Cum este conectat senzorul de mișcare cu infraroșu? Principiul de funcționare și scopul senzorului de mișcare cu infraroșu Detectoare de securitate cu infraroșu

– deschid ușile în aeroporturi și magazine când vii la ușă. De asemenea, detectează mișcarea și dau o alarmă în alarma antiefracție. Cum funcționează: un senzor sensibil la radiația infraroșie în intervalul 5-15 microni detectează radiația termică din corpul uman. Dacă cineva a uitat de fizică, permiteți-mi să vă reamintesc: în acest interval scade radiația maximă de la corpuri la o temperatură de 20-40 de grade Celsius. Cu cât un obiect este mai fierbinte, cu atât radiază mai mult. Pentru comparație: spoturile cu infraroșu pentru iluminarea din spate a camerelor video, detectoarele de „încrucișare a fasciculului” (cu două poziții) și telecomenzile TV funcționează în intervalul de lungimi de undă mai scurt de 1 micron, regiunea vizibilă pentru om a spectrului este în regiunea de 0,45– 0,65 microni.
Senzorii pasivi de acest tip sunt numiți pentru că ei înșiși nu emit nimic, ei percep doar radiația termică din corpul uman. Problema este că orice obiect la o temperatură chiar și de 0º C emite destul de mult în domeniul infraroșu. Mai rău, detectorul în sine emite - corpul său și chiar materialul elementului sensibil. Prin urmare, primii astfel de detectoare au funcționat, dacă doar detectorul în sine a fost răcit, să zicem, la azot lichid (-196 ° C). Astfel de detectoare nu sunt foarte practice în viața de zi cu zi. Detectoarele moderne de masă funcționează conform principiului diferențial - nu sunt capabile să măsoare cu exactitate valoarea reală a fluxului de radiație infraroșie de la o persoană în mișcare (pe fundalul fluxurilor parazitare de la obiecte mult mai apropiate), dar (de asemenea, de fapt, în pragul sensibilității) sunt capabili să detecteze SCHIMBAREA DIFERENȚEI fluxurilor IR incidente pe două locații adiacente. Adică, este important ca radiația de la o persoană să se concentreze numai pe unul dintre site-uri și, în plus, se schimbă. Detectorul funcționează cel mai fiabil dacă imaginea unei persoane lovește mai întâi o zonă, semnalul de la ea devine mai mare decât din a doua, iar apoi persoana se mișcă, astfel încât imaginea sa va cădea acum pe a doua zonă și semnalul pentru a doua. va crește, iar primul va cădea. Astfel de modificări destul de rapide ale diferenței de semnal pot fi detectate chiar și pe fundalul unui semnal uriaș și instabil cauzat de toate celelalte obiecte din jur (și în special de lumina soarelui).

Cum să păcăliști detectorul IR
Dezavantajul inițial al metodei pasive IR de detectare a mișcării: o persoană trebuie să difere în mod clar ca temperatură față de obiectele din jur. La o temperatură a camerei de 36,6 ° C, niciun detector nu poate distinge o persoană de pereți și mobilier. Mai rău, cu cât temperatura din cameră este mai aproape de 36,6°C, cu atât sensibilitatea detectorului este mai slabă. Majoritatea dispozitivelor moderne compensează parțial acest efect prin creșterea câștigului la temperaturi de la 30° la 45° (da, detectoarele funcționează cu succes chiar și cu o cădere inversă - dacă camera este de +60°, detectorul va detecta cu ușurință o persoană, datorită sistemului de termoreglare , corpul uman va menține temperatura în jur de 37º). Deci, la o temperatură în afara de aproximativ 36 de grade (care se găsește adesea în țările din sud), detectoarele deschid ușile foarte slab sau, dimpotrivă, din cauza sensibilității extrem de ridicate, reacţionează la cea mai mică suflare de vânt.
Mai mult, este ușor să blocați detectorul IR cu orice obiect la temperatura camerei (o foaie de carton) sau să puneți o haină groasă și o pălărie, astfel încât mâinile și fața să nu iasă în afară, iar dacă mergeți suficient de încet, IR-ul detectorul nu va observa perturbări atât de mici și lente.
Există, de asemenea, recomandări mai exotice pe Internet, cum ar fi o lampă IR puternică, care, dacă este aprinsă lent (cu un dimmer convențional), va scoate detectorul IR de la scară, după care puteți merge în fața lui chiar și fără un haină de blană. Aici, totuși, trebuie remarcat faptul că detectoarele IR bune în acest caz vor da un semnal de defecțiune.
În cele din urmă, cea mai cunoscută problemă a detectorilor IR este mascarea. Când sistemul este dezarmat, în timpul zilei în timpul orelor de lucru, tu, în calitate de vizitator, vii la locul potrivit (la magazin, de exemplu) și, surprinzând momentul în timp ce nimeni nu se uită, blochezi detectorul IR cu o bucată. de hârtie, sigilați-l cu o folie autoadeziv opac sau umpleți-l cu vopsea spray. Acest lucru este deosebit de convenabil pentru persoana care lucrează acolo. Depozitarul a blocat cu grijă detectorul în timpul zilei, a urcat pe fereastră noaptea, a scos totul, apoi a scos totul și a sunat la poliție - groază, au jefuit, dar alarma nu a funcționat.
Pentru a proteja împotriva unei astfel de mascări, sunt disponibile următoarele tehnici.
1. La senzorii combinați (IR + microunde), este posibil să se emită un semnal de defecțiune dacă senzorul cu microunde detectează un semnal radio reflectat mare (cineva s-a apropiat foarte mult sau a întins mâna direct de detector), iar senzorul IR a încetat să emită semnale. În majoritatea cazurilor, în viața reală, asta nu înseamnă deloc intenția rău intenționată a criminalului, ci neglijența personalului - de exemplu, un teanc mare de cutii a blocat detectorul. Cu toate acestea, indiferent de intenția rău intenționată, dacă detectorul este blocat, aceasta este o mizerie și un astfel de semnal de „defecțiune” este foarte potrivit.
2. Unele dispozitive din panoul de control au un algoritm de control atunci când, după dezarmarea detectorului, detectează mișcare. Adică, absența unui semnal este considerată o defecțiune până când cineva trece prin fața senzorului și dă un semnal normal „există mișcare”. Această funcție nu este foarte convenabilă, deoarece toate localurile sunt adesea dezarmate, chiar și cele în care nimeni nu va intra astăzi, dar se dovedește că seara, pentru a pune din nou localul în pază, va trebui să intri în toate camerele în care nimeni nu a fost acolo în timpul zilei și fluturați cu mâinile în fața senzorilor - panoul de control se va asigura că senzorii sunt operaționali și vă va permite cu bunăvoință să armați sistemul.
3. În cele din urmă, există o funcție numită „zonă apropiată”, care a fost inclusă cândva în cerințele GOST naționale și care este adesea numită eronat „anti-mascare”. Esența ideii: detectorul ar trebui să aibă un senzor suplimentar care să privească drept în jos, sub detector, sau o oglindă separată, sau o lentilă specială dificilă, în general, astfel încât să nu existe o zonă moartă dedesubt. (Majoritatea detectorilor au un câmp vizual limitat și privesc în mare parte înainte și cu 60 de grade în jos, așa că există o mică zonă moartă direct sub detector, la nivelul podelei la aproximativ un metru de perete.) Se crede că un inamic viclean va cumva să poată intra în această zonă moartă și de acolo să blochezi (ascunde) lentila senzorului IR și apoi să te plimbi cu nebunie prin cameră. În realitate, detectorul este instalat de obicei în așa fel încât să nu existe nicio modalitate de a intra în această zonă moartă, ocolind zonele de sensibilitate ale senzorului. Ei bine, poate prin perete, dar împotriva criminalilor care pătrund prin perete, lentilele suplimentare nu vor ajuta.

Interferențe radio și alte interferențe
După cum am mai spus, senzorul IR funcționează aproape de limita de sensibilitate, mai ales când temperatura camerei se apropie de 35 ° C. Desigur, este, de asemenea, foarte susceptibil la interferențe. Majoritatea detectorilor IR pot da o alarmă falsă dacă așezi un telefon mobil lângă ei și îl suni. În etapa de stabilire a conexiunii, telefonul produce semnale periodice puternice cu o perioadă apropiată de 1 Hz (acesta este intervalul în care se află semnalele tipice de la o persoană care merge în fața senzorului IR). Câțiva wați de emisie radio sunt destul de comparabile cu microwați de radiație termică umană.
În plus față de emisia radio, pot exista interferențe optice, deși lentila senzorului IR este de obicei opac în domeniul vizibil, dar lămpile puternice sau farurile auto de 100 W în intervalul spectral învecinat, din nou, pot oferi un semnal comparabil cu microwați de la o persoană în intervalul dorit. Principala speranță, în același timp, este că interferența optică străină, de regulă, este slab focalizată și, prin urmare, afectează în mod egal ambele elemente sensibile ale senzorului IR, astfel încât detectorul să poată detecta interferența și să nu dea o alarmă falsă.

