interferensi ribuan kali lebih besar dari sinyal yang berguna. Namun, sebagian besar gangguan listrik memiliki durasi pendek atau tepi curam, yang memungkinkan untuk membedakannya dari sinyal yang berguna.

Kebisingan yang melekat pada penerima pyro menentukan batas sensitivitas tertinggi dari ICSO dan memiliki bentuk derau putih. Dalam hal ini, metode penyaringan tidak dapat digunakan di sini. Intensitas kebisingan meningkat ketika suhu kristal naik sekitar dua faktor untuk setiap sepuluh derajat. Penerima piroelektrik modern memiliki tingkat kebisingan intrinsik yang sesuai dengan perubahan suhu 0,05...0,15 °C.

Kesimpulan:

1. Rentang interferensi spektral tumpang tindih dengan rentang sinyal dan terletak di wilayah dari pecahan hingga puluhan hertz.

2. Jenis gangguan yang paling berbahaya adalah penerangan latar belakang matahari, yang efeknya meningkatkan suhu latar belakang sebesar 3...5°C.

3. Interferensi dari iradiasi matahari untuk area dekat di latar belakang berkorelasi kuat satu sama lain dan dapat dilemahkan saat menggunakan skema dua sinar untuk membangun CO.

4. Interferensi konvektif dari peralatan rumah tangga termal memiliki bentuk fluktuasi suhu acak yang berfluktuasi, mencapai 2 ... 3 ° C dalam rentang frekuensi dari 1 hingga 20 Hz dengan korelasi yang lemah antara balok.

5. Gangguan listrik berupa pulsa pendek atau tindakan langkah dengan tepi curam, tegangan induksi bisa ratusan kali lebih tinggi dari sinyal.

6. Suara intrinsik dari penerima piroelektrik, sesuai dengan sinyal ketika suhu berubah sebesar 0,05...0,15 °C, terletak pada rentang frekuensi yang tumpang tindih dengan rentang sinyal, dan meningkat sebanding dengan suhu kira-kira dua kali untuk setiap 10 ° C.

Metode untuk meningkatkan kekebalan kebisingan ICSO pasif.Metode penerimaan diferensial Radiasi Zh telah menjadi cukup luas. Inti dari metode ini adalah sebagai berikut: dengan bantuan penerima dua situs, dua zona sensitivitas yang terpisah secara spasial terbentuk. Sinyal yang dihasilkan di kedua saluran saling dikurangkan:

Jelas bahwa dua zona sensitivitas yang terpisah secara spasial tidak dapat dilintasi oleh objek yang bergerak pada saat yang bersamaan. Dalam hal ini, sinyal di saluran muncul secara bergantian, oleh karena itu, amplitudonya tidak berkurang. Ini mengikuti dari rumus bahwa kebisingan pada output penerima diferensial adalah nol jika kondisi berikut dipenuhi bersama-sama:

1. Bentuk interferensi pada saluran adalah sama.

2. Amplitudo interferensi adalah sama.

3. Interferensi memiliki posisi waktu yang sama.

Dalam kasus interferensi matahari, kondisi 1 dan 3 terpenuhi, Kondisi 2 terpenuhi hanya jika bahan yang sama berfungsi sebagai latar belakang di kedua saluran atau sudut datang energi matahari di latar belakang sama di kedua saluran atau di keduanya. saluran, fluks radiasi matahari jatuh di seluruh area latar belakang yang membatasi zona sensitivitas. pada gambar. ketergantungan amplitudo kebisingan pada output dari tahap diferensial pada amplitudo kebisingan pada inputnya ditunjukkan.

Parameternya adalah rasio amplitudo efek interferensi di saluran. Dalam hal ini, yang kami maksud adalah kondisi 1 dan 3 terpenuhi.

