Каждая мама малыша знает, как трудно порой ему измерить температуру. Малого того, что нужно удержать ребенка, так еще и как минимум на 5-8 минут. Инфракрасный термометр в такой ситуации станет незаменимым помощником. Это бесконтактный градусник, фиксирующий температуру с помощью лазерного луча на любом участке тела. Им удобно пользоваться, достаточно просто направить луч или прикоснуться к любому участку тела, чтобы получить точное значение в течение 2-8 секунд.
Для работы большинства инфракрасных термометров достаточно вставить батарейки. В более дорогих моделях есть возможность зарядки от сети. Для удобства выбора мы собрали рейтинг лучших моделей по отзывам пользователей и рекомендациям специалистов.
|
Наименование |
Цена, руб. |
Коротко о главном |
|
|
Самое быстрое измерение температуры в лобной, височной и ушной зонах - всего 2 секунды. |
|||
|
Самый бюджетный в линейке бесконтактных измерительных приборов. |
|||
|
Можно откалибровать по ртутному градуснику. |
|||
|
Самое точное измерение температуры. |
|||
|
Удобное применение, надежная конструкция, и защитой от помех. |
|||
|
Проводит измерения с расстояния 15 см даже в полной темноте. |
|||
|
Мультифункциональный термометр - для тела, воздуха, продуктов питания. |
|||
|
Возможность выбора системы измерения температуры по Цельсию или по Фаренгейту. |
|||
|
В памяти остаются результаты 32 последних измерений. |
Основное отличие всех бесконтактных градусников - в способе измерения. Так, в продаже представлены бесконтактные, ушные и лобные ИКТ, измеряющие температуру в соответствующей зоне. Связано это с тем, что определенная модель откалибрована под конкретную зону (к слову, количество теплоты в каждой зоне разное).
Принцип работы основан также на инфракрасном излучении, но это прибор все же контактный - градусник нудно вставить в ухо и подержать там 3-4 секунды. Среди всего арсенала измерительных приборов этот - самый опасный, так как способен травмировать барабанную перепонку малыша.
В зависимости от длины луча, можно делать замеры с расстояния 5-15 см, не касаясь тела. Функционал измерителя этим не ограничен - с его помощью можно мерить температуру воздуха в доме, еду для ребенка и т.д.
Наиболее удобный и безопасный в эксплуатации. Не надо никуда «целиться», чтобы попасть точно в лоб и тем более засунуть в ухо. Навели на тело и получили значение на дисплее. Если использовать только для измерения температуры тела человека, калибровку можно сделать раз и навсегда. Если придется делать и другие замеры - калибруют каждый раз.
Направлять для измерения пирометр в лоб или ухо. Другие части тела даже у здорового человека могут иметь температуру, существенно отличную от привычных 36,6°С.
ИК-термометр представляет собой прибор, предназначенный для дистанционного измерения температуры - быстро, просто и абсолютно безопасно. Ниже представлено 3 лучших моделей рейтинга инфракрасных термометров для детей.
Скорость измерения температуры составляет всего 2 секунды. Обтекаемая форма и специальный датчик позволяют измерять температуру в ушной раковине или на лбу.
Перевести пирометр из одного режима в другой очень просто: если специальная насадка надета на датчик, термометр автоматически настроен на измерение в лобной области, если насадка снята - термометр би велл готов к измерению температуры в ушной раковине.
Вторая модель в линейке - B.Well WF-2000, предназначен только для лобного измерения, также удобен в пользовании. Тип электропитания CR2032.
Внешний вид - форма пистолета. На рукоятке есть выемки под три пальца, делающие захват более удобным, а кнопка начала измерений выполнена в виде спускового крючка. Питание от двух батареек типа АА.
Есть два режима измерений: медицинский обозначен как Body (то есть «тело»), точность в нем повышенная, но диапазон замеров лежит между 35 и 43 °C, более низкие или высокие температуры попросту не отображаются, на экран выводятся лишь буквы Lo (Low, низкий) или Hi (High, высокий).
Для привлечения внимания в случае повышенной температуры меняется и цвет подсветки экрана: до 37,5 °C она зеленая (особых поводов для беспокойства нет), между 37,5 и 37,9 уже оранжевая (опасно, но не очень), а выше — красная, да еще и раздается пятикратный звуковой сигнал (серьезная опасность!).
Во втором режиме - Surface (поверхность) диапазон шире: от 0 до 100 °C (выше и ниже также будет отображаться Hi или Lo), но погрешность больше. Цветовой дифференциации нет - подсветка всегда зеленая.
Еще одна модель в форме пистолета, что очень удобно для бесконтактных измерений. Имеет два режима измерения: температуры тела и температуры поверхности объектов. Внутренняя память на 32 последних измерения позволяет отследить динамику изменения температуры. Функция голосового оповещения воспроизводит результаты измерений в речевой форме.
Диапазон измерения температуры тела 32°С-42,5°C, при повышении меняется подсветка ЖК-экрана (удобно пользоваться даже в полной темноте). Диапазон измерения окружающих объектов: от 0°С и до +60°С - в данном случае подсветка остается неизменно голубой.
Плюсы Сенситек:
В этой же категории стоит упомянуть и пирометр IR Thermometer non contact - он самый недорогой в линейке, обойдется всего в 550 руб. Им также удобно пользоваться, но «грешит» неправильными замерами. Желательно в самом начале определить погрешность по ртутному градуснику и стараться менять батарейки чаще.
Принцип работы всех пирометров одинаков. Меняются только функции и дизайн. Практически все приборы измеряют не только температуру тела (Body, медицинский), но и поверхность предметов. Калибровка, в зависимости от модели, проводится вручную или автоматически.
Немецкий пирометр, один из лучших в своем классе. Применяется для налобного, ректального, подмышечного измерения. Показания готовы в течение 2 секунд с расстояния до 15 см, соответственно, не требуются гигиенические колпачки. Дает очень точные данные (при сравнении с ртутным термометром погрешность была 0,02°С), что, в общем-то, редкость для бесконтактников.
Форма удобная, ЖК-экран дает возможность пользоваться пирометром даже в полной темноте. Удобно измерять температуру воздуха в помещении, воды в детской ванной и т.д.
Диапазон измерений тела до 43,5°С, поверхности - до 100°C. В памяти хранятся данные по последним 30 показаниям, что удобно для динамики здоровья. Сигнал тревоги путем изменения цвета дисплея с зеленого на ярко красный при > 37.5°C. Хранится в удобном футляре. Весит 48 гр., питание 2 батарейки ААА, LR03 1,5 В.
Есть два режима измерений: медицинский обозначен как Body temp (то есть «тело»), точность в нем повышенная, но диапазон замеров лежит между 32 и 42,9 °C, более низкие или высокие температуры попросту не отображаются. Для замера пирометр направляют пирометр в лоб или ухо. Теоретически можно замерять и в подмышечных впадинах, но показания от этого не поменяются.
Второй режим мс 302 Object temp - для получения данных об окружающей среде. В этом случае диапазон от 0°С до 118°С.
Есть возможность выбора системы измерения температуры по Цельсию или по Фаренгейту.
Сохраняет информацию о 64 последних изменениях в режиме Body temp. Погрешность минимальная. Но увеличивает по мере того, как разряжается аккумулятор.
Выполнен в удобной форме пистолета, информацию получает с расстояния 15 см. ЖК-дисплей отображается данные - подсветка голубая в «здоровом» диапазоне - до 37,5°, выше - загорается красным светом. Подсветка неяркая, цифры крупны, что дает возможность пользовать в темноте. Для удобства можно переключать замеры с Цельсия на Фаренгейт и обратно.
Время замера составляет 2 сек., через 8 сек. Бездействия прибор отключается. Диапазон для тела: +32°-42,5°С, для предметов и воздуха - от +10°С до 99°С. Рекомендуемое расстояние измерения: от 5 до 15 см. Питание: 9V, 6F22 (тип «Крона»). Вес 172 грамма.
Пирометры является простым и удобным в использовании бытовым устройством, предназначенным для замеров температуры тела в диапазоне от 35 до 43 °C и поверхностей различных предметов в заметно более широких пределах — от 0 до 100 °C.
Предназначен для мгновенного измерения температуры тела человека в ухе или на лбу и окружающей среды. Также сочетает в себя функции часов и комнатного термометра. Может использоваться для тела человека в ухе и прикосновением ко лбу, любого объекта в температурном диапазоне прибора (до 50°С), алкоголя перед подачей на стол, воздуха в помещении, хранения продуктов в холодильнике и т.д.
В памяти устройства хранится только последний показатель. Удобны кейс-подставка и футляр для хранения и транспортировки в комплекте. Подает звуковые сигналы об окончании измерения и при температуре выше 38°С. Источник питания: 1 литиевая батарейка типа CR2032.
Новая модель с аналогичными характеристиками, но с другой формой корпуса, питание осуществляется от батареек типа AAA, а не АА, как у IT-1, следовательно он немного легче. Предназначен для измерения температуры тела, поверхностей и воздуха. Данный прибор обладает широким диапазоном измерения и высокой точностью, прост в использовании. Не требует контакта с кожей, поэтому нет необходимости менять гигиенические колпачки.