Modalități de îmbunătățire a senzorilor IR
De zece ani deja, aproape toți detectoarele IR de securitate conțin un microprocesor suficient de puternic și, prin urmare, au devenit mai puțin susceptibili la interferențe aleatorii. Detectoarele pot analiza repetabilitatea și parametrii caracteristici ai semnalului, stabilitatea pe termen lung a nivelului semnalului de fundal, ceea ce a făcut posibilă creșterea semnificativă a rezistenței la interferențe.
Senzorii cu infraroșu, în principiu, sunt lipsiți de apărare împotriva infractorilor din spatele ecranelor opace, dar sunt afectați de fluxurile de căldură de la echipamentele climatice și de lumina străină (prin fereastră). Senzorii de mișcare cu microunde (radio), dimpotrivă, sunt capabili să genereze semnale false, detectând mișcarea în spatele pereților radio-transparenti, în afara spațiilor protejate. Ele sunt, de asemenea, mai susceptibile la interferențe radio. Detectoarele combinate IR + microunde pot fi utilizate atât conform schemei „ȘI”, care reduce semnificativ probabilitatea apariției alarmelor false, cât și conform schemei „SAU” pentru spații deosebit de critice, care elimină practic posibilitatea depășirii acestora.
Senzorii IR nu pot face distincția între o persoană mică și un câine mare. Există o serie de senzori în care sensibilitatea la mișcările obiectelor mici este redusă semnificativ datorită utilizării senzorilor cu 4 zone și a lentilelor speciale. Semnalul de la o persoană înaltă și de la un câine jos în acest caz poate fi distins cu o oarecare probabilitate. Trebuie bine înțeles că este, în principiu, imposibil să distingem complet un adolescent ghemuit de un Rottweiler care stă pe picioarele din spate. Cu toate acestea, probabilitatea alarmelor false poate fi redusă semnificativ.
În urmă cu câțiva ani, au apărut senzori și mai complexi - cu 64 de zone sensibile. De fapt, aceasta este o cameră termică simplă cu o matrice de 8 x 8 elemente. Echipați cu un procesor puternic, astfel de senzori IR (nu îi puteți numi deloc „detector”) sunt capabili să determine dimensiunea și distanța până la o țintă caldă în mișcare, viteza și direcția mișcării sale - acum 10 ani, cum ar fi Senzorii au fost considerați înălțimea tehnologiei pentru rachetele orientate, iar acum sunt folosiți pentru protecția împotriva hoților banali. Aparent, în curând ne vom obișnui să numim senzorului IR roboți mici care vă vor trezi noaptea cu cuvintele: „Îmi pare rău, domnule, dar hoții, domnule, vor ceai. Ar trebui să le servesc ceai acum sau să le rog să aștepte în timp ce tu te speli și să-ți iei revolverul?

Dintre varietatea mare de detectoare de securitate, senzorul de mișcare cu infraroșu este cel mai comun dispozitiv. Preț accesibil și eficiență, acestea sunt calitățile care le-au asigurat popularitatea. Și totul datorită faptului că radiația infraroșie a fost descoperită la începutul secolului al XIX-lea.

Este dincolo de domeniul luminii roșii vizibile în intervalul 0,74-2000 microni. Proprietățile optice ale substanțelor variază foarte mult și depind de tipul de iradiere. Un strat mic de apă este opac la radiația IR. Radiația infraroșie de la soare reprezintă 50% din toată energia radiată.

Zona de aplicare

Senzorii de mișcare cu infraroșu pentru securitate au fost folosiți de mult timp. Ei au înregistrat mișcările obiectelor calde din incintă și au transmis un semnal de alarmă la panoul de control. Au început să fie combinate cu camere video și camere. În caz de încălcare, a fost înregistrat un incident. Apoi domeniul de aplicare s-a extins. Zoologii au început să folosească capcane pentru a controla animalele aflate în studiu.

Cel mai mult, senzorii IR sunt folosiți în sistemul smart home, unde joacă rolul unui senzor de prezență. Când un obiect cu sânge cald intră în zona dispozitivului, acesta aprinde iluminatul în cameră sau pe stradă. Economisiți energie electrică și faceți viața mai ușoară oamenilor.

În sistemele de control al accesului, detectoarele de mișcare controlează deschiderea și închiderea ușilor clădirilor publice. Potrivit experților, piața senzorilor IR va crește cu 20% anual în următorii 3-5 ani.

Principiul de funcționare al senzorului de mișcare IR

Lucrarea detectorului IR este de a controla radiația infraroșie a unei anumite zone, de a o compara cu nivelul de fundal și, pe baza rezultatelor analizei, de a emite un mesaj.

Senzorii de mișcare IR pentru securitate folosesc tipuri de senzori activi și pasivi. Primii folosesc propriul transmițător pentru control, iradiind tot ce se află în zona de acoperire a dispozitivului. Receptorul primește partea reflectată a radiației IR și, în funcție de caracteristicile sale, determină dacă a existat sau nu o încălcare a zonei de securitate. Senzorii activi sunt de tip combinat, atunci când unitățile de recepție și de transmisie sunt separate, acestea sunt detectoare care controlează perimetrul unui obiect. Au o rază de acțiune mai mare decât dispozitivele pasive.

Senzorul de mișcare cu infraroșu pasiv nu are un emițător, el reacționează la modificările radiației infraroșii din jur. În general, detectorul are două elemente sensibile capabile să detecteze radiația infraroșie. O lentilă Fresnel este instalată în fața senzorilor, împărțind spațiul în câteva zeci de zone.

O lentilă mică colectează radiația dintr-o anumită zonă a spațiului și o trimite la elementul său sensibil. O lentilă adiacentă care controlează zona adiacentă trimite un fascicul de radiații către al doilea senzor. Radiațiile secțiunilor adiacente sunt aproximativ aceleași. Dacă echilibrul este deranjat, dacă se depășește o anumită valoare de prag, dispozitivul anunță centrala despre încălcarea zonei de protecție.

Circuitul senzorului IR

Fiecare producător are o diagramă unică a circuitului detectorului IR, dar din punct de vedere funcțional sunt aproximativ aceleași.

Senzorul IR are un sistem optic, un element pirosensibil și o unitate de procesare a semnalului.

Sistem optic

Zona de lucru a senzorilor moderni de mișcare este foarte diversă datorită diferitelor forme ale sistemului optic. Fasciculele diverg de la dispozitiv în direcția radială în planuri diferite.

Deoarece detectorul are un senzor dublu, toate fasciculele sunt bifurcate.

Sistemul optic este orientat în așa fel încât să controleze un singur plan sau mai multe planuri la diferite niveluri. Poate controla spațiul într-un cerc sau de-a lungul unui fascicul.

La construirea opticii senzorilor IR, lentilele Fresnel sunt adesea folosite, reprezentând multe fațete prismatice pe o cupă de plastic convexă. Fiecare lentilă colectează fluxul IR din zona sa de spațiu și trimite un element către PIR.

Designul sistemului optic este astfel încât selectivitatea pentru toate lentilele este aceeași. Pentru a se proteja de căldura proprie a elementelor, insecte, în dispozitiv este instalată o cameră etanșă. Optica oglinda folosita rar. Acest lucru crește semnificativ raza de acțiune a dispozitivului și prețul dispozitivului.

Element pirosensible

Rolul senzorului în senzorul IR este jucat de un convertor piroelectric bazat pe elemente semiconductoare sensibile. Este format din doi senzori. Fiecare dintre ele primește un flux de radiație de la două fascicule învecinate. Cu același fundal uniform, senzorul este silentios. Dacă apare un dezechilibru, o sursă suplimentară de căldură apare într-o zonă, și nu în cealaltă, senzorul este declanșat.

Pentru a îmbunătăți fiabilitatea și a reduce falsele pozitive, au început recent să fie utilizate elemente PIR quad. Acest lucru a crescut sensibilitatea și imunitatea la zgomot a dispozitivului. Dar a redus distanța de recunoaștere încrezătoare a intrusului. Pentru a rezolva acest lucru, trebuie să utilizați optică de precizie.

Unitate de procesare a semnalului

Sarcina principală a unității este să recunoască în mod fiabil o persoană pe fundalul interferenței.

Sunt foarte diverse:

1. radiatie solara;
2. surse IR artificiale;
3. aparate de aer condiționat și frigidere;
4. animale;
5. convecția aerului;
6. interferență electromagnetică;
7. vibratie.

Blocul de procesare pentru analiză utilizează amplitudinea, forma și durata semnalului de ieșire al traductorului piroelectric. Impactul intrusului determină un semnal bipolar simetric. Interferența dă valori dezechilibrate modulului de procesare. În cea mai simplă versiune, amplitudinea semnalului este comparată cu o valoare de prag.

Când pragul este depășit, detectorul semnalează acest lucru trimițând un anumit semnal către panoul de control. La senzorii mai complexi se măsoară durata depășirii pragului, numărul acestor depășiri. Pentru a crește imunitatea la zgomot a dispozitivului, se utilizează compensarea termică automată. Oferă o sensibilitate constantă pe întregul interval de temperatură.

Procesarea semnalului este efectuată de dispozitive analogice și digitale. În cele mai recente dispozitive, au început să fie utilizați algoritmi de procesare a semnalului digital, ceea ce a făcut posibilă îmbunătățirea selectivității dispozitivului.

Eficiența utilizării unui detector IR într-o alarmă antiefracție

Eficacitatea acestuia depinde în mare măsură de alegerea corectă a tipului de senzor, locația pe obiectul de securitate. Senzorii de mișcare IR pasivi pentru aplicații exterioare și interioare răspund la mișcarea obiectelor care sunt calde în comparație cu fundalul la anumite viteze de mișcare. La o viteză mică de mișcare, modificările fluxurilor de radiații infraroșii în sectoarele învecinate sunt atât de nesemnificative încât este percepută ca o derivă de fundal și nu răspunde la încălcarea zonei de securitate.

Dacă intrusul își îmbracă un costum de protecție cu izolație termică excelentă, atunci senzorul de mișcare IR nu va răspunde, nu va exista un dezechilibru în radiația în zonele învecinate. Persoana se va contopi cu radiația de fundal.

Intrusul se deplasează de-a lungul fasciculelor detectorului de mișcare cu viteză mică, caz în care tace adesea.

Modificările fluxurilor nu sunt suficiente pentru a declanșa dispozitivul. Caracteristic în special detectoarelor cu funcție de protecție a animalelor. Acestea reduc sensibilitatea pentru a evita reacțiile la apariția animalelor de companie.

Este important să instalați corect senzorul infraroșu. Este necesar, în funcție de configurația clădirii, să utilizați un dispozitiv de tip „perdele”, iar acest lucru ar trebui făcut. Producătorul recomandă montarea dispozitivului la o anumită înălțime, acest lucru trebuie respectat și el.

Pentru a îmbunătăți eficiența senzorilor cu infraroșu, aceștia sunt utilizați împreună cu senzori care funcționează pe alte principii.

De obicei, este atașat suplimentar un detector de unde radio cu sensibilitate ridicată, care reduce procentul de alarme false și crește fiabilitatea alarmei de efracție. La protejarea ferestrelor împotriva pătrunderii, este instalat suplimentar un detector cu ultrasunete care reacționează la spargerea sticlei.

Concluzie

Treptat, senzorii IR devin mai complexi, sensibilitatea lor crește, iar selectivitatea se îmbunătățește. Senzorii sunt utilizați pe scară largă în sistemele de casă inteligentă, supraveghere video, control acces. Partajarea cu diverse dispozitive a crescut proprietățile consumatorilor ale senzorilor. Sunt destinate unei vieți lungi.