Dari gambar. dapat dilihat bahwa dengan kebetulan yang cukup baik dari amplitudo efek interferensi di saluran, penindasan 5 ... 10 kali lipat dari interferensi ini tercapai. Untuk U B xi/U B x2> 1.2, pengurangan interferensi berkurang dan karakteristik oui = / cenderung mirip dengan karakteristik penerima tunggal.

Di bawah pengaruh interferensi konvektif, tingkat penekanannya oleh penerima diferensial ditentukan oleh tingkat korelasinya pada titik-titik spasial dari permukaan latar belakang. Pendugaan derajat korelasi spasial interferensi konvektif dapat dilakukan dengan mengukur intensitasnya dengan metode penerimaan diferensial dan konvensional. Hasil beberapa pengukuran ditunjukkan pada gambar. 4.14.

Penyaringan frekuensi yang optimal. Penekanan interferensi yang efektif dengan metode ini dimungkinkan dengan perbedaan yang signifikan dalam spektrum frekuensi sinyal dan interferensi. Ini mengikuti dari data di atas bahwa tidak ada perbedaan seperti itu dalam kasus kami. Oleh karena itu, penggunaan metode ini untuk menghilangkan gangguan sepenuhnya tidak mungkin dilakukan.

Jenis kebisingan utama yang menentukan sensitivitas ICSO adalah kebisingan intrinsik penerima. Oleh karena itu, mengoptimalkan bandwidth penguat tergantung pada spektrum sinyal dan sifat kebisingan penerima memungkinkan untuk mewujudkan kemampuan membatasi sistem penerima.

Penyaringan spektral optik. Inti dari metode penyaringan spektral optik sama seperti dalam kasus penyaringan frekuensi optimal. Dengan penyaringan spektral, kebisingan ditekan karena perbedaan spektrum optik sinyal dan kebisingan. Perbedaan-perbedaan ini praktis tidak ada untuk interferensi konvektif dan untuk komponen interferensi matahari yang timbul karena perubahan suhu latar belakang di bawah pengaruh radiasi matahari, namun spektrum komponen interferensi matahari yang dipantulkan dari latar belakang berbeda secara signifikan dari spektrum sinyal. Kerapatan spektral luminositas energi benda hitam ditentukan oleh rumus Planck:

di mana panjang gelombang; k - konstanta Boltzmann; T - suhu tubuh; h adalah konstanta Planck; c adalah kecepatan cahaya.

Representasi grafis dari fungsi yang dinormalisasi ke radiasi kontras objek dan radiasi matahari ditunjukkan pada Gambar. 4.15.

Menurut teori klasik penyaringan optimal linier, untuk memastikan rasio signal-to-noise maksimum, passband spektral dari filter optik harus dicocokkan dengan spektrum radiasi kontras objek dan memiliki bentuk yang ditunjukkan pada Gambar. 4.15.

Dari bahan yang diproduksi secara massal, kaca bebas oksigen IKS-33 paling memenuhi kondisi ini.

Tingkat penekanan gangguan matahari oleh filter ini untuk berbagai latar belakang ditunjukkan pada Tabel. 4.1. Tabel tersebut menunjukkan bahwa penekanan interferensi matahari terbesar dicapai oleh filter IKS-33. Film polietilen hitam agak lebih rendah dari IKS-33.

Jadi, bahkan saat menggunakan filter IKS-33, interferensi matahari hanya ditekan 3,3 kali, yang tidak dapat menghasilkan peningkatan radikal dalam kekebalan kebisingan dari alat deteksi optik pasif.

Pemfilteran frekuensi spasial yang optimal. Diketahui bahwa karakteristik deteksi di bawah kondisi penyaringan linier optimal secara unik terkait dengan nilai rasio signal-to-noise. Untuk mengevaluasi dan membandingkannya, akan lebih mudah untuk menggunakan kuantitas

di mana U - amplitudo sinyal; - kerapatan spektral daya sinyal; - kerapatan spektral daya interferensi.