Отображает сохраненных данных по результатам последнего измерения. За счет высокоскоростного датчика обеспечивается быстрое и точное измерение. Информация выводится на жидкокристаллический дисплей Автоматически отключается через 8 секунд простоя. Тип питания: 2 х LR03.
Китайский пирометр для удаленного измерения температуры тела, воздуха, предметов. Информация выводится на большой ЖК дисплей с подсветкой. В памяти хранятся результаты 32 последних измерений. Звуковая сигнализация окончания измерения. Laica sa5900 Автоматически выключается через 10 секунд простоя.
Питание осуществляется от 2 батареек типа АА 1,5В. Рекомендуется менять батарейки через 6 месяцев использования. При длительном простое батарейки вынимают.
Все производители стараются сделать устройства максимально удобными и точными, хотя, надо признать, далеко не у всех это получается.
При эксплуатации придерживайтесь определенных правил:
ВИДЕО: Какой выбрать бесконтактный термометр - советы Комаровского
Для контроля объема помещений чаще всего применяют инфракрасные извещатели. Это одни из самых распространенных типов технических средств безопасности, которые зарекомендовали себя как надежные устройства с доступной ценой. Пассивный инфракрасный извещатель предназначен для обнаружения движения злоумышленника в контролируемом объеме. Пассивными они называются потому, что реагируют на изменение параметров окружающей среды. Принцип их работы основан на измерении потока теплового излучения, т. е. с помощью пироэлемента устройство регистрирует изменение инфракрасного излучения, преобразует в электрический сигнал и производит анализ измеренных данных с помощью цифрового процессора. В результате вычислений процессор выдает решение о наличии или отсутствии в зоне обнаружения движения. Для этого на плате имеется реле с нормально-замкнутыми или нормально-разомкнутыми контактами.
Зона обнаружения, формируемая линзой Френеля, является важнейшим критерием при выборе извещателей для решения различного рода задач в зависимости от конфигурации защищаемого помещения - длины, ширины, высоты потолка, наличия помех и т. д. В большинстве случаев оптимальным решением является датчик с объемной зоной обнаружения; такие изделия оснащаются стандартной линзой, обеспечивающей максимальную дальность обнаружения около 12-15 метров и угол области обнаружения в горизонтальной плоскости 90° (например, или ). Для контроля просторных помещений идеальным вариантом будут потолочные объемные датчики, позволяющие защищать объем помещений на 360° вокруг собственной оси. При установке на высоте 5 метров диаметр зоны обнаружения может достигать 15 метров (). В помещениях, где установка ИК-извещателей с объемной зоной может повлечь некорректную работу с генерацией частых ошибочных срабатываний, целесообразно применять изделия с урезанной зоной обнаружения типа "штора", имеющей угол в горизонтальной плоскости 7°-10°. Таким образом, данные изделия генерируют обнаруживающую плоскость, "перекрывающую" охраняемый проем окна или двери. Отдельные устройства, например, могут регулировать угол в пределах 2°-16°. В частных домах и квартирах с постоянным нахождением в них домашних животных особенно целесообразно использовать подобные датчики типа "занавес" или "луч", линзы которых отсекают часть детектирующих лучей, позволяя, таким образом, игнорировать движение питомцев весом до 25 кг и размерами около 30х100 см. Для обеспечения требуемой зоны обнаружения требуется строго придерживаться правил монтажа с соблюдением необходимой высоты.
Условия эксплуатации также влияют на корректную работу пассивных оптико-электронных извещателей. Производители не рекомендуют монтировать инфракрасные датчики в непосредственной близости от отверстий вентканалов, окон и дверей, у которых могут создаваться конвекционные воздушные потоки, а также рядом с отопительными приборами. Несмотря на устойчивость к засветам освещенностью до 6500 люкс, крайне нежелательно прямое попадание излучения источников естественного и искусственного освещения. Для уменьшения влияния высоких значений температуры окружающей среды на стабильную работу в инфракрасных детекторах применяются термокомпенсационные схемы. В одном помещении возможно применение нескольких пассивных ИК-извещателей без риска возникновения ложных срабатываний. Многие модели поддерживают дискретную регулировку чувствительности.
Все представленные в данном разделе изделия имеют внешнюю световую индикацию активности и состояния питания датчика, которую можно отключить с помощью перемычки. От несанкционированного вскрытия корпуса защищает микропереключатель, установленный на плате. В линейке имеются устройства, рассчитанные на работу на улице и во взрывоопасных помещениях с соответствующей степенью защиты.
Оптико-электронные извещатели .
Оптико-электронные извещатели бывают двух принципиально различных типов: пассивные и активные. В данной лекции мы будем рассматривать только извещатели применяемые для целей охранной сигнализации. Пожарная составляющая будет рассмотрена в лекции, посвященной пожарным извещателям . Напомню, что пассивные извещатели ничего не излучают в среду, а только анализируют поступающую информацию. Активные для целей обнаружения проникновения излучают нечто в среду и по пришедшему отклику делают соответствующие выводы. Активные извекщатели могут быть как моноблочными (излучатель и приемник в одном корпусе), так и дву - и более блочными, когда излучатель и приемник разнесены.
Рассмотрим вначале
Пассивные оптикоэлектронные извещатели
В настоящее время пассивные оптико-электронные инфракрасные (ИК ) извещатели занимают лидирующие позиции при выборе защиты помещений от несанкционированного вторжения на объектах охраны. Эстетичный внешний вид, простота монтажа, настройки и обслуживания обеспечивают им приоритетное значение по сравнению с другими средствами обнаружения.
Принцип работы пассивных оптико-электронных ИК извещателей основан на восприятии изменения уровня инфракрасного излучения температурного фона, источниками которого являются тело человека или мелких животных, а также всевозможных предметов, находящихся в поле их зрения.
Инфракрасное излучение – это тепло, которое излучается всеми нагретыми телами. В пассивных оптико-электронных ИК извещателях инфракрасное излучение попадает на линзу Френеля, после чего фокусируется на чувствительном пироэлементе , расположенном на оптической оси линзы
Пассивные ИК извещатели принимают потоки инфракрасной энергии от объектов и преобразуются пироприемником в электрический сигнал, который поступает через усилитель и схему обработки сигнала на вход формирователя тревожного извещения.
Пассивные инфракрасные извещатели предназначены для обнаружения человека, находящегося в пределах зоны чувствительности. Основная задача извещателя - обнаружить инфракрасное излучение человеческого тела. Как видно из рисунка 1, тепловое излучение человеческого тела находится в пределах спектрального диапазона электромагнитного излучения с длинами волн 8-12 микрон. Это так называемое равновесное свечение человеческого тела, максимум длины излучения которого полностью определяется температурой и для 37°С соответствует приблизительно 10 микронам. Существует целый ряд физических принципов и соответствующих устройств, которые применяются для регистрации излучения в указанном спектральном диапазоне. Для пассивных инфракрасных извещателей следует использовать чувствительный элемент с оптимальным соотношением чувствительность/стоимость. Таким чувствительным элементом является пироэлектрический фотоэлемент.
Рис. 1. Спектральная зависимость интенсивности свечения: солнца, флюоресцентной лампы, лампы накаливания, человеческого тела и спектра пропускания ряда блокирующих видимый свет фильтров: кремниевый фильтр, просветленный кремниевый фильтр, фильтр с длиной волны среза 5 мкм и фильтр с длиной волны среза 7 мкм.
Явление пироэлектричества состоит в возникновении наведенной разности потенциалов на противоположных сторонах пироэлектрического кристалла при его неравновесном кратковременном нагревании. Со временем электрические заряды из внешних электрических цепей и перераспределение зарядов внутри кристалла приводят к релаксации наведенного потенциала. Из вышесказанного следует:
частота прерывания (Гц ).
Рис. 2. Зависимость величины сигнала отклика пироэлемента от частоты прерывания регистрируемого теплового ИК-сигнала .
1. Для эффективной пироэлектрической регистрации теплового излучения необходимо применять прерыватель с оптимальной частотой прерывания излучения около 0,1 Гц (рис. 2). С другой стороны это означает, что если используется безлинзовая конструкция пироэлектрического элемента, он сможет зарегистрировать человека лишь при его входе в пределы диаграммы направленности (рис. 3, 4) и при выходе из нее со скоростью 1 - 10 сантиметров в секунду.
Рис. 3, 4. Форма диаграммы направленности спаренного корпусированного пироэлектрического элемента в горизонтальной (Рис. 3.) и вертикальной (Рис. 4.) плоскостях.
2. Для повышения чувствительности пироэлектрического элемента к величине перепада температур (разница между фоновой температурой и температурой тела человека) необходимо сконструировать его, выдержав минимально возможные размеры, с целью уменьшения количества тепла, необходимого для заданного повышения температуры чувствительного элемента. Размеры чувствительного элемента нельзя чрезмерно уменьшать, так как это приведет к ускорению релаксационных характеристик, что эквивалентно уменьшению чувствительности. Существует оптимальный размер. Минимальная чувствительность обычно находится на уровне 0,1°С для пироэлемента размером 1 х 2 мм и толщиной несколько микрон.