Video: Senzor de mișcare, principiu de funcționare

Ce este un senzor electronic de mișcare? Răspunsul este evident - un dispozitiv sensibil, de regulă, din clasa dispozitivelor de sisteme de securitate. Adevărat, există și modele concepute, de exemplu, pentru a controla sursele de iluminat și alte dispozitive. Funcționarea senzorului de mișcare se bazează pe principiul generării unui semnal în cazul detectării oricărei mișcări în limitele zonei controlate. Dispozitivele sunt realizate pe baza diferitelor tehnologii. Utilizarea unor astfel de senzori sensibili devine din ce în ce mai populară nu numai în sfera economică și industrială, ci și în sfera casnică. Luați în considerare ce dispozitive sunt produse, precum și exemple de utilizare.

Considerat în funcție de metoda de detectare a mișcării unui obiect. Există două clasificări de dispozitive:

1. Activ.
2. Pasiv.

Detectoare de acțiune activă

Detectoarele de acțiune activă sunt dispozitive care funcționează pe principiul unui circuit radar. Acest tip de dispozitiv emite unde radio (micunde) în zona controlată. Microundele răsună de obiectele existente și sunt recepționate de senzorul de mișcare.

Schema simplificată a designului senzorului activ: 1 - sursa (transmițătorul) de radiație cu microunde; 2 – receptorul semnalului de microunde reflectat; 3 - obiect scanat

Dacă mișcarea este detectată în zona de control în momentul transmiterii de către senzorul de microradiații, se creează un efect - o schimbare Doppler (frecvență) a undei, care este percepută împreună cu semnalul reflectat.

Acest factor de forfecare indică faptul că unda a sărit de un obiect în mișcare. Fiind un dispozitiv electronic, senzorul de scanare de mișcare este capabil să calculeze astfel de modificări și să trimită un semnal electric:

• la sistemul de alarma
• pe întrerupătorul luminii
• la alte dispozitive

conectat schematic la un senzor de detectare a mișcării.

Senzorii activi de scanare a mișcării cu microunde sunt utilizați în principal, de exemplu, pe ușile care funcționează automat ale centrelor comerciale. Dar, în același timp, acest tip de dispozitiv este foarte potrivit pentru sistemele de securitate la domiciliu sau pentru comutarea iluminatului interior.

Acest tip de electronică nu este potrivit pentru comutarea luminii exterioare sau aplicații similare. Acest lucru se datorează masivității obiectelor active de pe stradă, care se mișcă constant.

De exemplu, mișcarea ramurilor copacilor din vânt, mișcarea animalelor mici, păsărilor și chiar a insectelor mari sunt înregistrate de un senzor activ, ceea ce duce la o eroare de declanșare.

Detectoare de acțiune pasivă (PIR - infraroșu pasiv)

Senzorii de mișcare pasivi sunt exact opusul senzorilor activi. Sistemele pasive nu trimit nimic. energie infraroșie.

Designul senzorului de tip pasiv: 1 - Lentila multipla; 2 – Filtru optic; 3 - element infrarosu cvadruplu; 4 - carcasa metalica; 5 - radiații infraroșii; 6 - alimentare stabilizată; 7 - amplificator; 8 - comparator

Nivelurile de energie în infraroșu (termic) sunt percepute de detectoare pasive care scanează continuu zona de control sau obiectul.

Având în vedere că căldura în infraroșu radiază nu numai de la organismele vii, ci și de la orice obiect cu o temperatură peste zero absolut, se pot trage concluzii cu privire la adecvarea aplicației.

Acești senzori de detectare a mișcării nu ar fi eficienți dacă ar putea fi activați de un animal mic sau de o insectă care se mișcă în raza de detectare.

Cu toate acestea, majoritatea senzorilor pasivi existenți pot fi reglați pentru a detecta mișcarea în așa fel încât să monitorizeze obiectele cu un anumit nivel de căldură emisă. De exemplu, dispozitivul poate fi reglat doar la percepția oamenilor.

Senzori cu design hibrid (combinat).

Senzorul combinat (hibrid) cu tehnologie de scanare a mișcării este un sistem combinat de circuite active și pasive. declanșează o acțiune numai dacă mișcarea este detectată de ambele circuite.

Sistemele combinate sunt considerate utile pentru utilizarea în modulele de alarmă, deoarece reduc probabilitatea alarmelor false.

Cu toate acestea, această tehnologie are dezavantajele ei. Instrumentul combinat nu este capabil să ofere același nivel de securitate ca senzorii PIR și cu microunde luați separat.

Acest lucru este evident, deoarece alarma este declanșată numai atunci când mișcarea este detectată de senzorii activi și pasivi în același timp.

De exemplu, dacă un intrus reușește într-un fel să prevină detectarea de către unul dintre senzorii instrumentului combinat, mișcarea va trece neobservată.

În consecință, semnalul de alarmă nu va fi trimis către microprocesorul sistemului central de alarmă. Astăzi, cel mai popular tip de senzori combinați este considerat a fi designul în care sunt combinate circuitele PIR și senzorii cu microunde.

Executarea senzorilor de miscare

Senzorii de scanare de mișcare, dezvoltați și produși la momentul actual, au forme și dimensiuni de gabarit diferite. Mai jos sunt câteva exemple de design de dispozitive.

Modele cu infraroșu pasiv (PIR) - un exemplu

Unul dintre modelele utilizate pe scară largă, care sunt utilizate ca parte a circuitelor de securitate la domiciliu.

Detectoarele cu infraroșu pasiv au ca scop monitorizarea modificării nivelului de energie infraroșu cauzată de mișcarea obiectelor (oameni, animale de companie etc.).

Un design comun al unui senzor pasiv, care se distinge prin cel mai simplu circuit electronic și nu creează dificultăți la conectare. Sunt utilizate doar trei contacte electrice

Scanerele sunt pasive din cauza variabilității surselor de căldură și lumină solară, astfel încât PIR este mai potrivit pentru detectarea mișcării în interior sau în alte medii închise.

Senzori activi în infraroșu - exemplu

Detectoarele active cu infraroșu utilizează o structură de transmisie bidirecțională. O parte este un transmițător, folosit pentru a emite un fascicul infraroșu.

Cealaltă parte este receptorul, folosit pentru a recepționa semnalul infraroșu. O acțiune de alarmă are loc atunci când este detectată o întrerupere a fasciculului care conectează două puncte.

Un exemplu de detector de mișcare activ cu un singur fascicul. Între timp, există modele cu o configurație mai complexă, datorită cărora este posibil să se rezolve diverse probleme.

Senzorii activi de scanare a mișcării, cum ar fi „Infra Red Beam” sunt instalați în principal în aer liber (în aer liber).

Detectarea are loc prin utilizarea teoriei transmițătorului și receptorului. Este important ca fasciculul infraroșu să treacă prin zona de scanare și să ajungă la receptor.

Detector cu ultrasunete - Exemplu

Senzorii de scanare a mișcării care utilizează ultrasunete sunt disponibili în modele care pot funcționa atât în ​​mod activ, cât și în mod pasiv. Teoretic, un detector cu ultrasunete funcționează pe principiul transmisie-recepție.

Un exemplu de design bazat pe ultrasunete. Sisteme versatile care suportă funcționalitatea atât în ​​modul activ, cât și în cel pasiv

Sunt trimise unde sonore de înaltă frecvență, care sunt reflectate de obiecte și percepute de dispozitivul de recepție de scanare al dispozitivului. Dacă secvența undelor sonore este întreruptă, senzorul ultrasonic activ dă o alarmă.

Aplicații ale senzorilor de detectare a mișcării

Unele dintre aplicațiile cheie ale detectorilor atunci când vine vorba de urmărirea mișcării sunt:

• alarme de intruziune
• control automat al portii
• comutarea luminii la intrare,
• iluminat de securitate de urgență,
• uscătoare de mâini de toaletă,
• deschidere automată a ușii etc.

Senzorii cu ultrasunete sunt utilizați pentru a controla o cameră de securitate a proprietății rezidențiale sau, de exemplu, pentru a captura animale sălbatice.

Senzorii cu infraroșu sunt utilizați pentru a confirma prezența produselor pe benzile transportoare

Mai jos este un exemplu practic de utilizare a senzorilor activi și pasivi de detectare a mișcării.

Controler de nivel al lichidului pe senzori ultrasonici

Diagrama de mai jos arată modul în care controlerul () controlează nivelul lichidului folosind un senzor ultrasonic.

Sistemul funcționează furnizând niveluri precise de lichid în rezervor, controlând motorul, determinând limitele specificate ale lichidului.

Un exemplu practic de implementare a unei sarcini bazate pe un dispozitiv cu ultrasunete și pe popularul kit Arduino, care demonstrează clar ce este un senzor de mișcare cu ultrasunete și cum funcționează acesta

Când lichidul din rezervor atinge limitele inferioare și superioare, senzorul cu ultrasunete detectează aceste limite și trimite semnale către microcontroler.

Microcontrolerul este programat astfel încât să controleze releul, care la rândul său controlează motorul pompei. Semnalele condițiilor limită stabilite pe senzorul de mișcare cu ultrasunete sunt luate ca bază.

Deschidere automată a ușii pe PIR

Ca și în sistemul de mai sus, un sistem automat de deschidere a ușii care utilizează un senzor de mișcare PIR. În acest caz, se detectează prezența persoanelor și se efectuează operarea ușii (deschidere sau închidere).

O altă schemă, în care este deja implicat un dispozitiv pasiv. Aici este folosit și popularul constructor Arduino - un instrument convenabil pentru experimente și construirea de sisteme electronice reale.

Prezența oamenilor este detectată de detectorul PIR, după care un semnal de detectare a mișcării este trimis către microcontroler.

În funcție de semnalele de la senzorul PIR, microcontrolerul controlează motorul ușii în modurile înainte și înapoi folosind un driver IC.

Detectoarele cu infraroșu sunt unul dintre cele mai comune în sistemele de alarmă antiefracție. Acest lucru se explică printr-o gamă foarte largă de aplicații ale acestora.

Sunt folosite:

• pentru a controla volumul intern al spațiilor;
• organizarea protecţiei perimetrale;
• blocarea diferitelor structuri de clădire „pe drum”.

Pe lângă versiunea climatică (instalare exterioară și interioară), acestea sunt, de asemenea, împărțite după principiul de funcționare. Există două grupuri mari: active și pasive. În plus, detectoarele cu infraroșu sunt împărțite în funcție de tipul zonei de detectare și anume:

• voluminos;
• liniar;
• superficial.