Tabel 1. Tingkat penekanan interferensi matahari oleh berbagai filter untuk berbagai latar belakang

Secara fisis, nilai adalah perbandingan energi sinyal dengan kerapatan spektral daya interferensi. Jelas, ketika sudut solid dari zona sensitivitas dasar berubah, intensitas interferensi yang dipancarkan oleh latar belakang dan memasuki saluran penerima berubah. Pada saat yang sama, amplitudo sinyal tergantung pada bentuk geometris zona sensitivitas dasar. Mari kita cari tahu pada konfigurasi apa zona sensitivitas dasar nilai q mencapai nilai maksimumnya, yang kami anggap model deteksi paling sederhana. Biarkan zona sensitivitas ICSO tetap relatif terhadap latar belakang, dan objek yang akan dideteksi bergerak dengan kecepatan sudut Vo6 relatif terhadap titik pengamatan. Zona sensitivitas dan objek pada bidang yang normal terhadap sumbu optik berbentuk persegi panjang, dan dimensi sudut objek dan bidang pandang sangat kecil sehingga dapat dianggap dengan tingkat akurasi yang cukup.

di mana sudut solid di mana objek terlihat; adalah sudut solid dari zona sensitivitas; adalah ukuran sudut objek

bertanggung jawab di bidang horizontal dan vertikal; ukuran sudut zona sensitivitas, masing-masing, di bidang horizontal dan vertikal;

Kecerahan energi objek B kira-kira sama di seluruh permukaannya, dan kerapatan spektral kecerahan energi kebisingan latar belakang adalah sama di seluruh permukaan latar belakang. Sinyal dan kebisingan latar belakang bersifat aditif. Pergerakan benda terjadi secara beraturan pada bidang sudut a. Penerima energi adalah inersia, kuadrat. Sinyal dari penerima diumpankan ke filter optimal yang dapat disetel. Kemudian kepadatan daya spektral dari gangguan latar belakang pada output penerima akan ditentukan oleh ekspresi:

di mana Koptik- koefisien transmisi sistem optik; Ke t- koefisien transmisi jalur propagasi sinyal; Ke P- sensitivitas penerima.

Ketika sebuah objek melintasi bidang pandang, pulsa sinyal dihasilkan pada output penerima, yang bentuk dan spektrumnya, dalam kasus di mana u, ditentukan oleh ekspresi:

di mana U0 adalah pulsa sinyal unit amplitudo; - spektrum pulsa sinyal unit amplitudo.

Untuk latar belakang yang memancarkan kebisingan yang kerapatan spektral dayanya berbentuk, nilai keluaran penerima tanpa inersia sesuai dengan ekspresi ditentukan sebagai

Sifat ketergantungan kuantitas o dan memiliki bentuk yang ditunjukkan pada Gambar. 4.16. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa untuk memastikan rasio kebisingan sinyal-ke-latar belakang maksimum, bentuk zona sensitivitas harus dikaitkan dengan bentuk objek.

Untuk kasus derau latar belakang yang berfluktuasi, nilai maksimum rasio derau sinyal/latar belakang dicapai ketika bentuk geometris dari zona sensitivitas dasar bertepatan dengan bentuk objek. Kesimpulan ini juga berlaku untuk kasus gangguan impuls surya. Hal ini ditegaskan oleh fakta yang jelas bahwa ketika sudut solid zona sensitivitas meningkat dari nilai yang sama dengan sudut solid di mana objek terlihat, amplitudo sinyal tidak berubah, dan amplitudo interferensi matahari meningkat sebanding dengan sudut padat dari zona sensitivitas. Artinya, metode penyaringan frekuensi spasial yang optimal memungkinkan untuk meningkatkan kekebalan kebisingan dari alat deteksi optik pasif untuk gangguan konvektif dan matahari.