Рис. 5. Внешний вид чувствительного элемента пироэлектрического пассивного ИК-извещателя .
Можно четко сформулировать условия обнаружения человека с помощью инфракрасного извещателя . Инфракрасный извещатель предназначен для обнаружения движущихся объектов с температурой, отличной от фонового значения. Диапазон регистрируемых скоростей перемещения: 0,1 - 1,5 м/сек. Таким образом инфракрасный извещатель не регистрирует неподвижные объекты, даже если их температура превышает уровень фона (неподвижный человек) или если объект с температурой, отличной от фона, перемещается таким образом, что не пересекает чувствительных зон извещателя (например перемещается вдоль чувствительной зоны). Конечно, строго говоря, чувствительный элемент вообще не регистрирует перемещение, он регистрирует измерение температуры в отдельно взятой части пространства, которая является следствием перемещения человека. Необходимо всегда помнить, что чувствительный элемент обнаруживает перемещение не «на извещатель », а поперек. Избавление от этого недостатка происходит за счет конструктива линз.
Естественно, что высокая чувствительность инфракрасного извещателя достигается путем применения линзовой системы концентрации входящего излучения (рис. 6). В инфракрасном извещателе линзовая система выполняет две функции.
Рис. 6. Варианты формирования диаграммы направленности ИК-извещателей в зависимости от типа линзовой системы.
Во-первых, линзовая система служит для фокусировки излучения на пироэлектрическом элементе.
Во-вторых, она предназначена для пространственного структурирования чувствительности извещателя . При этом формируются пространственные зоны чувствительности, которы,е как правило, имеют форму «лепестков», а их количество достигает нескольких десятков. Объект обнаруживается при каждом входе и выходе из чувствительных зон.
Обычно различают следующие виды диаграммы чувствительности, которую называют также диаграммой направленности.
1). Стандартная - веерная по азимуту и многоярусная по углу места (рис. 6а).
2). Узконаправленная - одно- или двухлучевая дальнодействующая по азимуту и многоярусная по углу места (рис. 6б).
3). Штороподобная - узконаправленная по азимуту и веероподобная по углу места (рис. 6в).
Существует также круговая диаграмма направленности (в частности, для извещателей , устанавливаемых на потолке помещения), а также ряд других.
Рассмотрим варианты конструктивного исполнения системы формирования диаграммы направленности (рис. 7). Эта оптическая система может быть либо линзовой, либо зеркальной. Изготовление обычной линзовой системы с учетом требования формирования пространственно структурированной диаграммы направленности является дорогостоящей задачей, поэтому обычные линзы в пассивных инфракрасных датчиках не применяются. Применяются так называемые линзы Френеля. В обычной линзе для направленного отклонения света (фокусировки) используется специальная сферическая форма поверхности, материал линзы имеет коэффициент оптического преломления, отличный от коэффициента преломления окружающей среды. В линзе Френеля используется явление дифракции, которое проявляется в частности в отклонении светового луча при прохождении через узкую щель. Линза Френеля изготавливается методом штамповки и поэтому стоит дешево. Недостатком применения линзы Френеля является неизбежная потеря половины энергии излучения в результате его дифракционного отклонения линзой в направлении, отличном от направления на пироэлектрический элемент.
Рис. 7. Конструктивные варианты исполнения охранных пассивных ИК-извещателей : с линзой Френеля и с зеркальной фокусирующей системой.
Зеркальная линза более эффективна по сравнению с линзой Френеля. Она изготавливается из пластической массы методом штамповки с последующим покрытием структурированной поверхности светоотражающим покрытием, не изменяющим своих свойств со временем (до 10 лет). Наилучшим покрытием является золото. Отсюда и более высокая, приблизительно в два раза, стоимость пассивных инфракрасных извещателей с зеркальной системой по сравнению с линзовой. Кроме того извещатели с зеркальной системой имеют большие габариты по сравнению с извещателями , оснащенными линзами Френеля.
Зачем применяют более дорогие извещатели с зеркальной системой концентрации входящего излучения? Важнейшей характеристикой извещателя является его чувствительность. Чувствительность практически одинакова в перерасчете на единицу площади входного окна извещателя . Это, в частности, означает, что если проектируют пассивный инфракрасный извещатель с повышенной чувствительностью, то вынуждены увеличивать размер зоны концентрации излучения - площадь входного окна, а, значит, и сам извещатель (максимальная чувствительность современных пассивных ИК-извещателей позволяет производить обнаружение человека на расстоянии до 100 метров). Если положить наличие потерь полезного сигнала за счет несовершенства линзы, то необходимо повысить коэффициент усиления электронной схемы обработки электрического сигнала, формируемого чувствительным элементом. При условии одинаковой чувствительности коэффициент усиления электрической схемы в зеркальном извещателе в два раза меньше, чем в извещателе с линзой Френеля. Это обозначает, что в извещателях с линзой Френеля выше вероятность ложного срабатывания, вызванная помехами в электронной схеме. Достаточно часто используют и ту и другую технологии вместе, так в извещателе Астра-5исп. А основная зона формируется зонами из линз Френеля, антисаботажная зона непосредственно под извещателем – маленьким зеркалом, изготовленным довольно кустарным способом. Вообще, рынок охранных извещателей заполонен довольно дешевыми изделиями, цена которых колеблется в диапазоне 300-900 рублей за штуку с существенным перевесом в сторону наименьшей цены. Естественно в таких условиях говорить о каких-то позолоченных зеркалах не представляется возможным.
Еще раз вернемся к оптической схеме извещателя . Кроме линзовой системы и оптического «отрезающего» фильтра, установленного непосредственно в корпусе чувствительного элемента, для уменьшения ложных срабатываний, вызванных всевозможными источниками излучения, применяют различные оптические фильтрующие элементы («белый» фильтр, «черное» зеркало и т.п.), задача которых минимизировать попадание постороннего оптического излучения на поверхность пироэлектрического элемента.
Входное окно большинства ИК-извещателей выполнено в виде «белого» фильтра. Этот фильтр изготовлен из материала, рассеивающего видимый свет, но в то же время не влияющего на распространение инфракрасного излучения. В силу дешевизны в дешевых извещателях используют полиэтилен близкий по своим свойствам к используемому для пищевых пакетов, в более дорогих – молочного цвета, который хорошо пропускает ИК-лучи , но плохо видимый спектр, что нам и надо.
Линзы Френеля постоянно совершенствуются. Прежде всего путем придания линзе сферической формы, минимизирующей аберрации по сравнению со стандартной цилиндрической формой. Кроме этого применяется дополнительное структурирование диаграммы направленности в вертикальной плоскости за счет мультифокусной геометрии линзы: в вертикальном направлении линза разделена на три сектора, каждый из которых независимо собирает излучение на один и тот же чувствительный элемент.
Более подробно остановлюсь на строении той части извещателя , которую большинство электромонтеров и называют линзой. Это кусок полиэтилена, на котором выдавлены различного размера прямоугольники, внутри которых видны некие концентрические окружности, или их части. В большинстве случаев в верхней части мы видим около 12-15 вертикально вытянутых прямоугольников, в средней части 5-6 более похожих на квадраты прямоугольников, и в нижней обычно 3 практически квадратных прямоугольника. Необходимо правильно осознавать, что каждый из этих прямоугольников является линзой Френеля, таким образом, мы имеем некую матрицу из линз. Для того, чтобы различить нарушителя на краю зоны обнаружения, а это обычно 10- 12 метров ее необходимо разбить на необходимое нам количество элементарных зон, что и делает верхний набор прямоугольников. Количество элементарных зон будет соответствовать количеству прямоугольников. Естественно, что в средней части зоны обнаружения извещателя , разбивать на такое количество элементарных зон уже не нужно, и их количество уже сокращается до 5-6, а в ближней зоне – до 3. При рассмотрении матрицы из линз обратите внимание на важную особенность – вертикальные стороны прямоугольников в разных ярусах всегда сдвинуты по отношению друг к другу. Это сделано специально для возможности обнаружить нарушителя в самом плохом для извещателя движении «на извещатель ». Даже если, нарушитель случайно попал точно на средину элементарной чувствительной зоны и движется прямо на извещатель , то в другом ярусе он не сможет так же попасть в середину элементарной зоны и будет ею обнаружен. При размещении извещателя обязательно необходимо учитывать, что максимум его обнаружительной способности именно при движении нарушителя поперек чувствительных зон.
Весьма актуальной является проблема противодействия физическому экранированию извещателя , которое сводится к установке перед ним экрана, перекрывающего его «поле зрения» (так называемое «маскирование»). Технические средства противодействия маскированию составляют систему антимаскирования извещателя . Некоторые извещатели оснащаются встроенными ИК- светодиодами. В случае, если в зоне обнаружения извещателя , а следовательно в зоне действия светодиодов, возникает преграда, то отражение излучения светодиодов от преграды воспринимается извещателем как сигнал тревоги. Более того, периодически (в существующих моделях - один раз в 5 часов) происходит самотестирование извещателя на предмет наличия отраженного излучения ИК-светодиодов . В том случае, если при самотестировании на выходе электрической схемы не появится необходимый сигнал, то срабатывает схема генерации сигнала тревоги. Извещатели с функциями антимаскирования и самотестирования устанавливаются на наиболее ответственных объектах, в частности там, где возможно противодействие работе системы охраны.