Să ne uităm în ordine în ce scopuri sunt folosite unul sau altul dintre tipurile lor.

Detectoare cu infraroșu pasiv.

Acești senzori încorporează o lentilă care „taie” zona controlată în sectoare separate (Fig. 1). Detectorul este declanșat atunci când sunt detectate diferențe de temperatură între aceste zone. Astfel, opinia că un astfel de senzor de securitate reacționează pur la căldură este eronată.

Dacă o persoană din zona de detectare stă nemișcată, detectorul nu va funcționa. În plus, temperatura obiectului, care este apropiată de temperatura de fundal, îi afectează și sensibilitatea în jos.

Același lucru este valabil și pentru cazurile în care viteza de mișcare a obiectului este mai mică sau mai mare decât valoarea normalizată. De regulă, această valoare este în intervalul 0,3-3 metri/secundă. Acest lucru este suficient pentru a detecta în mod fiabil intrusul.

Detectoare active în infraroșu.

Dispozitivele de acest tip sunt compuse dintr-un emițător și un receptor. Ele pot fi realizate în blocuri separate sau combinate într-un singur corp. În acest din urmă caz, la instalarea unui astfel de dispozitiv de securitate, se folosește suplimentar un element care reflectă razele IR.

Principiul activ de funcționare este tipic pentru senzorii liniari care sunt declanșați atunci când fasciculul infraroșu este încrucișat. Mai jos sunt prezentate principiile de funcționare și caracteristicile utilizării principalelor tipuri de detectoare IR.

DETECTOARE INFRAROSII DE VOLUM

Aceste dispozitive sunt pasive (vezi mai sus pentru ce este) și sunt utilizate în principal pentru a controla volumul intern al spațiilor. Modelul de radiație al senzorului volumetric este caracterizat prin:

• unghi de deschidere în plan vertical și orizontal;
• raza de acţiune a detectorului.

Vă rugăm să rețineți - intervalul este indicat de lobul central al diagramei, pentru cei laterali va fi mai mic.

Ceea ce este tipic pentru orice senzor infraroșu, inclusiv pentru unul volumetric, este că orice obstacol pentru acesta este opac, creând astfel zone moarte. Pe de o parte, acesta este un dezavantaj, pe de altă parte, un avantaj, deoarece nu există nicio reacție la mutarea obiectelor în afara incintei protejate.

De asemenea, dezavantajele includ posibilitatea unor fals pozitive de la factori precum:

• fluxurile de căldură prin convecție, de exemplu, de la sisteme de încălzire cu diferite principii de funcționare;
• flăcări de la surse de lumină în mișcare - cel mai adesea faruri de mașină prin geam.

Astfel, la instalarea unui detector volumetric, aceste puncte nu pot fi ignorate. În funcție de metoda de instalare, există două versiuni de „volumizatoare”.

Detectoare IR montate pe perete.

Ideal pentru birouri, apartamente, case particulare. În astfel de încăperi, mobilierul și alte obiecte de interior sunt de obicei amplasate de-a lungul pereților, deci nu există puncte oarbe. Dacă luăm în considerare faptul că unghiul de vizualizare orizontal al unor astfel de senzori este de aproximativ 90 de grade, atunci prin instalarea acestuia în colțul unei camere, un dispozitiv poate bloca aproape complet o cameră mică.

Detectoare de volum de tavan.

Pentru obiecte precum magazine sau depozite, o trăsătură caracteristică este instalarea de rafturi sau vitrine în întreaga zonă a incintei. Instalarea unui senzor de tavan în astfel de cazuri este mai eficientă, desigur, dacă aceste elemente au o înălțime sub tavan.

În caz contrar, va trebui să blocați fiecare compartiment format. Pentru dreptate, trebuie remarcat faptul că o astfel de nevoie nu apare întotdeauna, dar acestea sunt subtilitățile designului de semnalizare pentru fiecare obiect specific, ținând cont de toate caracteristicile sale individuale.

DETECTOARE LINEARI INFRAROSII

Prin principiul lor de funcționare, acestea sunt active și formează una sau mai multe fascicule, urmărindu-le intersecția cu un posibil intrus. Spre deosebire de senzorii volumetrici, senzorii liniari sunt rezistenți la diferite tipuri de curenți de aer, iar iluminarea directă, în majoritatea cazurilor, nu le va dăuna.

Principiul de funcționare al unui emițător de infraroșu liniar cu un singur fascicul este ilustrat în Figura 2.

Gama de dispozitive liniare active este de la zeci la sute de metri. Cele mai tipice opțiuni pentru utilizarea lor:

• blocarea coridoarelor;
• protecția perimetrelor deschise și împrejmuite ale teritoriului.

Pentru a proteja perimetrul, se folosesc detectoare cu mai mult de un fascicul (este mai bine dacă există cel puțin trei). Acest lucru este destul de evident, deoarece reduce șansa de penetrare sub sau deasupra zonei de control.

La instalarea și configurarea detectoarelor liniare cu infraroșu, este necesară alinierea precisă a receptorului și emițătorului pentru dispozitive cu două unități sau reflector și unitate combinată (pentru o singură unitate). Faptul este că secțiunea transversală (diametrul) fasciculului infraroșu este relativ mică, astfel încât chiar și o mică deplasare unghiulară a emițătorului sau receptorului duce la o abatere liniară semnificativă a acestuia la punctul de recepție.

Din cele spuse mai rezultă că toate elementele unor astfel de detectoare trebuie montate pe structuri liniare rigide care exclud complet posibilele vibrații.

Trebuie să spun că un „liniar” bun este o plăcere destul de costisitoare. Dacă costul dispozitivelor cu un singur fascicul cu o rază scurtă de acțiune se află încă în câteva mii de ruble, atunci cu o creștere a intervalului controlat și a numărului de raze IR, prețul crește la zeci de mii.

Acest lucru se explică prin faptul că detectoarele de securitate de acest tip sunt dispozitive electromecanice destul de complexe care conțin, pe lângă electronică, dispozitive optice de înaltă precizie.

Apropo, există și detectoare liniare pasive, dar în ceea ce privește raza maximă de acțiune, acestea sunt considerabil inferioare omologilor lor liniari.

DETECTOARE INFRAROSII DE EXTERIOR

Este destul de evident că un detector de alarmă antiefracție de exterior trebuie să aibă un design climatic adecvat. Acest lucru se aplică în primul rând:

• intervalul de temperatură de funcționare;
• grad de protecție împotriva prafului și umezelii.

Conform clasificării existente general acceptate, clasa de protecție a unui detector stradal trebuie să fie de cel puțin IP66. În general, pentru majoritatea consumatorilor acest lucru nu este important - este suficient să indicați „strada” în descrierea parametrilor tehnici ai dispozitivului. Merită să acordați atenție intervalului de temperatură.

De un interes mai mare sunt caracteristicile utilizării unor astfel de dispozitive și factorii care afectează fiabilitatea protecției.

După natura zonei de detectare, detectoarele de securitate cu infraroșu proiectate pentru instalare în exterior pot fi de orice tip (în ordinea descrescătoare a popularității):

• liniar;
• voluminos;
• superficial.

După cum sa menționat deja, detectoarele liniare stradale sunt utilizate pentru a proteja perimetrul zonelor deschise. Senzorii de suprafață pot fi folosiți și în aceleași scopuri.

Dispozitivele volumetrice sunt folosite pentru a controla diferite tipuri de zone. Trebuie remarcat imediat că în ceea ce privește raza de acțiune sunt inferioare senzorilor liniari. Este destul de firesc ca prețurile la detectoarele de exterior să fie mult mai mari decât la dispozitivele destinate instalării în interior.

Acum, în ceea ce privește partea practică a funcționării în sistemele de alarmă antiefracție a detectoarelor de exterior cu infraroșu. Principalii factori care provoacă alarme false ale senzorilor de securitate instalați pe stradă sunt:

• prezența diverselor vegetații în aria protejată;
• circulația animalelor și păsărilor;
• fenomene naturale sub formă de ploaie, zăpadă, ceață etc.

Primul punct poate părea lipsit de principii, deoarece, la prima vedere, este static și poate fi luat în considerare în etapa de proiectare. Cu toate acestea, nu uitați că copacii, iarba și tufișurile cresc și în timp pot interfera cu funcționarea normală a echipamentelor de securitate.

Producătorii încearcă să compenseze al doilea factor utilizând algoritmi adecvați de procesare a semnalului, iar acest lucru are un efect. Adevărat, orice s-ar putea spune, dacă un obiect chiar și cu dimensiuni liniare mici se mișcă în imediata apropiere a detectorului, cel mai probabil va fi identificat ca un intrus.

Cât despre ultimul punct. Aici totul depinde de modificarea densității optice a mediului. În termeni simpli, ploaia abundentă, zăpada abundentă sau ceața deasă pot face detectorul cu infraroșu complet inoperant.

Deci, atunci când decideți cu privire la utilizarea detectoarelor de securitate stradală în sistemul de alarmă, luați în considerare tot ce s-a spus. Astfel, te poti salva de multe surprize neplacute atunci cand operezi un sistem de securitate exterior.

* * *

© 2014 - 2019 Toate drepturile rezervate.

Materialele site-ului au doar scop informativ și nu pot fi folosite ca ghid sau documente oficiale.

Principiul de funcționare al IKSO pasiv. Principiul de funcționare al ICSO-urilor pasive se bazează pe înregistrarea semnalelor generate de fluxul de căldură emis de obiectul de detectare. Semnalul util la ieșirea receptorului de radiație cu un singur loc fără inerție este determinat de expresia:

unde S u este sensibilitatea la tensiune a receptorului de radiație, este modificarea mărimii fluxului de căldură incident pe fereastra de intrare a sistemului optic și cauzată de mișcarea obiectului în zona de detectare.

Valoarea maximă corespunde cazului în care obiectul se află complet în câmpul vizual al ICS. Să notăm această valoare ca

Presupunând că pierderile din sistemul optic sunt atât de mici încât pot fi neglijate, le putem exprima în termeni de obiect și parametri de fundal. Fie în fond, a cărui suprafață are o temperatură absolută T f și emisivitate E f, apare un obiect a cărui temperatură absolută Tob,și emisivitate Eov. Aria proiecției obiectului pe planul perpendicular pe direcția de observație se notează ca asa, iar zona de proiecție de fundal în câmpul vizual - B f. Apoi valoarea fluxului de căldură incident pe fereastra de intrare a sistemului optic înainte de apariția obiectului este determinată de expresia:

unde este distanța de la fereastra de intrare la suprafața de fundal; 1. f - luminozitatea fundalului; S BX - zona ferestrei de intrare a sistemului optic.