Metode dual-band untuk menerima radiasi inframerah. Inti dari metode ini terletak pada pengenalan saluran kedua ke ICSO, yang menyediakan penerimaan radiasi IR dalam rentang IR terlihat atau dekat, untuk mendapatkan informasi tambahan yang membedakan sinyal dari interferensi. Penggunaan saluran seperti itu bersama dengan saluran utama dalam kondisi satu ruangan tidak efektif, karena sinyal dan interferensi dengan adanya iluminasi terbentuk di kedua rentang spektral. Jauh lebih efektif adalah penggunaan saluran jangkauan yang terlihat ketika dipasang di luar tempat yang dilindungi, di tempat-tempat yang tidak dapat diakses untuk memblokir saluran ini dengan sumber cahaya buatan. Dalam hal ini, ketika iluminasi matahari berubah, saluran menghasilkan sinyal yang melarang kemungkinan pengoperasian ICSO di bawah pengaruh gangguan matahari. Dengan organisasi seperti itu, metode dual-band memungkinkan untuk sepenuhnya menghilangkan positif palsu ICSO, yang dimungkinkan karena terjadinya gangguan matahari. Kemungkinan memblokir saluran termal selama interferensi sudah jelas.

Metode parametrik untuk meningkatkan kekebalan kebisingan IKSO. Dasar metode parametrik untuk meningkatkan kekebalan kebisingan ICSO adalah identifikasi sinyal yang berguna oleh satu atau kombinasi parameter karakteristik objek yang menyebabkan munculnya sinyal-sinyal ini. Dengan parameter seperti itu, kecepatan objek, dimensinya, jarak ke objek dapat digunakan. Dalam praktiknya, sebagai suatu peraturan, nilai parameter tertentu tidak diketahui sebelumnya. Namun, ada beberapa area definisi mereka. Jadi, kecepatan seseorang yang berjalan kaki kurang dari 7 m/s. Kombinasi pembatasan tersebut dapat secara signifikan mempersempit domain definisi sinyal yang berguna dan, oleh karena itu, mengurangi kemungkinan alarm palsu.

Mari kita pertimbangkan beberapa cara untuk menentukan parameter suatu objek selama deteksi optik pasifnya. Untuk menentukan kecepatan benda, ukuran liniernya dalam arah gerakan dan jaraknya, perlu untuk mengatur dua zona sensitivitas paralel, berjarak di bidang gerakan objek dengan jarak dasar tertentu L. Kemudian mudah untuk menentukan bahwa kecepatan objek normal ke zona sensitivitas

di mana adalah waktu tunda antara sinyal di saluran penerima.

Dimensi linier benda bob di bidang normal ke zona sensitivitas didefinisikan sebagai

dimana tio .5 - durasi pulsa sinyal pada level U=0.5U max .

Asalkan, jarak ke objek ditentukan oleh ekspresi

di mana adalah ukuran sudut zona sensitivitas dasar dalam radian; adalah durasi bagian depan pulsa sinyal.

Nilai parameter yang diperoleh goyah, b^, D o6 dibandingkan dengan area definisinya, setelah itu keputusan dibuat untuk mendeteksi objek. Dalam kasus ketika pengorganisasian dua zona sensitivitas paralel tidak mungkin, parameter pulsa sinyal dapat berfungsi sebagai parameter pengidentifikasi: waktu naik, durasi pulsa, dll. Kondisi utama untuk penerapan metode ini adalah bandwidth jalur penerima yang lebar, yang diperlukan untuk menerima sinyal tanpa mengubah bentuknya, mis. dalam hal ini, penggunaan metode penyaringan yang optimal dikecualikan. Parameter yang tidak terdistorsi dalam proses penyaringan optimal adalah lamanya waktu tunda antar sinyal yang terjadi pada saluran yang terdiversifikasi ruang. Oleh karena itu, identifikasi dengan parameter ini dapat dilakukan tanpa memperluas bandwidth jalur penerima. Untuk mengidentifikasi sinyal yang berguna dalam ICSO dengan zona sensitivitas multi-balok dalam hal parameter m 3, perlu dibentuk dalam bidang pergerakan objek menggunakan penerima independen.