Еще один путь повышения помехоустойчивости извещателя - это применение квадратичного чувствительного пироэлемента совместно с использованием микропроцессорной обработки сигнала. Разные фирмы решают проблему создания квадратичного элемента различным образом. Например фирма «OPTEX» применяет два обычных сдвоенных пироэлемента , расположенных рядом. Основная задача системы - выделить и «отсеять» события, вызванные одновременной засветкой обоих пироэлементов (например свет фар) или электрической помехой.
Достаточно много фирм применяют специальную конструкцию счетверенного пироприемника , где четыре чувствительных элемента расположены в одном корпусе. При этом встречно включены пироэлементы , расположенные как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Такой извещатель не будет реагировать на мелких животных (мыши, крысы), которые зачастую бывают в складских помещениях и являются одной из причин ложных срабатываний (рис. 8). Использование разнополярного подключения чувствительных элементов в таком извещателе делает невозможным «шумовое» ложное срабатывание.
Фирма «ADEMCO» настолько уверена в совершенстве разработанного ею квадратичного извещателя , что объявила о выплате премии, если обладатель извещателя зафиксирует его ложное срабатывание.
Еще одной мерой предосторожности является применение проводящих пленочных покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность входного окна для противодействия радиочастотным помехам.
Эффективным методом повышения помехоустойчивости извещателей является применение так называемой «двойной технологии», которая заключается в использовании комбинированного извещателя , реализующего пассивный инфракрасный и активный радиоволновой (иногда - ультразвуковой) принципы действия. Такие извещатели будут рассмотрены в следующих лекциях.
Рис. 8. Работа многоканальной системы селекции шумовых импульсов на примере работы квадратичного охранного пассивного ИК-извещателя .
В силу принципа обнаружения, для таких извещателей весьма сложно обнаружить нарушителя, если окружающая температура приближается к температуре человеческого тела. В таких случаях извещатель попросту слепнет, а для нашего южного региона температура 35-40 градусов летом вовсе не является редкостью, тем более в закрытых не кондиционируемых помещениях с недостаточно теплоизолированными крышей и стенами. Для борьбы с этой проблемой придумана термокомпенсация . Суть ее работы заключается в том, что при приближении температуры в помещении к критической (37 градусов по Цельсию) извещатель скачкообразно увеличивает чувствительность (обычно на порядок). Конечно это снижает его помехозащищенность, но позволяет обнаружить нарушителя и в этих экстремальных условиях. При понижении температуры извещатель возвращает чувствительность в норму.
Мы рассмотрели основы работы и конструкцию пассивных инфракрасных охранных извещателей . В целом все конструктивные ухищрения, применяемые теми или иными фирмами, имеют одну цель - уменьшить вероятность ложного срабатывания извещателя , поскольку ложное срабатывание ведет к неоправданным затратам на реагирование по тревоге, а также влечет моральный ущерб для владельца охраняемого имущества.
Извещатели постоянно совершенствуются. На современном этапе основными направлениями совершенствования извещателей является повышение их чувствительности, уменьшение числа ложных срабатываний, дифференциация подвижных объектов по признаку санкционированного или несанкционированного пребывания в зоне обнаружения.
Как источник электрического сигнала, каждый чувствительный пироэлемент является также источником случайных шумовых сигналов. Поэтому актуальной является задача минимизации флуктуационных помех, решаемая схемотехническим путем. Используются разные методы борьбы с шумами.
Во-первых, в извещателе устанавливаются электронные дискриминаторы входного сигнала по верхнему и нижнему уровню, что минимизирует частоту появления помехи (рис. 9).
Рис. 9. Пороговая система двухстороннего ограничения уровня шумового сигнала охранного пассивного ИК-извещателя .
Во-вторых, применяется режим синхронного учета импульсов, поступающих по обоим оптическим каналам. Причем схема составляется таким образом, что полезный оптический сигнал на входе приводит к появлению положительного электрического импульса по одному каналу и отрицательного по другому. На выходе применяется схема вычитания. Если источником сигнала является шумовой электрический сигнал - он будет идентичен для двух каналов и на выходе результирующий сигнал будет отсутствовать. Если источником сигнала является оптический сигнал, то выходной сигнал будет суммироваться.
В третьих , применяется метод счета импульсов. Сущность этого метода состоит в том, что одиночный сигнал регистрации объекта не приводит к формированию сигнала тревоги, а устанавливает извещатель в так называемое «предтревожное состояние». Если в течении определенного времени (на практике это - 20 секунд) повторно не поступит сигнал регистрации объекта, происходит сброс предтревожного состояния извещателя (рис. 10). Пользоваться этим методом необходимо осторожно, и применять его только тогда, когда это оправдано. Необходимо помнить, что шанса зафиксировать второй импульс у извещателя может и не быть, и он буде мирно почивать прикрытый картонной коробкой.
Рис. 10. Работа системы счетчика импульсов.
Замечательное свойство формировать зону обнаружения матрицей из линз Френеля позволило производителям создать унифицированную конструкцию извещателя , а изменять его свойства путем замены матрицы. Таким образом один и тот же извещатель можно сделать объемным, можно создать зону «длинный луч» - видит далеко, но узко, можно создать извещатель – «штору», при помощи которого отсекать при помощи зоны обнаружения, похожей на штору необходимые нам части объекта.
Как правило все извещатели требуют подключения электрического питания 12 В постоянного тока. Ток потребления типового извещателя находится в пределах 15 - 40 мА. Сигнал тревоги формируется и передается на охранную централь посредством выходного реле с нормально замкнутыми контактами.
Применение вместо обычных реле твердотельных позволило так же сократить энергопотребление. Напомню, что эти извещатели пассивны, что так же позволяет иметь минимальный ток потребления. Как и большинство охранных извещателей , пассивные инфракрасные извещатели являются восстанавливаемыми, т.е. при обнаружении нарушителя он перейдет в состояние «тревога», при отсутствии дальнейшей регистрации движения он восстановится в состояние «норма». Обычно, для удобства обслуживания в извещателе встроен светодиод красного цвета, который сигнализирует о состоянии «тревога», но может передавать и иные дополнительные сообщения.
Для нормального размещения зоны обнаружения в пространстве необходимо учитывать рекомендуемую производителем высоту установки извещателя , которая обычно составляет 2,2- 2,5 метров для настенного исполнения. Так же напомню, что не допускается переориентирование извещателя (боком, вверх ногами).
При выборе извещателя необходимо помнить, что температурные диапазоны у них разные, и если Вы установите извещатель , работающий до 0 градусов в не отапливаемом помещении, то можно ожидать проблемы в эксплуатации зимой при морозах.
Промышленностью выпускаются извещатели для установки в помещении, а также на открытых площадках; последние имеют соответствующее климатическое исполнение. Типовой срок службы пассивных инфракрасных извещателей - 5 - 6 лет.
Примеры извещателей
С зоной обнаружения типа «длинный луч»: Астра-5 исп. В, Фотон-10А, Фотон-15А, Фотон-16.
С зоной обнаружения типа «штора»: Астра-5 исп. Б, Астра-531 исп. ИК, Икар-Ш , Икар-5Б, Фотон-10Б, Фотон-10БМ, Фотон-15Б, Фотон-16Б, Фотон-20Б, Фотон-22Б, Фотон-Ш , Фотон-Ш-1, Фотон-Ш2.
С объемной зоной обнаружения: Астра-5 исп. А, Астра-5 исп. АМ, Астра-511, Астра-512, Астра-7 исп. А, Астра-7 исп. Б, Фотон-9, Фотон-9М, Фотон-10, Фотон-10М, Фотон-10М-01, Фотон-12, Фотон-12-1, Фотон-15, Фотон-16, Фотон-17, Фотон-19, Фотон-20, Фотон-21, Фотон-22, Икар-1А, Икар-2/1, Икар-5А, Икар-7/1.
Активные оптико-электронные извещатели .
Линейные оптико-электронные извещатели (активные ИК извещатели ), как правило, имеют двухблочную конструкцию и состоят из блока излучателя (БИ) и блока фотоприемника (БФ), образующих оптическую систему. Излучатель формирует поток инфракрасного излучения (инфракрасный луч) с заданными характеристиками, который попадает на приемник. Появление в зоне обнаружения извещателя оптически непрозрачного объекта вызывает прерывание ИК луча (или снижение его мощности), попадающего в приемник, который анализирует величину и длительность этого прерывания и в соответствии с заданным алгоритмом формирует извещение о тревоге путем изменения сопротивления контактов, подключаемых к ШС. Также встречаются извещатели , имеющие одноблочную конструкцию, оптическая система которых состоит из излучателя и фотоприемника, объединенных в одном корпусе, а также светоотражателя (катафота ). Входные окна БИ и БФ обычно закрыты специальными фильтрами (иногда эти фильтры выполнены одним целым с крышкой корпуса извещателя ). Схема активного ИК извещателя представлена на рисунке 11.