Valoarea fluxului de căldură creat de obiect este determinată într-un mod similar:

Unde t - distanta de la IKSO la obiect; - luminozitatea obiectului.

În prezența unui obiect, fluxul de căldură incident pe fereastra de intrare este creat de obiect și de acea parte a suprafeței de fundal care nu este protejată de obiect, de la care fluxul total de căldură.

Apoi modificarea fluxului de căldură AF se scrie astfel:

Presupunând că legea Lambert este valabilă pentru obiect și fundal, exprimăm luminozitatea Lo6și b f prin emisivitate și temperaturi absolute:

unde este constanta Stefan-Boltzmann.

Înlocuind și în, obținem o expresie pentru AF în termeni de temperaturi absolute și emisivități ale obiectului și fundalului:

Pentru parametrii dați ai sistemului optic și ai receptorului de radiații, valoarea semnalului în conformitate cu este complet determinată de modificarea iradierii. DE.

Emisivitatea pielii umane este foarte mare, în medie este de 0,99 în raport cu un corp negru la lungimi de undă mai mari de 4 microni. În regiunea IR a spectrului, proprietățile optice ale acoperirii pielii sunt apropiate de cele ale unui corp negru. Temperatura pielii depinde de schimbul de căldură dintre piele și mediu. Măsurătorile efectuate cu ajutorul camerei termice Aga-750 au arătat că la o temperatură a aerului de +25°С, temperatura de pe suprafața palmei unei persoane variază în intervalul +32 ... + 34°С și la o temperatura aerului de +19°С - în interval de +28...+30°С. Prezența îmbrăcămintei reduce luminozitatea obiectului, deoarece temperatura îmbrăcămintei este mai mică decât temperatura pielii goale. La o temperatură ambientală de +25°C, temperatura medie măsurată a suprafeței corporale a unei persoane îmbrăcate în costum a fost de +26°C. Emisivitatea îmbrăcămintei poate fi, de asemenea, diferită de cea a pielii goale.

Alți parametri incluși în expresie pot lua valori diferite în funcție de situația specifică și/sau sarcina operațională.

Să luăm în considerare mai detaliat procesul de formare a semnalului și principalele tipuri de interferență care afectează funcționarea falsă a ICSO-urilor pasive.

Formarea semnalului. Pentru o mai bună înțelegere a metodelor și algoritmilor de îmbunătățire a imunității la zgomot a ICSO, este necesar să aveți o idee despre principalii parametri ai semnalului - forma, amplitudinea, durata, dependența de viteza mișcării umane și temperatura de fundal.

Luați în considerare o zonă de detectare a fasciculului de 10 m lungime cu un diametru al fasciculului la baza conului de 0,3 m. Se presupune că o persoană traversează zona normală cu aceasta cu viteze maxime și minime la o distanță de 10, 5 și 1 m de receptor.la distanta de 10 m are forma unui triunghi cu maxim cand zona este complet acoperita. Pe fig. 4.8.6 arată spectrul acestui semnal. La traversarea fasciculului la o distanță mai mică, semnalul ia forma unui trapez cu fronturi abrupte, iar spectrul acestui semnal ia forma prezentată în Fig. 4.9.6.

Evident, durata semnalului este invers proporțională cu viteza de mișcare și cu distanța până la receptor.

Semnalul real diferă de imaginea ideală datorită distorsiunilor introduse de calea de amplificare și impunerea unui zgomot haotic creat de fluctuațiile temperaturii de fundal. Înregistrările semnalelor reale obținute cu ajutorul piroreceptorului domestic PM2D sunt prezentate în fig. 4.10. Aici sunt prezentate și caracteristicile sale spectrale, obținute prin trecerea semnalelor efectiv înregistrate prin analizatorul de spectru al companiei.

Analiza înregistrărilor permite determinarea „fereastră” spectrală necesară transmiterii semnalelor generate la traversarea zonei în orice loc în întregul interval de viteză de la 0,1 la 15 Hz. În același timp, slăbirea semnalului este posibilă la marginile intervalului, deoarece receptorul piroelectric are o caracteristică amplitudine-frecvență cu o scădere în regiunea de 5 ... 10 Hz. Pentru a compensa, este necesar să se introducă un amplificator corectiv special în calea de procesare a semnalului, care asigură o creștere a răspunsului în frecvență în regiunea de 5 ... 20 Hz.

contrast de temperatură. Amplitudinea semnalului, așa cum sa menționat deja, este determinată de contrastul de temperatură dintre corpul uman și fundalul către care este îndreptat fasciculul. Deoarece temperatura de fundal se modifică în urma schimbării temperaturii camerei, se modifică și semnalul proporțional cu diferența lor.

În punctul în care temperatura persoanei și fundalul coincid, valoarea semnalului de ieșire este zero. La temperaturi mai ridicate, semnalul își schimbă semnul.

Temperatura de fundal din cameră reflectă starea aerului din afara încăperii cu o oarecare întârziere din cauza inerției termice a materialelor structurale ale clădirii.

Contrastul de temperatură depinde și de temperatura suprafeței exterioare a unei persoane, adică. mai ales din hainele lui. Și aici următoarea circumstanță se dovedește a fi semnificativă. Dacă o persoană intră în încăperea în care este instalat IKSO din exterior, de exemplu, de pe stradă, unde temperatura poate diferi semnificativ de temperatura din cameră, atunci în primul moment contrastul termic poate fi semnificativ. Apoi, pe măsură ce temperatura îmbrăcămintei „se adaptează” la temperatura camerei, semnalul scade. Dar chiar și după o ședere lungă în cameră, puterea semnalului depinde de tipul de îmbrăcăminte. Pe fig. 4.11 arată dependențele experimentale ale contrastului de temperatură al unei persoane de temperatura ambiantă. Linia întreruptă arată extrapolarea datelor experimentale pentru temperaturi peste 40°C.

Zona umbrită 1 este gama de contraste în funcție de forma îmbrăcămintei, tipul de fundal, dimensiunea persoanei și viteza de mișcare a acesteia.

Este important de menționat că trecerea valorii contrastului de temperatură prin zero a avut loc numai dacă, în intervalul de temperatură de 30...39,5°C, măsurătorile au fost efectuate după adaptarea unei persoane într-o cameră încălzită timp de 15 minute. . În cazul unei pătrunderi în zona de sensibilitate la CO a unei persoane care s-a aflat anterior într-o încăpere cu o temperatură sub 30°C sau în aer liber cu o temperatură de 44°C, nivelul semnalului este în intervalul de temperatură de 30. ..39,5°C se află în zona 2 și nu ajung la zero.

Distribuția temperaturii pe suprafața umană nu este uniformă. Este cel mai aproape de 36°C pe părțile deschise ale corpului - față și mâini, iar temperatura suprafeței hainelor este mai aproape de fundalul camerei. Prin urmare, semnalul la intrarea piro-receptorului depinde de ce parte a corpului se suprapune pe zona de sensibilitate a fasciculului.

Luarea în considerare a procesului de formare a semnalului ne permite să tragem următoarele concluzii:

Amplitudinea semnalului este determinată de contrastul de temperatură al suprafeței umane și al fundalului, care poate varia de la fracțiuni de grad la zeci de grade;

Forma semnalului are o formă triunghiulară sau trapezoidală, durata semnalului este determinată de intersecția zonei fasciculului și, atunci când se deplasează de-a lungul normalului la fascicul, poate fi de la 0,05 la 10 s. Când vă deplasați într-un unghi față de normal, durata semnalului crește. Densitatea spectrală maximă a semnalului se află în intervalul de la 0,15 la 5 Hz;

Când o persoană se deplasează de-a lungul fasciculului, semnalul este minim și este determinat doar de diferența de temperatură dintre secțiunile individuale ale suprafeței persoanei și se ridică la fracțiuni de grad;

Când o persoană se mișcă între grinzi, semnalul este practic absent;

La o temperatură a camerei apropiată de temperatura suprafeței corpului uman, semnalul este minim; diferența de temperatură este fracțiuni de grad;

Amplitudinile semnalului în diferite fascicule ale zonei de detectare pot diferi semnificativ unele de altele, deoarece sunt determinate de contrastul de temperatură al corpului uman și de zona fundalului către care este îndreptat acest fascicul. Diferența poate fi de până la zece grade.

Interferență în IKSO pasiv. Să trecem la analiza efectelor de interferență care provoacă funcționarea falsă a ICSO-urilor pasive. Prin interferență înțelegem orice influență a mediului extern sau a zgomotului intern al dispozitivului receptor care nu este asociată cu deplasarea unei persoane în zona de sensibilitate SO.

Există următoarea clasificare a interferenței:

Termice, cauzate de încălzirea de fond atunci când sunt expuse la radiații solare, curge de aer prin convecție din funcționarea caloriferelor, aparatelor de aer condiționat, curenților de aer;

Electrice, cauzate de captarea din surse de emisii electrice și radio pe elemente individuale ale părții electronice a CO;

Propriu, datorita zgomotului receptorului piro si caii de amplificare a semnalului;

Persoane din exterior asociate cu mișcarea în zona de sensibilitate la CO a animalelor mici sau a insectelor de pe suprafața ferestrei optice de intrare CO.

Cea mai semnificativă și „periculoasă” interferență este cea termică, cauzată de o modificare a temperaturii zonelor de fundal, către care sunt îndreptate zonele de sensibilitate a fasciculului. Expunerea la radiația solară duce la o creștere locală a temperaturii secțiunilor individuale ale peretelui sau podelei camerei. În același timp, o schimbare treptată a temperaturii nu trece prin circuitele de filtrare ale dispozitivului, cu toate acestea, fluctuațiile sale relativ ascuțite și „neașteptate”, asociate, de exemplu, cu umbrirea soarelui prin trecerea norilor sau trecerea vehicule, provoacă interferențe similare cu semnalul de la trecerea unei persoane. Amplitudinea zgomotului depinde de inerția fondului către care este îndreptat fasciculul. De exemplu, timpul de schimbare a temperaturii unui perete de beton gol este mult mai lung decât cel al unuia din lemn sau tapetat.