Misalnya, pertimbangkan area definisi parameter pulsa sinyal dan nilai m 3 untuk ICSO posisi tunggal dengan zona sensitivitas multi-balok pada nilai nyata divergensi sudut zona sensitivitas dasar a n = 0,015 rad, ukuran pupil masuk d = 0,05 m dan sudut antara zona sensitivitas a p = 0,3 rad.

Durasi pulsa pada level nol ditentukan oleh ekspresi

Domain durasi pulsa untuk rentang kecepatan V HAI 6 \u003d 0.1.7.0 m / s, adalah t io \u003d 0,036 ... 4.0 s. Rentang Dinamis

Domain untuk menentukan durasi pulsa pada level 0,5U max sudah 0,036 ... 2,0 s, dan rentang dinamis

Durasi bagian depan pulsa sinyal ditentukan oleh ekspresi

Di mana domain definisi, dan dinamis

jangkauan

Durasi delay antar pulsa yang terjadi pada saluran yang berdekatan dapat ditentukan dengan rumus :

Rentang definisi nilai tunda0...30 dtk. Untuk nilai yang diterima d=0,05 m dan rentang D o6 = 1...10 m, luas definisinya adalah 4,5...14,0, dan rentang dinamisnya adalah 3,1.

Dengan d=0 rentang dinamis untuk semua nilai rentang Lakukan6=0...10m.

Dengan demikian, parameter pengidentifikasi yang paling stabil adalah nilai t 3 /tf.

Karena sinkronisme munculnya interferensi matahari di saluran yang terpisah secara spasial, dicatat dalam Sec. 4.3, ada kemungkinan detuning lengkap darinya menggunakan parameter

Penggunaan saluran independen memungkinkan untuk meningkatkan ketahanan perangkat terhadap interferensi konvektif, karena keputusan akhir tentang deteksi dibuat hanya jika sinyal terdeteksi dalam setidaknya dua saluran selama interval waktu tertentu yang ditentukan oleh kemungkinan penundaan maksimum dari saluran. pulsa sinyal antara saluran. Dalam hal ini, probabilitas alarm palsu ditentukan oleh ekspresi

dimana RLS1. lsg - probabilitas alarm palsu di masing-masing saluran.

Analisis komparatif metode untuk meningkatkan kekebalan kebisingan IKSO. Metode di atas untuk meningkatkan kekebalan kebisingan ICSO cukup beragam baik dalam esensi fisiknya maupun dalam kompleksitas implementasinya. Masing-masing secara individual memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu. Untuk kenyamanan membandingkan metode ini dalam hal kombinasi kualitas positif dan negatif, kami akan menyusun tabel morfologi. 4.2.

Dapat dilihat dari tabel bahwa tidak ada metode tunggal yang dapat sepenuhnya menekan semua interferensi. Namun, penggunaan simultan dari beberapa metode memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan kekebalan kebisingan ICSO dengan sedikit komplikasi perangkat secara keseluruhan. Menurut totalitas kualitas positif dan negatif, kombinasi yang paling disukai adalah: penyaringan spektral + penyaringan frekuensi spasial + metode parametrik.

Mari kita pertimbangkan metode dan sarana utama yang diterapkan dalam praktik di ICSO modern, yang memungkinkan untuk memberikan probabilitas deteksi yang cukup tinggi dengan frekuensi alarm palsu minimum.