Достоинством
активных ИК извещателей
является то, что их обнаружительная
способность не зависит от характеристик
теплового излучения человека (нарушителя).
Также
они нечувствительны к изменению характеристик теплового излучения окружающих
объектов (фона) и возникающим тепловым помехам, что очень актуально при
эксплуатации на открытых площадках.
Рисунок 11 - Схема активного ИК извещателя
К недостаткам активных ИК извещателей можно отнести их способность формировать только линейную зону обнаружения, что обуславливает узкую область применения. Отчасти эта проблема может быть решена путем организации поверхностной зоны обнаружения за счет применения извещателей , формирующих несколько ИК лучей, или построения ИК барьера из нескольких извещателей . Но при этом размеры зоны обнаружения для первого варианта будут небольшими, а второй вариант потребует увеличения финансовых затрат. К недостаткам можно отнести и чувствительность к оптическим засветкам.
В последнее время некоторыми фирмами-изготовителями предпринимаются попытки создания активного охранного извещателя с применением лазера ИК диапазона. Так, японская фирма «Optex » недавно начала выпуск извещателя , использующего принцип сканирования окружающего пространства лазерным лучом.
Основные функциональные характеристики активных ИК извещателей и их влияние на применение и тактику охраны
Активные ИК извещатели формируют линейную зону обнаружения. Их можно применять для организации первого рубежа охраны объектов (блокировка протяженных инженерных ограждений (заборов), окон или дверей снаружи здания, ворот, вентиляционных шахт и каналов и т.п.). Т.к. активные инфракрасные извещатели формируют линейную зону обнаружения, на их применение будет оказывать влияние форма охраняемого объекта, зависящая от особенностей ландшафта и самого объекта. Охраняемые объекты должны быть прямолинейными, в противном случае, объект разбивается на несколько прямолинейных участков, для блокировки которых используется отдельный извещатель (см. рисунки 12, 13).
Рисунок 12 - Неправильное использование активного
ИК извещателя
На рисунке 12 показано неправильное использование активного ИК извещателя . В зонах А и Б возможно проникновение нарушителя через охраняемое ограждение. При этом в зоне Б зоны обнаружения извещателя находится за пределами охраняемого объекта, где есть высокая вероятность ее случайного перекрытия (качающиеся ветки деревьев, действия случайных прохожих и т.п.), что приведет к формированию ложного извещения о тревоге.
Рисунок 13 - Схема охраны объекта сложной формы
На рисунке 13 показана примерная схема охраны объекта сложной формы при помощи нескольких извещателей . Разбивка объекта на участки должна быть произведена таким образом, чтобы нарушитель не смог проникнуть на объект, не перекрыв ИК луча, т.е. максимальное расстояние между полотном ограждения и ИК лучом (воображаемой линией между БИ и БФ) должно быть меньше габаритов человека (примерно 300 – 350 мм).
Основными функциональными характеристиками активного ИК извещателя являются максимальная рабочая дальность действия, коэффициент запаса, чувствительность и помехозащищенность.
Максимальная рабочая дальность действия – максимально возможное расстояние, на которое могут быть разнесены излучатель и приемник извещателя при условии его соответствия требованиям национального стандарта.
Коэффициентом запаса называется максимальное значение уменьшения потока инфракрасной энергии, не приводящее к формированию извещения о тревоге. Этот коэффициент характеризует устойчивость извещателя к воздействию метеорологических факторов (дождь, снегопад, туман). Минимально допустимые значения коэффициента запаса зависят от рабочей дальности действия и приведены в национальном стандарте. Т.к. в помещениях не бывает атмосферных осадков, требования к коэффициенту запаса извещателей , предназначенных для эксплуатации в помещении, значительно ниже аналогичных требований для извещателей , предназначенных для эксплуатации на открытом воздухе.
Конкретные значения максимальной рабочей дальности действия и коэффициента запаса для каждой модели извещателя устанавливает предприятие-изготовитель.
Для обеспечения возможности применения на различных объектах большинство современных активных ИК извещателей имеет возможность регулировки дальности действия. Как правило, регулировка дискретна, каждое ее значение соответствует определенному диапазону дальности действия. Не допускается эксплуатировать извещатель при несоответствии фактической дальности действия установленному при регулировке диапазону. В случае если фактическая дальность превышает установленную, коэффициент запаса может оказаться недостаточным, что при наличии атмосферных осадков (интенсивный снег, дождь, плотный туман) может привести к нарушению работоспособности извещателя (проявляющемуся в виде формирования ложного извещения о тревоге и невозможности постановки на охрану). Если фактическая дальность ниже установленной мощность ИК излучения, попадающего на приемник, будет избыточной, что в некоторых случаях может привести к пропуску нарушителя. Избыточной мощностью сигнала обусловлено и наличие у активных ИК извещателей минимальной дальности действия. Расстояние между БИ и БФ не должно быть меньше значения, указанного в эксплуатационной документации, прилагаемой к извещателю .
Чувствительностью активного ИК извещателя называется длительность прерывания инфракрасного луча, при превышении которой извещатель должен формировать извещение о тревоге. Минимально допустимое значение чувствительности для извещателей , эксплуатируемых на открытых площадках, регламентировано национальным стандартом и составляет 50 мс.
Эта величина определена с учетом антропометрических характеристик человека и соответствует пересечению нарушителем зоны обнаружения извещателя бегом с максимальной скоростью. В современных извещателях предусмотрена дискретная регулировка чувствительности до значения 400 – 500 мс.
Устанавливать значение чувствительности рекомендуется с учетом наиболее вероятного времени нахождения нарушителя в зоне обнаружения, которое зависит от его размеров и скорости перемещения. Например, если извещатель установлен на открытом пространстве, где нарушитель будет иметь возможность разбежаться и пересечь зону с высокой скоростью, следует устанавливать высокую чувствительность (50 мс). В случае отсутствия у нарушителя возможности для разбега и перемещения с высокой скоростью (например, при блокировке узкого пространства между двумя заборами) значение чувствительности можно установить в диапазоне 100 – 200 мс. Если нарушитель будет вынужден находиться в ЗО достаточно продолжительное время, например, при преодолении блокируемого участка ползком или перелезании ограждения (забора), значение чувствительности можно установить в диапазоне 400 - 500 мс. Корректность выбора значения чувствительности необходимо проконтролировать после установки и настройки извещателя на объекте совершением тестовых пересечений зоны наиболее вероятными способами и с максимально возможной скоростью. После каждого пересечения зоны обнаружения извещатель должен формировать извещение о тревоге. За исключением обоснованных случаев, не рекомендуется устанавливать максимально высокую чувствительность (50 мс), т.к. это снижает помехозащищенность извещателя .
Помехозащищенностью называется длительность прерывания инфракрасного луча, при отсутствии превышения которой извещатель не формирует извещение о тревоге. Минимально допустимое значение помехозащищенности для извещателей , эксплуатируемых на открытых площадках, регламентировано национальным стандартом и составляет 35 мс. Эта величина определена с учетом размеров и скорости перемещения наиболее вероятных помех, таких как падающие листья, пролетающие птицы и т.п.
В современных отечественных извещателях изменение помехозащищенности происходит автоматически одновременно с изменением чувствительности в процессе ее регулировки. Повышению помехоустойчивости извещателя способствует применение в нем сдвоенного (синхронизированного) ИК луча. Соотношения между чувствительностью и помехозащищенностью для современных отечественных активных ИК извещателей приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Параметр |
Значение |
||||
|
Чувствительность, мс |
|||||
|
Помехозащищенность, мс |
|||||
Влияние внешних факторов на работу активных ИК извещателей и рекомендации по его уменьшению
1) Температурный фактор . Температура окружающей среды оказывает негативное влияние на работоспособность извещателя , если ее значение превышает допустимые значения рабочей температуры, установленные для данного извещателя . Для уменьшения вероятности перегрева извещателя следует по возможности избегать установки его в местах, где он будет подвергаться длительному воздействию прямых солнечных лучей, а также использовать защитные козырьки. Для эксплуатации в районах, где в зимнее время часто наблюдаются очень низкие температуры (минус 40 °С и ниже), необходимо выбирать извещатели , имеющие встроенный автоматический подогрев платы и оптики. Нижнее значение диапазона рабочих температур для современных отечественных извещателей равняется минус 40 °С , при наличии встроенного обогрева оно снижается до минус 55 °С. Если температура воздуха опустилась ниже допустимых значений извещателя , необходимо учесть, что он может не обнаруживать нарушителя, целесообразно организовать охрану объекта методом патрулирования.
2) Оптические засветки . Причиной высокой освещенности может быть как солнце, так и источники искусственного освещения. Наличие на входном окне БФ извещателя освещенности, фактическое значение которой превышает нормы, установленные в национальном стандарте (более 20000 лк от естественного освещения и источников света, питающихся от источников постоянного тока, и 1000 лк от источников света (в т.ч. люминесцентных ламп), питающихся от сети переменного тока), может являться причиной ложных срабатываний или пропуска нарушителя. Для исключения влияния данного фактора на работу извещателя он должен быть установлен таким образом, чтобы на входное окно БФ не попадали прямые солнечные лучи (это особенно актуально во время заката или восхода, когда неэффективны различные защитные козырьки) и излучение от мощных осветительных приборов (прожекторов, мощных люминесцентных ламп и пр.). Большинство активных ИК извещателей , включенных на сегодняшний день в «Список…», обладают устойчивостью к естественному освещению величиной до 30000 лк.