Pe fig. se oferă o înregistrare a unei interferențe solare tipice la ieșirea unui receptor piro în timpul trecerii unui nor, precum și spectrul acestuia.

În acest caz, modificarea temperaturii în timpul interferenței solare ajunge la 1,0 ... 1,5 ° C, mai ales în cazurile în care fasciculul este îndreptat către un fundal cu inerție scăzută, de exemplu, un perete de lemn sau o perdea din material textil. Durata unei astfel de interferențe depinde de viteza de umbrire și poate intra în intervalul de viteze caracteristice mișcării umane. Este necesar să remarcăm o circumstanță semnificativă care face posibilă tratarea unei astfel de interferențe. Dacă două fascicule sunt direcționate către zonele învecinate ale fundalului, atunci tipul și amplitudinea semnalului de interferență de la expunerea la soare sunt aproape aceleași în fiecare fascicul, adică. există o corelație puternică de interferență. Acest lucru permite proiectarea adecvată a circuitului pentru a le suprima prin scăderea semnalelor,

Interferența convectivă este cauzată de influența fluxurilor de aer în mișcare, cum ar fi curenții cu fereastra deschisă, crăpăturile în fereastră, precum și aparatele de încălzire de uz casnic - calorifere și aparate de aer condiționat. Fluxurile de aer provoacă fluctuații haotice ale temperaturii de fond, a căror amplitudine și frecvență depind de viteza fluxului de aer și de caracteristicile suprafeței de fundal.

Spre deosebire de iradierea solară, interferența convectivă din diverse secțiuni ale fundalului, care afectează chiar și la o distanță de 0,2 ... 0,3 m, este slab corelată între ele și scăderea lor nu are efect.

Interferența electrică apare atunci când sunt pornite orice surse de emisii electrice și radio, echipamente de măsurare și de uz casnic, iluminatul, motoarele electrice, dispozitivele de transmisie radio, precum și fluctuațiile curente în rețeaua de cablu și liniile electrice. Descărcările de fulgere creează, de asemenea, un nivel semnificativ de interferență.

Sensibilitatea receptorului piroelectric este foarte mare - atunci când temperatura se schimbă cu 1 ° C, semnalul de ieșire direct de la cristal este o fracțiune de microvolt, astfel încât interferența de la surse de interferență de câțiva volți pe metru poate provoca un impuls de interferență de mii de ori mai mare decât semnalul util. Cu toate acestea, cea mai mare parte a interferențelor electrice are o durată scurtă sau o margine abruptă, ceea ce face posibilă distingerea acestora de semnalul util.

Zgomotele inerente ale receptorului piro determină cea mai mare limită de sensibilitate a ICSO și au forma de zgomot alb. În acest sens, metodele de filtrare nu pot fi folosite aici. Intensitatea zgomotului crește pe măsură ce temperatura cristalului crește cu aproximativ un factor de doi la fiecare zece grade. Receptoarele piroelectrice moderne au un nivel de zgomot intrinsec corespunzător unei schimbări de temperatură de 0,05...0,15°C.

Concluzii:

1. Gama spectrală de interferență se suprapune pe gama de semnale și se află în regiunea de la fracțiuni la zeci de herți.

2. Cel mai periculos tip de interferență este iluminarea solară de fundal, al cărei efect crește temperatura de fundal cu 3...5°C.

3. Interferența de la iradierea solară pentru zone apropiate ale fundalului este puternic corelată între ele și poate fi atenuată atunci când se utilizează o schemă cu două fascicule pentru construirea CO.

4. Interferența convectivă de la aparatele termice de uz casnic are forma unor fluctuații aleatoare ale temperaturii fluctuante, ajungând la 2 ... 3 ° C în intervalul de frecvență de la 1 la 20 Hz cu o corelație slabă între fascicule.

5. Interferența electrică este sub formă de impulsuri scurte sau acțiuni în trepte cu o margine abruptă, tensiunea indusă poate fi de sute de ori mai mare decât semnalul.

6. Zgomotele intrinseci ale receptorului piroelectric, corespunzătoare semnalului când temperatura se modifică cu 0,05...0,15°C, se află în domeniul de frecvență care se suprapune pe domeniul semnalului și cresc proporțional cu temperatura de aproximativ două ori la fiecare 10° C.

Metode pentru îmbunătățirea imunității la zgomot a ICSO-urilor pasive.Metoda de recepție diferențială Radiația Zh a devenit destul de răspândită. Esența acestei metode este următoarea: cu ajutorul unui receptor cu două locații, se formează două zone de sensibilitate separate spațial. Semnalele generate în ambele canale se scad reciproc:

Este clar că două zone de sensibilitate separate spațial nu pot fi traversate de un obiect în mișcare în același timp. În acest caz, semnalele din canale apar alternativ, prin urmare, amplitudinea lor nu scade. Din formula rezultă că zgomotul la ieșirea receptorului diferențial este zero dacă următoarele condiții sunt îndeplinite împreună:

1. Formele de interferență în canale sunt aceleași.

2. Amplitudinile de interferență sunt aceleași.

3. Interferențe au aceeași poziție temporală.

În cazul interferenței solare sunt îndeplinite condițiile 1 și 3. Condiția 2 este îndeplinită numai dacă același material servește ca fundal în ambele canale sau unghiurile de incidență a energiei solare pe fundal sunt aceleași în ambele canale sau în ambele canale, fluxul radiației solare cade pe întreaga zonă a fundalului care limitează zona de sensibilitate. Pe fig. este prezentată dependența amplitudinii zgomotului la ieșirea etapei diferențiale de amplitudinea zgomotului la intrarea acesteia.

Parametrul este raportul dintre amplitudinile efectelor de interferență din canale. În acest caz, înseamnă că condițiile 1 și 3 sunt îndeplinite.

Din fig. se poate observa că cu o coincidență suficient de bună a amplitudinilor efectelor de interferență în canale se realizează o suprimare de 5 ... 10 ori a acestor interferențe. Pentru U B xi/U B x2> 1.2, suprimarea interferențelor scade și caracteristica oui = / tinde spre o caracteristică similară a unui singur receptor.

Sub influența interferenței convective, gradul de suprimare a acestuia de către un receptor diferențial este determinat de gradul de corelare a acestuia în punctele distanțate spațial ale suprafeței de fundal. Estimarea gradului de corelare spațială a interferenței convective poate fi efectuată prin măsurarea intensității acesteia cu metode diferențiale și convenționale de recepție. Rezultatele unor măsurători sunt prezentate în fig. 4.14.

Filtrarea optimă a frecvenței. Suprimarea efectivă a interferențelor prin această metodă este posibilă cu o diferență semnificativă în spectrele de frecvență ale semnalelor și interferențe. Din datele de mai sus rezultă că nu există o astfel de diferență în cazul nostru. Prin urmare, utilizarea acestei metode pentru suprimarea completă a interferențelor nu este posibilă.

Principalul tip de zgomot care determină sensibilitatea ICSO este zgomotul intrinsec al receptorului. Prin urmare, optimizarea lățimii de bandă a amplificatorului în funcție de spectrul semnalului și de natura zgomotului receptorului face posibilă realizarea capacităților de limitare ale sistemului de recepție.

Filtrare spectrală optică. Esența metodei de filtrare spectrală optică este aceeași ca și în cazul filtrării optime în frecvență. Cu filtrarea spectrală, zgomotul este suprimat datorită diferențelor în spectrele optice ale semnalelor și zgomotului. Aceste diferențe sunt practic absente pentru interferența convectivă și pentru componenta de interferență solară apărută din cauza modificării temperaturii de fond sub acțiunea radiației solare, cu toate acestea, spectrul componentei de interferență solară reflectată de fundal diferă semnificativ de spectrul semnalului. Densitatea spectrală a luminozității energetice a unui corp negru este determinată de formula lui Planck:

unde este lungimea de undă; k - constanta lui Boltzmann; T - temperatura corpului; h este constanta lui Planck; c este viteza luminii.

O reprezentare grafică a funcției normalizate la radiația de contrast a obiectului și radiația solară este prezentată în Fig. 4.15.

Conform teoriei clasice a filtrării liniare optime, pentru a asigura raportul semnal-zgomot maxim, banda de trecere spectrală a filtrului optic trebuie să fie corelată cu spectrul de radiație de contrast al obiectului și să aibă forma prezentată în Fig. 4.15.

Dintre materialele produse în masă, sticla fără oxigen IKS-33 satisface această condiție cel mai complet.

Gradul de suprimare a interferenței solare de către aceste filtre pentru diferite fundaluri este prezentat în tabel. 4.1. Tabelul arată că cea mai mare suprimare a interferenței solare este obținută de filtrul IKS-33. Filmul de polietilenă neagră este oarecum inferioară IKS-33.

Astfel, chiar și atunci când se utilizează filtrul IKS-33, interferența solară este suprimată de numai 3,3 ori, ceea ce nu poate duce la o îmbunătățire radicală a imunității la zgomot a unui instrument de detectare optică pasivă.

Filtrare optimă a frecvenței spațiale. Se știe că caracteristicile de detecție în condiții de filtrare liniară optimă sunt legate în mod unic de valoarea raportului semnal-zgomot. Pentru a le evalua și compara, este convenabil să folosiți cantitatea

unde U - amplitudinea semnalului; - densitatea spectrală a puterii semnalului; - densitatea spectrală a puterii de interferență.