Untuk melindungi perangkat penerima dari efek radiasi di luar jangkauan spektral sinyal, langkah-langkah berikut diambil:

Jendela masuk pyromodule ditutup dengan pelat germanium yang tidak mentransmisikan radiasi dengan panjang gelombang kurang dari 2 m;

Jendela masuk dari seluruh CO terbuat dari polietilen densitas tinggi, yang memberikan kekakuan yang cukup untuk mempertahankan dimensi geometris dan pada saat yang sama tidak mentransmisikan radiasi dalam rentang panjang gelombang dari 1 hingga 3 mikron;

Tabel 2. Metode untuk meningkatkan kekebalan kebisingan IKSO

	Sifat positif	Kualitas negatif
Diferensial		Kekebalan kebisingan rendah terhadap kebisingan yang tidak berkorelasi
Pemfilteran frekuensi	Penekanan parsial interferensi surya dan konvektif	Kompleksitas implementasi untuk sistem multichannel
Pemfilteran spektral	Kemudahan implementasi. Penekanan sebagian gangguan matahari.	Interferensi konvektif tidak ditekan
pita ganda	Penekanan gangguan matahari lengkap, jalur pemrosesan yang mudah	Kemungkinan memblokir sarana dengan sumber cahaya eksternal. Interferensi konvektif tidak ditekan. Kebutuhan saluran optik tambahan
Penyaringan Frekuensi Spasial Optimal	Penekanan parsial latar belakang dan gangguan matahari. Kemudahan implementasi	Kebutuhan untuk menggunakan penerima dengan bentuk khusus dari area sensitif
Metode parametrik	Penekanan sebagian kebisingan latar belakang. Penekanan gangguan matahari yang signifikan	Kompleksitas jalur pemrosesan

Lensa Fresnel dibuat dalam bentuk lingkaran konsentris yang dicap pada permukaan jendela masuk dari polietilen dengan panjang fokus yang sesuai dengan karakteristik tingkat radiasi maksimum dari suhu tubuh manusia. Radiasi panjang gelombang lain akan "diolesi", melewati lensa ini dan, dengan demikian, dilemahkan.

Langkah-langkah ini memungkinkan untuk mengurangi dampak interferensi dari sumber di luar jangkauan spektral hingga ribuan kali dan memastikan kemungkinan berfungsinya ICSO dalam kondisi sinar matahari yang kuat, penggunaan lampu penerangan, dll.

Cara perlindungan yang kuat terhadap gangguan termal adalah penggunaan penerima piro dua platform dengan pembentukan zona sensitivitas dua balok. Sinyal selama perjalanan seseorang terjadi secara berurutan di masing-masing dari dua balok, dan kebisingan termal sangat berkorelasi dan dapat dilemahkan menggunakan skema pengurangan yang paling sederhana. Di semua ICSO pasif modern, pyroelements dua platform digunakan, dan dalam model terbaru, pyroelements quad juga digunakan.

Pada awal pertimbangan algoritma pemrosesan sinyal, pernyataan berikut harus dibuat. Terminologi yang berbeda dapat digunakan oleh produsen yang berbeda untuk menunjuk suatu algoritma, karena produsen sering memberikan nama yang unik untuk beberapa algoritma pemrosesan dan menggunakannya di bawah mereknya sendiri, meskipun sebenarnya mungkin menggunakan beberapa metode analisis sinyal tradisional yang digunakan oleh perusahaan lain.

algoritma filtrasi optimal melibatkan penggunaan tidak hanya amplitudo sinyal, tetapi semua energinya, yaitu produk dari amplitudo dan durasi. Tanda informatif tambahan dari sinyal adalah adanya dua bagian depan - di pintu masuk ke "balok" dan pada keluarannya, yang memungkinkan Anda untuk menghilangkan banyak gangguan yang terlihat seperti "langkah". Misalnya, dalam IKSO Vision-510, unit pemrosesan menganalisis bipolaritas dan simetri bentuk gelombang dari output penerima piro diferensial. Inti dari pemrosesan adalah untuk membandingkan sinyal dengan dua ambang dan, dalam beberapa kasus, untuk membandingkan amplitudo dan durasi sinyal dari polaritas yang berbeda. Dimungkinkan juga untuk menggabungkan metode ini dengan penghitungan ekses ambang positif dan negatif secara terpisah. PARADOX menamai algoritma ini Analisis Masuk/Keluar.