3) Атмосферные осадки . Атмосферные осадки оказывают негативное влияние на коэффициент запаса извещателя вследствие ослабления излучения из-за рассеивания его каплями воды или снежинками. Также они могут быть причиной появления влаги в корпусах блоков извещателя , что может вызвать потерю его работоспособности. В зимнее время возможно также обледенение входных окон блоков извещателя . Коэффициент запаса современных извещателей , как правило, позволяет им исправно функционировать при наличии атмосферных осадков, но в случае их особой интенсивности может возникнуть нарушение работоспособности извещателя (проявляющееся в виде постоянного формирования извещения о тревоге и невозможности постановки на охрану). В этом случае следует организовать охрану объекта методом патрулирования. Для уменьшения вредного воздействия атмосферных осадков можно использовать защитные козырьки, следует чаще проводить техническое обслуживание (очистку входных окон от льда и снега) извещателя . Необходимо применять извещатели с более высокой степенью защиты оболочки (не ниже IP54 по ГОСТ 14254), тщательно герметизировать вводные технологические отверстия в корпусах блоков при монтаже. В случае установки извещателя на небольшой высоте от земли или иной поверхности (например, непосредственно над полотном ограждения) постепенно увеличивающийся слой снега (сугроб) может перекрыть зону обнаружения извещателя , что вызовет постоянное формирование ложного извещения о тревоге. Зона обнаружения извещателя также может быть перекрыта образовавшимися сосульками в случае ее расположения под какими-либо выступающими конструкциями и их элементами. Для предотвращения нарушения нормальной работы извещателя необходимо расчищать снег, скапливающийся в зоне обнаружения, своевременно удалять образующиеся сосульки. В случае установки извещателя вдоль верхнего края ограждения рекомендуется смещать его от оси ограждения внутрь объекта.
4) Электромагнитные помехи (ЭМП). Источником ЭМП, способных повлиять на работу извещателя , могут быть как работающее электрооборудование большой мощности, так и атмосферные электрические разряды (гроза). Для эксплуатации на открытом воздухе следует применять извещатели , имеющие устойчивость к ЭМП по ГОСТ Р 50009 (электростатический разряд, электромагнитное поле, электрические импульсы в цепи электропитания) не ниже 3 степени. При установке извещателей на открытом воздухе приходится прокладывать протяженные соединительные линии, подверженные воздействию ЭМП. Для ослабления влияния ЭМП на работу извещателя необходимо все соединительные линии прокладывать в металлорукавах (стальных трубах) и использовать заземление.
5) Изменение положения в пространстве конструкций, на которых закреплены блоки извещателя . Эти изменения могут иметь как естественную, так и техногенную природу. Причиной их могут являться, например, вибрация вследствие работы каких-либо механизмов или движения большегрузного транспорта, сезонные подвижки грунта, ремонтные и другие работы, проводимые в непосредственной близости от места установки извещателя . Последствиями их могут быть ложные срабатывания и снижение коэффициента запаса. Для предотвращения влияния данного фактора на работу извещателя необходимо по возможности устанавливать его на основаниях, не подверженных вибрации, деформации, имеющих устойчивый фундамент (несущие стены капитальных строений и т.п.).
6) Наличие в воздухе твердых мелкодисперсных частиц . Эти частицы могут иметь как естественное (пыль, пыльца растений), так и техногенное (пыль, копоть и пр.) происхождение. Их оседание на входном окне извещателя приводит к уменьшению коэффициента запаса. Для борьбы с этим явлением на объектах с повышенным содержанием пыли или копоти в воздухе следует чаще проводить техническое обслуживание извещателя . Эксплуатационные особенности активных ИК извещателей .
Электропитание активных извещателей , как правило, допустимо осуществлять от источника постоянного тока с номинальным напряжением 12 или 24 В. Для электропитания извещателей , эксплуатируемых на открытых площадках (особенно при большой протяженности шлейфов питания), рекомендуется использовать источники с номинальным напряжением 24 В. Электропитание встроенного подогрева (при его наличии), как правило, осуществляется от отдельного источника, подключаемого к специально предназначенным для этой цели клеммам. Выходная мощность источников должна соответствовать нагрузке.
Особенности организации ИК барьера
Интервал между извещателями следует выбирать таким образом, чтобы у нарушителя отсутствовала возможность пролезть между ИК лучами, не перекрыв их. Для применения на открытом воздухе можно рекомендовать интервал около 350 мм. Для организации ИК барьера можно применять извещатели , имеющие несколько рабочих частот. Это необходимо для исключения влияния излучения одного извещателя на работу соседнего. В случае необходимости использования в барьере извещателей в количестве, превышающем количество рабочих частот, их нужно установить таким образом, чтобы ИК лучи извещателей , работающих на одной частоте, были направлены навстречу друг другу (рисунок 14). Таким же образом можно организовать и двухлучевой барьер из извещателей , имеющих одну рабочую частоту.
Рисунок 14 - Пример барьера ИК извещателей , работающих на одной частоте
При необходимости создания ИК барьера в горизонтальной плоскости извещатели необходимо устанавливать таким образом, чтобы излучения одной рабочей частоты близко расположенных БИ были разнонаправлены и не могли одновременно попадать на входное окно одного БФ (рисунок 15).
Рисунок 15 – Пример ИК барьера в горизонтальной плоскости
Настройка параметров извещателя , необходимых для работы на каждом конкретном объекте, производится либо с помощью переключателей, либо программированием. Процесс программирования параметров изложен в эксплуатационной документации, прилагаемой к извещателю . После установки извещателя на объекте и подключения электропитания необходимо настроить взаимное расположение излучателя и приемника извещателя . Грубая настройка проводится визуально путем приблизительного совмещения их оптических осей или по показаниям индикатора ИК излучения (при наличии этого индикатора). В некоторых моделях извещателей (например, ИО209-32 «СПЭК-1115») для этой цели предусмотрен специальный оптический визир. После завершения грубой настройки необходимо произвести юстировку (точную настройку) блоков. Осуществляется она путем плавного поворота блока в разных направлениях на небольшой угол в горизонтальной и вертикальной плоскостях при помощи предусмотренных конструкцией извещателя юстировочных приспособлений (винтов или маховиков). Процесс юстировки контролируется в зависимости от конкретной модели извещателя либо по показаниям вольтметра, подсоединяемого к специальному разъему, либо по изменению встроенной световой индикации. Юстировка считается завершенной при максимальных показаниях вольтметра либо при наличии световой индикации, вид которой указан в эксплуатационной документации. ВНИМАНИЕ. Юстировка блоков извещателя обеспечивает наличие на входном окне БФ необходимой мощности ИК излучения, а также достижение максимального коэффициента запаса и является необходимой и обязательной процедурой, даже в том случае, если после грубой настройки извещатель переходит в дежурный режим и способен формировать извещение о тревоге при пересечении зоне обнаружения.
Дистанционный контроль функционирования предназначен для проверки работоспособности извещателя с пульта централизованного наблюдения. Осуществляется путем кратковременной коммутации специально предназначенного для этой цели выхода и положительного выхода электропитания. В результате происходит кратковременное прерывание излучения БИ, после чего извещатель должен выдать извещение о тревоге. Данная функция требует прокладки дополнительного провода, но может оказаться полезной при охране периметров большой протяженности или затрудненном доступе к извещателю (например, в зимнее время). В случае установки извещателя таким образом, что его зона обнаружения направлена вдоль протяженной поверхности (полотна ограждения, стены и т.п ), может проявиться эффект переотражения , заключающийся в том, что на входное окно БФ помимо прямого ИК излучения будет попадать и переотраженное (рисунок 16). В результате, при достаточной мощности переотраженного излучения извещатель не будет формировать извещения о тревоге при перекрытии основного. Данный эффект может проявляться и при атмосферных осадках небольшой интенсивности, когда ИК излучение будет отражаться от снежинок, капель воды.
Рисунок 16 – Эффект переотражения
Для исключения отрицательного влияния эффекта переотражения в современных отечественных извещателях предусмотрена возможность включения т.н. «интеллектуального режима обработки сигнала», суть которого заключается в том, что извещатель формирует извещение о тревоге при уменьшении мощности ИК излучения на входном окне БФ примерно на 70 %.
На отечественном рынке активные ИК извещатели в настоящее время представлены в основном продукцией российской фирмы ЗАО «СПЭК», (г. Санкт-Петербург), японских фирм «Optex » и «Aleph », немецкой «Bosch » и некоторых других.
На сегодняшний день полностью соответствуют требованиям отечественных национальных стандартов и ЕТТ только извещатели производства ЗАО «СПЭК». Ниже приведены рекомендации по их выбору для охраны различных объектов с учетом основных особенностей и характеристик. Следует отметить, что конструктивные особенности активных ИК извещателей , особенно предназначенных для эксплуатации на открытых площадках, обусловливают их высокую стоимость. Поэтому применение большинства из них будет наиболее целесообразно на достаточно важных объектах.