Tabelul 1. Gradul de suprimare a interferențelor solare de către diverse filtre pentru diferite medii

Din punct de vedere fizic, valoarea este raportul dintre energia semnalului și densitatea spectrală a puterii de interferență. Evident, atunci când unghiul solid al zonei de sensibilitate elementară se modifică, se modifică intensitatea interferenței emise de fundal și care intră în canalul de recepție. În același timp, amplitudinea semnalului depinde de forma geometrică a zonei de sensibilitate elementară. Să aflăm la ce configurație a zonei de sensibilitate elementară valoarea lui q atinge valoarea maximă, pentru care considerăm cel mai simplu model de detecție. Lăsați zona de sensibilitate a ICSO să fie fixată în raport cu fundal, iar obiectul care trebuie detectat se mișcă cu o viteză unghiulară Vo6 raportat la punctul de observatie. Zona de sensibilitate și obiectul în planul normal cu axa optică sunt dreptunghiulare, iar dimensiunile unghiulare ale obiectului și câmpul vizual sunt atât de mici încât poate fi considerată cu un grad suficient de acuratețe.

unde este unghiul solid la care este văzut obiectul; este unghiul solid al zonei de sensibilitate; este dimensiunea unghiulară a obiectului

responsabil în plan orizontal și vertical; dimensiunea unghiulară a zonei de sensibilitate, respectiv, în planul orizontal și respectiv vertical;

Luminozitatea energetică a obiectului B este aceeași pe toată suprafața sa, iar densitatea spectrală a luminozității energetice a zgomotului de fundal este aceeași pe toată suprafața de fundal. Semnalul și zgomotul de fond sunt aditivi. Mișcarea obiectului are loc uniform în planul unghiului a. Receptorul de energie este fără inerție, pătratic. Semnalul de la receptor este transmis la un filtru optim reglabil. Apoi, densitatea de putere spectrală a interferenței de fundal la ieșirea receptorului va fi determinată de expresia:

Unde Copt- coeficientul de transmisie al sistemului optic; La t- coeficientul de transmisie al căii de propagare a semnalului; La P- sensibilitatea receptorului.

Când un obiect traversează câmpul vizual, la ieșirea receptorului este generat un impuls de semnal, a cărui formă și spectru, în cazul în care u, sunt determinate de expresiile:

unde U0 este un impuls de semnal de amplitudine unitară; - spectrul unui impuls de semnal de amplitudine unitară.

Pentru un fond emițător de zgomot a cărui densitate spectrală de putere are forma, valoarea ieșirii receptorului fără inerție în conformitate cu expresia este determinată ca

Natura dependenței cantității o și are forma prezentată în Fig. 4.16. Din cele de mai sus, rezultă că, pentru a asigura raportul maxim semnal-zgomot de fundal, forma zonei de sensibilitate ar trebui să fie asociată cu forma obiectului.

În cazul zgomotului de fond fluctuant, valoarea maximă a raportului semnal/zgomot de fond se realizează atunci când forma geometrică a zonei de sensibilitate elementară coincide cu forma obiectului. Această concluzie este aplicabilă și în cazul interferenței solare de impuls. Acest lucru este confirmat de faptul evident că atunci când unghiul solid al zonei de sensibilitate crește de la o valoare egală cu unghiul solid sub care obiectul este vizibil, amplitudinea semnalului nu se modifică, iar amplitudinea interferenței solare crește proporțional cu unghi solid al zonei de sensibilitate. Adică, metoda de filtrare optimă a frecvenței spațiale face posibilă creșterea imunității la zgomot a unui mijloc de detectare optică pasivă la interferența convectivă și solară.

Metodă cu bandă duală pentru recepția radiației infraroșii. Esența acestei metode constă în introducerea unui al doilea canal în ICSO, care asigură recepția radiației IR în domeniul vizibil sau aproape IR, pentru a obține informații suplimentare care să distingă un semnal de interferență. Utilizarea unui astfel de canal împreună cu canalul principal în condițiile unei camere este ineficientă, deoarece atât semnalul, cât și interferența în prezența iluminării sunt formate în ambele game spectrale. Mult mai eficientă este utilizarea unui canal de rază vizibilă atunci când este instalat în afara spațiilor protejate, în locuri inaccesibile blocării acestui canal cu surse de lumină artificială. În acest caz, când se modifică iluminarea solară, canalul generează un semnal care interzice posibila funcționare a ICSO sub influența interferenței solare. Cu o astfel de organizare, metoda dub-band face posibilă eliminarea completă a falselor pozitive ale ICSO, care sunt posibile datorită apariției interferențelor solare. Posibilitatea blocării canalului termic pe durata interferenței este evidentă.

Metode parametrice pentru îmbunătățirea imunității la zgomot a IKSO. Baza metodelor parametrice pentru îmbunătățirea imunității la zgomot a ICSO este identificarea semnalelor utile prin unul sau o combinație de parametri caracteristici obiectelor care provoacă apariția acestor semnale. Ca atare parametri, pot fi utilizați viteza obiectului, dimensiunile acestuia, distanța până la obiect. În practică, de regulă, valorile anumitor parametri nu sunt cunoscute în avans. Cu toate acestea, există o anumită zonă a definiției lor. Deci, viteza unei persoane care se deplasează pe jos este mai mică de 7 m/s. Combinația unor astfel de restricții poate îngusta în mod semnificativ domeniul de definire a unui semnal util și, prin urmare, poate reduce probabilitatea unei alarme false.

Să luăm în considerare câteva modalități de determinare a parametrilor unui obiect în timpul detectării sale optice pasive. Pentru a determina viteza obiectului, dimensiunea liniară a acestuia în direcția de mișcare și distanța până la acesta, este necesar să se organizeze două zone paralele de sensibilitate, distanțate în planul mișcării obiectului de o anumită distanță de bază L. Apoi este ușor de determinat că viteza obiectului este normală zonelor de sensibilitate

unde este timpul de întârziere dintre semnalele din canalele de recepție.

Dimensiunea liniară a obiectului bobîn planul normal zonelor de sensibilitate este definită ca

unde tio .5 - durata impulsului semnalului la nivelul U=0,5U max .

Cu condiția ca distanța până la obiect este determinată de expresie

unde este dimensiunea unghiulară a zonei de sensibilitate elementară în radiani; este durata frontului impulsului semnalului.

Valorile parametrilor obținute wob, b^, D o6 sunt comparate cu zonele definiției lor, după care se ia decizia de a detecta obiectul. În cazul în care organizarea a două zone paralele de sensibilitate este imposibilă, parametrii pulsului de semnal pot servi ca parametri de identificare: timpul de creștere, durata impulsului etc. Condiția principală pentru implementarea acestei metode este o lățime de bandă largă a căii de recepție, care este necesară pentru recepția semnalului fără a distorsiona forma acestuia, adică. în acest caz, utilizarea metodei optime de filtrare este exclusă. Parametrul care nu este distorsionat în procesul de filtrare optimă este durata întârzierii dintre semnale care apare în canalele diversificate în spațiu. Prin urmare, identificarea prin acest parametru poate fi efectuată fără extinderea lățimii de bandă a căii de recepție. Pentru a identifica un semnal util într-un ICSO cu o zonă de sensibilitate cu mai multe fascicule în ceea ce privește parametrul m 3, este necesar ca acesta să fie format în planul de mișcare al obiectului folosind receptori independenți.

De exemplu, luați în considerare zonele de definire a parametrilor impulsului de semnal și valoarea m 3 pentru un ICSO cu o singură poziție cu o zonă de sensibilitate cu mai multe fascicule la valori reale ale divergenței unghiulare a zonei de sensibilitate elementară a n = 0,015 rad, dimensiunea pupilei de intrare d = 0,05 m și unghiul dintre zonele de sensibilitate a p = 0,3 rad.

Durata impulsului la nivelul zero este determinată de expresie

Domeniul duratei pulsului pentru intervalul de viteză V O 6 \u003d 0.1.7.0 m / s, este t io \u003d 0.036 ... 4.0 s. Interval dinamic

Domeniul pentru determinarea duratei pulsului la nivelul de 0,5U max este deja 0,036 ... 2,0 s, iar intervalul dinamic

Durata frontului impulsului semnal este determinată de expresie

Unde este domeniul definiției, și dinamic

gamă

Durata întârzierii dintre impulsuri care apar pe canalele adiacente poate fi determinată de formula:

Interval de definire a valorii întârzierii 0...30 s. Pentru valoarea acceptată d=0,05 m și domeniul D o6 = 1...10 m, aria de definire este 4,5...14,0, iar intervalul dinamic este 3,1.

Cu d=0 interval dinamic pentru toate valorile intervalului Do6=0...10 m.

Astfel, cel mai stabil parametru de identificare este valoarea lui t 3 /tf.

Datorită sincronismului apariției interferenței solare în canale separate spațial, notat în Sec. 4.3, există posibilitatea dezacordului complet de la acesta folosind parametrul

Utilizarea canalelor independente face posibilă creșterea rezistenței dispozitivului la interferența convectivă, deoarece decizia finală privind detectarea se ia numai dacă semnalele sunt detectate pe cel puțin două canale într-un anumit interval de timp determinat de întârzierea maximă posibilă a impuls de semnal între canale. În acest caz, probabilitatea unei alarme false este determinată de expresie

unde RLS1. Рlsg - probabilități de alarmă falsă în canale individuale.

Analiza comparativă a metodelor de îmbunătățire a imunității la zgomot a IKSO. Metodele de mai sus pentru îmbunătățirea imunității la zgomot a ICSO sunt destul de diverse atât în ​​esența lor fizică, cât și în complexitatea implementării. Fiecare dintre ele individual are atât anumite avantaje, cât și dezavantaje. Pentru comoditatea comparării acestor metode în ceea ce privește combinația de calități pozitive și negative, vom compila un tabel morfologic. 4.2.

Din tabel se poate observa că nicio metodă nu poate suprima complet orice interferență. Cu toate acestea, utilizarea simultană a mai multor metode face posibilă creșterea semnificativă a imunității la zgomot a ICSO cu o ușoară complicație a dispozitivului în ansamblu. După totalitatea calităților pozitive și negative, combinația cea mai preferată este: filtrarea spectrală + filtrarea spațială-frecvență + metoda parametrică.

Să luăm în considerare principalele metode și mijloace implementate în practică în ICSO modern, care permit asigurarea unei probabilități suficient de mare de detectare cu o frecvență minimă a alarmelor false.