Karena fakta bahwa kebisingan listrik memiliki durasi pendek atau bagian depan yang curam, untuk meningkatkan kekebalan kebisingan, yang paling efektif adalah menggunakan algoritma detuning - menyorot bagian depan yang curam dan memblokir perangkat output selama tindakan mereka. Dengan demikian, operasi CO yang stabil dapat dicapai bahkan dalam kondisi gangguan listrik dan radio yang intens dalam kisaran dari ratusan kilohertz hingga satu gigahertz pada kekuatan medan hingga SE/m. Paspor untuk IKSO modern menunjukkan ketahanan terhadap interferensi elektromagnetik dan frekuensi radio dengan kekuatan medan hingga 20 ... 30 V / m.

Metode efektif berikutnya untuk meningkatkan kekebalan kebisingan adalah dengan menggunakan sirkuit "penghitungan denyut nadi". Diagram sensitivitas untuk CO "volumetrik" yang paling umum memiliki struktur multipath. Ini berarti bahwa ketika bergerak, seseorang secara berurutan melintasi beberapa sinar. Pada saat yang sama, jumlahnya berbanding lurus dengan jumlah sinar yang membentuk zona deteksi CO dan jarak yang ditempuh seseorang. Implementasi algoritma ini berbeda tergantung pada modifikasi CO. Yang paling umum digunakan adalah pengaturan sakelar secara manual dengan mengorbankan sejumlah pulsa. Jelas, sehubungan dengan ini, dengan peningkatan jumlah pulsa, kekebalan kebisingan ICSO meningkat. Untuk memicu perangkat, seseorang harus melewati beberapa balok, tetapi ini dapat mengurangi deteksi perangkat karena adanya "zona mati". PARADOX ICSO menggunakan algoritma pemrosesan sinyal penerima pyro APSP yang dipatenkan yang secara otomatis mengubah jumlah pulsa tergantung pada level sinyal. Untuk sinyal tingkat tinggi, detektor segera menghasilkan alarm, saat bekerja sebagai ambang batas, dan untuk sinyal tingkat rendah, secara otomatis beralih ke mode penghitungan pulsa. Ini mengurangi kemungkinan alarm palsu sambil mempertahankan kemampuan deteksi yang sama.

Algoritma penghitungan pulsa berikut digunakan di IKSO Enforcer-QX:

SPP - pulsa dihitung hanya untuk sinyal dengan tanda bergantian;

SGP3 - hanya kelompok pulsa dengan polaritas berlawanan yang dihitung. Di sini, kondisi alarm terjadi ketika tiga grup tersebut muncul dalam waktu yang ditentukan.

Dalam modifikasi terbaru IKSO, skema digunakan untuk meningkatkan kekebalan kebisingan. "penerimaan yang disesuaikan". Di sini, ambang batas secara otomatis memantau tingkat kebisingan, dan saat naik, tingkat kebisingan juga meningkat. Namun, cara ini tidak lepas dari kekurangan. Dengan pola sensitivitas multipath, sangat mungkin bahwa satu atau lebih berkas akan diarahkan ke lokasi interferensi intens. Ini menetapkan sensitivitas minimum seluruh perangkat, termasuk sinar yang intensitas kebisingannya dapat diabaikan. Ini mengurangi kemungkinan deteksi keseluruhan dari seluruh perangkat. Untuk menghilangkan kekurangan ini, diusulkan untuk "mengungkapkan" sinar dengan tingkat kebisingan maksimum sebelum menyalakan perangkat dan menaungi mereka menggunakan layar buram khusus. Dalam beberapa modifikasi perangkat, mereka termasuk dalam pengiriman.