Выбор однолучевых извещателей (или со сдвоенным синхронизированным ИК лучом), как правило, осуществляется с учетом максимальной рабочей дальности действия. Нецелесообразно применять извещатель с максимальной рабочей дальностью действия, значительно превышающей фактические размеры охраняемого объекта. Для эксплуатации в районах, где в зимнее время часто наблюдаются очень низкие температуры (минус 40 °С и ниже), необходимо выбирать извещатели , имеющие встроенный автоматический подогрев платы и оптики. Монтаж, подключение, настройка и эксплуатация извещателей должны проводиться в строгом соответствии с прилагаемой эксплуатационной документацией. Некоторые извещатели можно эксплуатировать также и в помещениях. В этом случае их максимальная рабочая дальность действия увеличивается вследствие более низких требований к коэффициенту запаса, что должно быть отражено в эксплуатационной документации. Каждому активному ИК извещателю , включенному в список, присвоено условное обозначение вида «ИО209-ХХ/У», где «И» означает вид продукции (извещатель ), «О» – область применения (охранный), «2» – характеристику зоны обнаружения (линейная), «09» – принцип действия (оптико-электронный), «ХХ» - порядковый номер разработки, зарегистрированный в установленном порядке, через косую дробь «У» – порядковый номер конструктивной модификации (при наличии нескольких модификаций).
Рисунок 17 - ИО209-16 «СПЭК-7»
ИО209-16 «СПЭК-7». Многолучевой извещатель выпускается в двух исполнениях (модификациях) ИО209-16/1 «СПЭК-7-2» (формирует 2 луча с интервалом 350 мм) и ИО209-16/2 «СПЭК-7-6» (формирует 6 лучей с интервалом 70 мм). Излучатели и фотоприемники смонтированы в единых корпусах (т.н. колонках КИ и КФ). Извещатель рекомендуется использовать для охраны проемов ворот, калиток, блокирования доступа к окнам и дверям здания извне. При этом ИО209-16/2 «СПЭК-7-6» способен обнаруживать протянутую через зону обнаружения руку. Оба исполнения извещателя имеют рабочую дальность действия от 0,4 до 15 м (на открытом воздухе), 4 значения чувствительности. Имеется возможность использования до 5 извещателей в ИК барьере. КИ при этом объединяются линией синхронизации. КФ могут быть как синхронизированы, так и работать каждый со своими собственными настройками. Максимальная длина линии синхронизации между соседними КИ или КФ - не более 10 м. Синхронизация позволяет экономить средства за счет прокладки меньшего количества ШС. Имеется возможность настройки количества ИК лучей, одновременное пересечение которых необходимо для формирования извещения о тревоге, что повышает устойчивость извещателя к пересечению зоны обнаружения мелкими животными, птицами и т.п. Извещатель можно применять и в помещениях.
ИО209-17 «СПЭК-8» Извещатель имеет сдвоенный в горизонтальной плоскости ИК луч, 4 рабочих частоты, 4 значения чувствительности, встроенный подогрев. Дальность действия извещателя - от 35 до 300 м. Извещатель рекомендуется применять для блокировки прямолинейных участков периметров большой протяженности, в т.ч. в районах с холодным климатом.
Рисунок 18 - ИО209-17 «СПЭК-8»
Рисунок 19 - ИО209-22 «СПЭК-11»
ИО209-22 «СПЭК-11» Максимальная рабочая дальность действия - 150 м (на открытом воздухе). Извещатель имеет 1 ИК луч, 2 рабочих частоты, 2 значения чувствительности. Данный извещатель предназначен для применения во взрывоопасных зонах класса 1 и 2 помещений и наружных установок по ГОСТ Р 52350.14 (классы B-Ia , B-Iб , B-Iг по ПУЭ) и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах. Взрывозащищенное исполнение вида «взрывонепроницаемая оболочка». Маркировка взрывозащиты 1 Ex d IIB T5 X. Извещатель можно применять и в помещениях. Применение на иных объектах нецелесообразно вследствие высокой стоимости.
ИО209-29 «СПЭК-1112» Извещатель с двумя горизонтально расположенными несинхронизированными ИК лучами. Благодаря наличию двух выходных реле, извещатель позволяет определять направление пересечения ЗО нарушителем (при пересечении лучей в одном направлении размыкается одно реле, при пересечении в другом направлении – второе). Рабочая дальность действия - от 10 до 150 м. Извещатель имеет встроенный обогрев, 4 рабочих частоты, 2 значения чувствительности. Рекомендуется для охраны различных объектов в т.ч. в районах с холодным климатом.
Рисунок 20 - ИО209-29 «СПЭК-1113»
ИО209-29 «СПЭК-1113» Извещатель имеет одноблочную конструкцию со светоотражателем, 5 рабочих частот, 4 значения чувствительности. Рабочая дальность действия - от 5 до 10 м (на открытом воздухе). Встроенный обогрев отсутствует. Рекомендуется применять для блокировки проемов ворот, калиток, выходов воздуховодов, вентиляционных шахт и других объектов, имеющих небольшие размеры. Благодаря относительно невысокой стоимости, извещатель целесообразно будет применять в т.ч. для охраны обычных объектов, объектов ИЖС и т.п. Извещатель можно применять в помещениях.
Рисунок 21 - ИО209-32 «СПЭК-1115»
ИО209-32 «СПЭК-1115» Выпускается в четырех исполнениях, отличающихся максимальной рабочей дальностью действия и наличием встроенного подогрева:
а) ИО209-32/1 «СПЭК-1115» имеет дальность действия от 1 до 75 м;
б) ИО209-32/2 «СПЭК-1115М» имеет дальность действия от 1 до 75 м и встроенный подогрев;
в) ИО209-32/3 «СПЭК-1115-100» имеет дальность действия от 1 до 100 м;
г) ИО209-32/4 «СПЭК-1115М-100» имеет дальность действия от 1 до 100 м и встроенный подогрев.
Извещатель имеет сдвоенный в вертикальной плоскости ИК луч, 4 рабочих частоты, 4 значения чувствительности. Рекомендуется для охраны различных объектов, в т.ч. в районах с холодным климатом (для исполнений с литерой «М»).
ИО209-29 «СПЭК-1117» Данный извещатель является упрощенной модификацией извещателя «СПЭК-1115» и имеет более низкую стоимость, благодаря чему его целесообразно будет применять в т.ч. и для охраны обычных объектов, объектов ИЖС и т.п. Извещатель имеет сдвоенный в вертикальной плоскости ИК луч, 1 рабочую частоту, 2 значения чувствительности.
Импортные извещатели , присутствующие на отечественном рынке ТСО, часто не соответствуют действующему национальному стандарту и ЕТТ в части устойчивости к воздействию низких температур окружающей среды и коммутационных параметров выходных реле. Также зарубежные производители в технических характеристиках своих извещателей не приводят значение коэффициента запаса.
Перечень нормативно-технической документации, требования которой необходимо учитывать при изучении данной темы.
1. Р 78.36.026-2012 Рекомендации. Использование технических средств обнаружения, основанных на различных физических принципах, для охраны огражденных территорий и открытых площадок.
2. Р 78.36.028-2012 Рекомендации. Технические средства обнаружения проникновения и угроз различных видов. Особенности выбора, эксплуатации и применения в зависимости от степени важности и опасности объектов.
3. Р 78.36.013-2002 – «Рекомендации. Ложные срабатывания технических средств охраны и методы борьбы с ними».
4. Р 78.36.036-2013 «Методическое пособие по выбору и применению пассивных оптико-электронных инфракрасных извещателей ».
5. Р 78.36.031-2013 «Обследование объектов, квартир и МХИГ, принимаемых под центра лизованную охрану».
6. Р 78.36.022-2012 «Методическое пособие по применению радиоволновых и комбинированных извещателей с целью повышения обнаруживающей способности и помехозащищенности».
7. ГОСТ Р 50658-94 Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 4. Ультразвуковые доплеровские извещатели для закрытых помещений.
8. ГОСТ Р 50659-2012 Извещатели радиоволновые доплеровские для закрытых помещений и открытых площадок. Общие технические требования и методы испытаний.
9. ГОСТ Р 54455-2011 (МЭК 62599-1:2010) Система охранной сигнализации. Методы испытаний на устойчивость к внешним воздействующим факторам, модифицированный по отношению к международному стандарту МЭК 62599-1:2010 Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Методы испытаний на воздействие окружающей среды.
10. ГОСТ Р 50777-95 Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 6. Пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели для закрытых помещений.
11. ГОСТ Р 51186-98 Извещатели охранные звуковые пассивные для блокировки остекленных конструкций в закрытых помещениях. Общие технические требования.
12. ГОСТ Р 54832-2011 Извещатели охранные точечные магнито-контактные . Общие технические требования.
13. ГОСТ Р 52434-2005 Извещатели охранные оптико-электронные активные. Общие технические требования.
14. ГОСТ 31817.1.1-2012 Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 1. Общие положения.
15. ГОСТ 52435-2005 Технические средства охранной сигнализации. Классификация. Общие технические требования и методы испытаний.