Pentru a proteja dispozitivul receptor de efectele radiațiilor din afara domeniului spectral al semnalului, se iau următoarele măsuri:

Fereastra de intrare a piromodulului este închisă cu o placă de germaniu care nu transmite radiații cu o lungime de undă mai mică de 2 μm;

Fereastra de intrare a întregului CO este realizată din polietilenă de înaltă densitate, care asigură o rigiditate suficientă pentru a menține dimensiunile geometrice și în același timp nu transmite radiații în intervalul de lungimi de undă de la 1 la 3 microni;

Tabelul 2. Metode de îmbunătățire a imunității la zgomot a IKSO

	Trăsături pozitive	Calități negative
Diferenţial		Imunitate redusă la zgomot la zgomotul necorelat
Filtrarea frecventei	Suprimarea parțială a interferențelor solare și convective	Complexitatea implementării pentru sisteme multicanal
Filtrarea spectrală	Ușurință de implementare. Suprimarea parțială a interferenței solare.	Interferența convectivă nu este suprimată
bandă dublă	Suprimarea completă a interferențelor solare, cale ușoară de procesare	Posibilitatea de blocare a mijloacelor prin surse de lumină exterioare. Interferența convectivă nu este suprimată. Necesitatea unui canal optic suplimentar
Filtrarea optimă a frecvenței spațiale	Suprimarea parțială a interferențelor de fundal și solare. Ușurință de implementare	Necesitatea folosirii unor receptoare cu o formă specială a zonei sensibile
Metode parametrice	Suprimarea parțială a zgomotului de fond. Suprimarea semnificativă a interferențelor solare	Complexitatea căii de procesare

Lentilele Fresnel sunt realizate sub formă de cercuri concentrice ștanțate pe suprafața ferestrei de la intrare din polietilenă cu o distanță focală corespunzătoare nivelului maxim de radiație caracteristic temperaturii corpului uman. Radiația de alte lungimi de undă va fi „pătată”, trecând prin această lentilă și, prin urmare, atenuată.

Aceste măsuri fac posibilă reducerea de mii de ori a impactului interferențelor din surse din afara domeniului spectral și asigură posibilitatea de funcționare a ICSO în condiții de lumină solară puternică, utilizarea lămpilor de iluminat etc.

Un mijloc puternic de protecție împotriva interferențelor termice este utilizarea unui receptor piro-platforme cu formarea unei zone de sensibilitate cu două fascicule. Semnalul în timpul trecerii unei persoane apare secvenţial în fiecare dintre cele două fascicule, iar zgomotul termic este foarte corelat şi poate fi atenuat folosind cea mai simplă schemă de scădere. În toate ICSO-urile pasive moderne, sunt utilizate piroelemente cu două platforme, iar în cele mai recente modele sunt utilizate și piroelemente cvadruple.

La începutul luării în considerare a algoritmilor de procesare a semnalului, trebuie făcută următoarea remarcă. O terminologie diferită poate fi folosită de diferiți producători pentru a desemna un algoritm, deoarece un producător dă adesea un nume unic unui algoritm de procesare și îl folosește sub propria marcă, deși, de fapt, poate folosi o metodă tradițională de analiză a semnalului utilizată de alte companii.

Algoritm filtrare optimă implică utilizarea nu numai a amplitudinii semnalului, ci și a întregii sale energii, adică produsul dintre amplitudine și durată. Un semn informativ suplimentar al semnalului este prezența a două fronturi - la intrarea în „fascicul” și la ieșirea acestuia, ceea ce vă permite să eliminați multe interferențe care arată ca „pași”. De exemplu, în IKSO Vision-510, unitatea de procesare analizează bipolaritatea și simetria formei de undă de la ieșirea unui receptor piro-diferențial. Esența procesării este de a compara semnalul cu două praguri și, în unele cazuri, de a compara amplitudinea și durata semnalelor de polaritate diferită. De asemenea, este posibilă combinarea acestei metode cu numărarea separată a exceselor de praguri pozitive și negative. PARADOX a numit acest algoritm Analiză intrare/ieșire.

Datorită faptului că zgomotul electric are fie o durată scurtă, fie un front abrupt, pentru a îmbunătăți imunitatea la zgomot, este cel mai eficient să folosiți algoritmul de detonare - evidențierea unui front abrupt și blocarea dispozitivului de ieșire pe durata acțiunii lor. Astfel, funcționarea stabilă a CO este realizată chiar și în condiții de interferență electrică și radio intensă în intervalul de la sute de kiloherți la un gigaherți la intensități de câmp de până la SE/m. Pașapoartele pentru IKSO modern indică rezistența la interferențe electromagnetice și de radiofrecvență cu intensități de câmp de până la 20 ... 30 V / m.

Următoarea metodă eficientă pentru îmbunătățirea imunității la zgomot este utilizarea circuitului „pulsul contează”. Diagrama de sensibilitate pentru cele mai comune CO-uri „volumice” are o structură cu mai multe căi. Aceasta înseamnă că, atunci când se mișcă, o persoană traversează succesiv mai multe raze. În același timp, numărul lor este direct proporțional cu numărul de raze care formează zona de detectare a CO și cu distanța parcursă de o persoană. Implementarea acestui algoritm este diferită în funcție de modificarea CO. Cel mai des folosit este setarea manuală a comutatorului în detrimentul unui anumit număr de impulsuri. Evident, în legătură cu aceasta, odată cu creșterea numărului de impulsuri, imunitatea la zgomot a ICSO crește. Pentru a declanșa dispozitivul, o persoană trebuie să traverseze mai multe fascicule, dar acest lucru poate reduce detectivitatea dispozitivului din cauza prezenței „zonelor moarte”. PARADOX ICSO folosește un algoritm brevetat de procesare a semnalului pentru receptorul piroscopic APSP care comută automat numărul de impulsuri în funcție de nivelul semnalului. Pentru semnalele de nivel înalt, detectorul generează imediat o alarmă, în timp ce funcționează ca un prag, iar pentru semnalele de nivel scăzut, trece automat în modul de numărare a impulsurilor. Acest lucru reduce șansa de alarme false, menținând în același timp aceeași detectabilitate.

Următorii algoritmi de numărare a impulsurilor sunt utilizați în IKSO Enforcer-QX:

SPP - impulsurile sunt numărate numai pentru semnalele cu semne alternante;

SGP3 - sunt numărate doar grupurile de impulsuri cu polaritate opusă. Aici, apare o condiție de alarmă când apar trei astfel de grupuri în timpul setat.

În cele mai recente modificări ale IKSO, se utilizează o schemă pentru a crește imunitatea la zgomot. „recepție adaptată”. Aici, pragul monitorizează automat nivelul de zgomot și, pe măsură ce crește, crește și el. Cu toate acestea, această metodă nu este lipsită de dezavantaje. Cu un model de sensibilitate cu mai multe căi, este foarte probabil ca unul sau mai multe fascicule să fie direcționate către un loc de interferență intensă. Aceasta stabilește sensibilitatea minimă a întregului dispozitiv, inclusiv a acelor fascicule în care intensitatea zgomotului este neglijabilă. Acest lucru reduce probabilitatea generală de detectare a întregului dispozitiv. Pentru a elimina acest neajuns, se propune „dezvăluirea” razelor cu nivelul maxim de zgomot înainte de a porni dispozitivul și umbrirea lor folosind ecrane opace speciale. În unele modificări ale dispozitivelor, acestea sunt incluse în livrare.

Analiza duratei semnalului poate fi efectuată atât printr-o metodă directă de măsurare a timpului în care semnalul depășește un anumit prag, cât și în domeniul frecvenței prin filtrarea semnalului de la ieșirea pirodetectorului, inclusiv prin utilizarea pragul „plutitor”, analiză de frecvență în funcție de interval. Pragul este setat la un nivel scăzut în intervalul de frecvență al semnalului dorit și la un nivel superior în afara acestui interval de frecvență. Această metodă este încorporată în IKSO Enforcer-QX și a fost brevetată sub numele IFT.

Un alt tip de procesare conceput pentru a îmbunătăți caracteristicile IKSO este compensare automată a temperaturii.În intervalul de temperatură ambientală de 25...35°C, sensibilitatea receptorului piro scade din cauza scăderii contrastului termic dintre corpul uman și fundal, iar odată cu o creștere suplimentară a temperaturii, sensibilitatea crește din nou, ci „cu semnul opus”. În așa-numitele circuite de compensare termică „convențională” se măsoară temperatura și, pe măsură ce crește, câștigul crește automat. La "real" sau „cu două fețe” compensare, se ia in calcul o crestere a contrastului termic la temperaturi peste 25...35°C. Utilizarea compensării termice automate asigură o sensibilitate ICSO aproape constantă pe o gamă largă de temperaturi. O astfel de compensare termică este utilizată în IKSO de PARADOX și С&К SYSTEMS.

Tipurile de prelucrare enumerate pot fi efectuate prin mijloace analogice, digitale sau combinate. În ICSO-urile moderne, metodele de procesare digitală sunt din ce în ce mai utilizate folosind microcontrolere specializate cu ADC-uri și procesoare de semnal, ceea ce face posibilă efectuarea de procesare detaliată a structurii „fină” a semnalului pentru a-l distinge mai bine de zgomot. Recent, au existat rapoarte despre dezvoltarea ICSO-urilor complet digitale care nu folosesc deloc elemente analogice. În acest ICSO, semnalul de la ieșirea receptorului piro este alimentat direct la un convertor analog-digital cu o gamă dinamică ridicată, iar toată procesarea se face în formă digitală. Utilizarea procesării complet digitale vă permite să scăpați de astfel de „efecte analogice” precum posibila distorsiune a semnalului, schimbări de fază, zgomot în exces. Digital 404 folosește algoritmul proprietar de procesare a semnalului SHIELD, care include APSP, precum și analiza următorilor parametri ai semnalului: amplitudine, durată, polaritate, energie, timp de creștere, forma de undă, timpul de apariție și ordinea semnalului. Fiecare secvență de semnale este comparată cu modele corespunzătoare mișcării și interferențelor și chiar și tipul de mișcare este recunoscut, iar dacă criteriile de alarmă nu sunt îndeplinite, atunci datele sunt stocate în memorie pentru analiza următoarei secvențe sau întreaga secvență este suprimat. Utilizarea combinată a ecranului metalic și suprimarea interferențelor software a făcut posibilă creșterea imunității Digital 404 la interferențe electromagnetice și de radiofrecvență până la 30...60 V/m în intervalul de frecvență de la 10 MHz la 1 GHz.

Se știe că, datorită naturii aleatorii a semnalelor utile și interferente, algoritmii de procesare bazați pe teoria deciziilor statistice sunt cei mai buni. Judecând după declarațiile dezvoltatorilor, aceste metode încep să fie utilizate în cele mai recente modele de IKSO de la C&K SYSTEMS.

În general, este destul de dificil să judeci în mod obiectiv calitatea prelucrării utilizate, doar pe baza datelor producătorului. Semnele indirecte ale SO care au caracteristici tactice și tehnice ridicate pot fi prezența unui convertor analog-digital, a unui microprocesor și a unei cantități mari de program de procesare utilizat.