Analisis durasi sinyal dapat dilakukan baik dengan metode langsung mengukur waktu di mana sinyal melebihi ambang batas tertentu, dan dalam domain frekuensi dengan menyaring sinyal dari output pirodetektor, termasuk menggunakan ambang "mengambang", analisis frekuensi tergantung rentang. Ambang ditetapkan pada level rendah dalam rentang frekuensi sinyal yang diinginkan dan pada level yang lebih tinggi di luar rentang frekuensi ini. Metode ini tertanam dalam IKSO Enforcer-QX dan telah dipatenkan dengan nama IFT.

Jenis pemrosesan lain yang dirancang untuk meningkatkan karakteristik IKSO adalah kompensasi suhu otomatis. Dalam kisaran suhu sekitar 25...35 °C, sensitivitas penerima piro menurun karena penurunan kontras termal antara tubuh manusia dan latar belakang, dan dengan peningkatan suhu lebih lanjut, sensitivitas meningkat lagi, tapi "dengan tanda yang berlawanan." Dalam apa yang disebut sirkuit kompensasi termal "konvensional", suhu diukur dan, saat naik, penguatan secara otomatis meningkat. Pada "nyata" atau "dua sisi" kompensasi, peningkatan kontras termal diperhitungkan untuk suhu di atas 25...35 °C. Penggunaan kompensasi termal otomatis memberikan sensitivitas ICSO yang hampir konstan pada rentang suhu yang luas. Kompensasi termal tersebut digunakan dalam IKSO oleh PARADOX dan &К SYSTEMS.

Jenis pemrosesan yang terdaftar dapat dilakukan dengan cara analog, digital atau gabungan. Dalam ICSO modern, metode pemrosesan digital semakin banyak digunakan menggunakan mikrokontroler khusus dengan ADC dan prosesor sinyal, yang memungkinkan untuk melakukan pemrosesan terperinci dari struktur "halus" sinyal untuk membedakannya dengan lebih baik dari noise. Baru-baru ini, ada laporan pengembangan ICSO digital sepenuhnya yang tidak menggunakan elemen analog sama sekali. Pada ICSO ini, sinyal dari keluaran pyro receiver langsung diumpankan ke konverter analog-ke-digital dengan dynamic range yang tinggi, dan semua pemrosesan dilakukan dalam bentuk digital. Penggunaan pemrosesan digital sepenuhnya memungkinkan Anda untuk menyingkirkan "efek analog" seperti kemungkinan distorsi sinyal, pergeseran fasa, kebisingan berlebih. Digital 404 menggunakan algoritma pemrosesan sinyal milik SHIELD, yang mencakup APSP, serta analisis parameter sinyal berikut: amplitudo, durasi, polaritas, energi, waktu naik, bentuk gelombang, waktu kemunculan, dan urutan sinyal. Setiap urutan sinyal dibandingkan dengan pola yang sesuai dengan gerakan dan interferensi, dan bahkan jenis gerakan dikenali, dan jika kriteria alarm tidak terpenuhi, maka data disimpan dalam memori untuk analisis urutan berikutnya atau seluruh urutan. tertindas. Penggunaan gabungan pelindung logam dan penindasan interferensi perangkat lunak memungkinkan peningkatan kekebalan Digital 404 terhadap interferensi elektromagnetik dan frekuensi radio hingga 30...60 V/m dalam rentang frekuensi dari 10 MHz hingga 1 GHz.

Diketahui bahwa, karena sifat acak dari sinyal yang berguna dan mengganggu, algoritma pemrosesan berdasarkan teori keputusan statistik adalah yang terbaik. Dilihat dari pernyataan pengembang, metode ini mulai digunakan dalam model IKSO terbaru dari C&K SYSTEMS.

Secara umum, cukup sulit untuk menilai secara objektif kualitas pemrosesan yang digunakan, hanya berdasarkan data pabrikan. Tanda-tanda tidak langsung dari SO yang memiliki karakteristik taktis dan teknis yang tinggi dapat berupa adanya konverter analog-ke-digital, mikroprosesor, dan sejumlah besar program pemrosesan yang digunakan.