16. ГОСТ Р 52551-2006 Системы охраны и безопасности. Термины и определения.
17. ГОСТ Р 52650-2006 Извещатели охранные комбинированные радиоволновые с пассивными инфракрасными для закрытых помещений. Общие технические требования и методы испытаний.
18. ГОСТ Р 52651-2006 Извещатели охранные линейные радиоволновые для периметров. Общие технические требования и методы испытаний.
19. ГОСТ Р 52933-2008 Извекщатели охранные поверхностные емкостные для помещений. Общие технические требования.
20. ГОСТ Р 53702-2009 Извещатели охранные поверхностные вибрационные для блокировки строительных конструкций закрытых помещений и сейфов.
21. ГОСТ 32321-2013 Извещатели охранные поверхностные ударно-контактные для блокировки остекленных конструкций в закрытых помещениях. Общие технические требования.
22. Список технических средств безопасности, удовлетворяющий «Единым техническим требованиям к системам централизованного наблюдения, предназначенным для применения в подразделениях вневедомственной охраны» и «Единым техническим требованиям к объектовым подсистемам охраны, предназначенным для применения в подразделениях вневедомственной охраны».
23. www.ktso.ru
24. www.guarda.ru
Вопросы для самопроверки.
1. Что является чувствительным элементом в ПИК извещателях ?
2. Для чего зона обнаружения ПИК извещателя разделена на ярусы?
3. Какие основные типы зон обнаружения бывают у ПИК извещателей ?
4. Какого вида зона обнаружения у рассмотренных нами активных инфракрасных извещателей ?
5. Приведите пример активного инфракрасного извещателя .
Оптико-электронные извещатели – это приборы, в которых для обнаружения тревожного события используются оптические устройства и сенсоры различной конструкции. Дальнейшая обработка полученного сигнала осуществляется электронной схемой. Такие устройства широко используются в системах как охранной так и пожарной сигнализации.
Основными причинами их популярности являются:
Оптическая часть этих извещателей работает в инфракрасном (ИК) диапазоне излучений. Существуют различные варианты исполнения инфракрасных датчиков, различающихся принципом действия, назначением и особенностями применения.
Пассивные.
Используются в системах охранной сигнализации. Их основными преимуществами является экономическая доступность и широкая область применения. Принцип действия основан на анализе разницы ИК излучения между секторами, формируемыми специальными линзами (Френеля).
Приемником инфракрасного потока является пироэлектрический модуль, формирующий электрические импульсы, обрабатываемые электроникой.
Современные извещатели достаточно часто используют микропроцессорную обработку сигнала, что повышает их надежность, эффективность и устойчивость к помехам.
Активные.
Они оценивают изменения интенсивности ИК луча, генерируемого, входящим в их состав передатчиком. Конструктивно приемная и передающая части могут быть размещены в отдельных блоках, устанавливаемых друг против друга. В этом случае контролируется часть пространства, находящаяся между ними.
При моноблочном исполнении для возвращения луча на прибор используется специальный отражатель. Такие извещатели применяются в охранных и пожарных системах.
Достаточно подробно работа таких устройств рассмотрена в материале про линейные датчики, используемые в охранно пожарной сигнализации.
Помимо "классических" проводных устройств, использующих для передачи информации о своем состоянии реле существуют адресные оптико- электронные извещатели. Передавая сигнал приемно-контрольному устройству, они добавляют в информацию свой, уникальный для каждого изделия, код.
За счет этого становится возможность локализация тревожного события с точностью до места установки датчика. Стоимость их, естественно, выше, но в ряде случаев оно того стоит.
Еще одна технология - адресно аналоговая. Она подразумевает передачу оцифрованных данные сканируемого параметра, на основании которых решение о формировании сигнала тревоги принимает приемно-контрольный прибор. Такие извещатели используются, главным образом, в противопожарных системах.
Последнее что стоит отметить - способы передачи сигнала. Их, собственно, два:
Принцип действия охранных оптико-электронных устройств изложен в начале этой статьи. Что касается зон обнаружения, то пассивные инфракрасные извещатели позволяют использовать все возможные варианты:
Активные работают по последнему (лучевому) принципу.
Все они по своей сути являются датчиками движения, то есть обнаруживают перемещение объекта в охраняемой зоне. Для поверхностных и линейных правильнее будет сказать - пересечение зоны обнаружения. Дополнительно про то как это работает можно посмотреть .
Оптико-электронные приборы, используемые в системах пожарной сигнализации и установках автоматического пожаротушения, относятся к дымовым извещателям. По типу зоны обнаружения их подразделяют на:
Точечные имеют в своем составе дымовую камеру. Она представляет собой своеобразный лабиринт в начале и конце которого установлены излучатель и фотоприемник. При попадании внутрь дыма происходит рассеяние ИК излучения что фиксируется электронной схемой прибора.
Область применения таких извещателей весьма широка, они устанавливаются В офисах , магазинах, гостиницах и других подобных объектах. По типу типу формирования информационного сигнала они подразделяются на:
По способу связи с приборами пожарной сигнализации эти извещатели бывают проводными и беспроводными (радиоканальными).
В целом это достаточно универсальные датчики, позволяющие решать различные вопросы обеспечения пожарной безопасности. Несколько неудобно, а иногда экономически нецелесообразно, применять их для установки в помещениях большой площади и (или) большим расстоянием до потолочного перекрытия.
В этом случае в системах пожарной сигнализации используются линейные оптико электронные извещатели. Газовой камеры они не имеют и контролируют оптическую плотность среды за счет анализа параметров инфракрасного луча. Для этих целей требуются приемник и передатчик, то есть такие устройства являются активными.
Общее ограничение на использование оптико электронных пожарных извещателей - помещения с повышенным содержанием пыли. Кроме того, такие устройства могут быть подвержены влиянию электромагнитных помех. Но это во многом зависит от модели датчика.
* * *
© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.
В системах охранной сигнализации извещатели, имеющие оптико электронный принцип действия используются инсталляторами широко и охотно. Давайте разберемся как они работают, а также рассмотрим достоинства, недостатки и область применения этих устройств.
Ключевым в названии таких приборов является слово "оптико" - то есть оптический. Правда диапазон, в котором они работают для человеческого глаза невидим, поскольку смещен в инфракрасную (ИК) область. Все приборы рассматриваемого принципа действия подразделяются на две группы:
Первые встречаются чаще за счет простоты установки и настройки. Они состоят из приемника, специальной линзы и электронного блока обработки сигнала (вот и вторая часть названия). Среди них тоже существует подразделение на:
Эти названия происходят от типа зоны обнаружения - то есть конфигурации части пространства в котором оптико электронный извещатель способен обнаружить тревожное событие. Этим событием является перемещение тела определенной массы с определенной скоростью. Эти параметры определяются его техническими характеристиками.
Диапазон обнаруживаемых скоростей начинается, как правило, со значения 0,3 м/сек. Что касается массы, то здесь многое зависит от дальности до объекта, высоты установки извещателя. В любом случае, человек обнаруживается без проблем, домашние животные, в большинстве случаев, тоже. Поэтому, существуют объемные инфракрасные извещатели с "защитой" от домашних животных, массой, скажем до 10 или 20 кг (прописывается в паспорте).
Общим недостатком всех пассивных оптико электронных датчиков является чувствительность к конвекционным воздушным потокам, будь то теплый воздух от отопительного прибора или тривиальный сквозняк. Поэтому при определении мест установки этих извещателей подобные моменты учитываются в обязательном порядке. Также критичным является жесткость несущей конструкции (отсутствие вибраций в процессе эксплуатации) и защита от посторонних засветок.
В системах охранной сигнализации инфракрасные датчики используются,. как правило, для организации второго рубежа защиты, то есть контроля внутреннего объема помещений за счет обнаружения в них движения потенциального нарушителя. Однако, поверхностные и линейные устройства могут использоваться для охраны периметра.
Пассивные поверхностные извещатели используются для обнаружения проникновения через двери, окна, всевозможные люки и перекрытия. Недостаток этого способа их применения только один - они сработают когда нарушитель будет уже внутри помещения. То есть речи о раннем обнаружении попытки проникновения не идет.
Все пассивные устройства имеют сравнительно небольшое расстояние обнаружения 10-20 метров. Объемные - поменьше, линейные побольше. Это свойство определяет их установку внутри небольших помещений. Если требуется оборудовать охранной сигнализацией большие площади, то можно:
Кстати, последние предназначены, как правило, для охраны протяженных периметров открытых площадок, поэтому имеют линейную зону обнаружения. Кроме того, другие типы зон для активных устройств реализовать технически невозможно. Для увеличения вертикальной площади контроля используют многолучевые извещатели.
Инфракрасные датчики критичны к оптической плотности среды (дождь, снег, туман), поэтому это следует учитывать при их уличной установке.
В заключение можно привести несколько наиболее популярных линеек моделей оптико электронных извещателей отечественных производителей. Это извещатели типа:
Все они выпускаются различных исполнений как по способу установки так и по параметрам зоны обнаружения. Например, Астра 5А - объемный извещатель, 5Б - поверхностный, 5В -линейный.
© 2010-2019 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов
