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Los sensores son el componente principal del sistema de alarma de seguridad y determinan en gran medida la confiabilidad de todo el sistema. El análisis de la gama de sensores de alarma de seguridad ofrecidos por los mayores fabricantes de sistemas de alarma de seguridad, así como los presentados en exposiciones recientes, muestra que en la clase de sensores para la seguridad de locales, los más populares son Sensores IR pasivos, combinados (principalmente IR + microondas), varias modificaciones de contacto (principalmente contacto magnético) y acústicos de rotura de vidrio. CONTENIDO
También se utilizan sensores de microondas, ultrasonidos activos y de choque inercial, aunque en mucha menor medida. Otros medios de detección prácticamente no se utilizan para proteger las instalaciones y, en general, existe una tendencia a reducir el alcance de los sensores según los principios de funcionamiento utilizados. Las principales tendencias en la construcción de sensores modernos son:
Consideremos los principios de operación , nomenclatura y características de uso de los sensores de alarma de seguridad más populares. SENSORES PASIVOS DE INFRARROJOSLos sensores pasivos infrarrojos responden a la radiación térmica de una persona en movimiento en el rango de longitud de onda de 8 a 14 micrones. Actualmente, los sensores pasivos de infrarrojos son los más populares; forman un elemento integral del sistema de seguridad de casi todas las instalaciones. Estos sensores son producidos por todos los principales fabricantes de equipos de alarma: PYRONIX (Inglaterra), ARITECH (Europa), C&K (EE.UU.), PARADOX (Canadá), ADEMCO (EE.UU.), DSC (Canadá), CROW (Israel), VISONIC (Israel), SCANTRONIC ( Inglaterra), etc. Los sensores IR pasivos constan de tres elementos principales:
Las lentes Fresnel se utilizan como sistema óptico de la mayoría de los sensores IR pasivos. Las ventajas de las lentes Fresnel incluyen:
Los sensores pasivos IR modernos están equipados con una gran cantidad de lentes Fresnel extraíbles para proporcionar una variedad de patrones de radiación y una mayor versatilidad al equipar una amplia variedad de configuraciones de sala. Al reemplazar la lente, se puede obtener una zona de sensibilidad del detector en forma de una única cortina continua o en forma de cortinas de múltiples ventiladores, mientras que es posible cambiar la longitud de la zona de sensibilidad (de 6 m a 50 m). , ángulo de visión (de 5O a 180O, para sensores de techo 360O) en un amplio rango) y el ángulo de inclinación de cada cortina, el número de rayos (de 2 a 64), es posible formar una zona de sensibilidad de un especial forma, por ejemplo con una zona muerta (pasillo) para mascotas cerca del suelo, etc. Las lentes Fresnel tradicionales utilizadas en sensores IR baratos tienen una sensibilidad de rango desigual. Esto se debe al hecho de que cada cortina de la zona de sensibilidad tiene un ángulo de visión fijo en el plano vertical, lo que significa que la altura de esta zona de sensibilidad aumenta con la distancia al sensor. Dado que la señal en la salida del elemento sensible es proporcional al grado de superposición de la zona sensible por parte del intruso, en los detectores tradicionales las señales de una persona a 20 m, o de un ratón a una distancia de 1 m, o de un insecto en la superficie de la lente puede tener una magnitud similar. Por otro lado, las señales de una persona desde una gran distancia serán de un nivel significativamente menor que las señales de una persona desde una distancia corta. Recientemente han aparecido sensores IR con lentes especiales y más complejas, en el que este inconveniente se elimina parcialmente. Así que las lentes de PARADOX tienen una geometría más compleja y precisa, lo que proporciona un aumento del 30% en la energía recolectada en comparación con las lentes estándar y, en consecuencia, un aumento en el nivel de señal útil de una persona a largas distancias. El material del que Estas lentes proporcionan protección al receptor piroeléctrico de la luz blanca. Otra forma de combatir el fenómeno de la sensibilidad desigual es utilizar ópticas de espejo, muy utilizadas, por ejemplo, por ARITECH. En este caso, en lugar de lentes de Fresnel o además de ellas, se instalan en los sensores IR varios espejos (generalmente 3) de una forma especial y un receptor piroeléctrico especialmente diseñado. La longitud total de la sensibilidad La zona se divide en varias zonas, cada una de ellas se controla mediante su espejo (enfoque por pasos). Esto garantiza una sensibilidad casi constante a distancia, y esta sensibilidad a largas distancias es aproximadamente un 60% mayor que la de las lentes Fresnel. Utilizando ópticas de espejo, también brindan protección para la zona cercana ubicada directamente debajo del lugar de instalación del sensor. Por analogía con las lentes Fresnel reemplazables, los sensores IR con óptica de espejo están equipados con máscaras de espejo reemplazables y desmontables, lo que permite adaptar el sensor a diversas configuraciones de la habitación protegida. El funcionamiento insatisfactorio del sensor de infrarrojos puede deberse a efectos tales como flujos de calor resultantes del calentamiento de los componentes eléctricos del sensor, insectos que caen sobre detectores piroeléctricos sensibles y posibles reflejos de la radiación infrarroja de las partes internas del detector. Para eliminar estos efectos, la última generación de sensores IR utiliza una cámara sellada especial entre la lente y el pirorreceptor (óptica sellada), por ejemplo en los nuevos sensores IR de PYRONIX y . C&K Los sensores IR utilizan como elemento sensible un detector piroeléctrico semiconductor ultrasensible (normalmente tantalato de litio), capaz de detectar una diferencia de varias décimas de grado entre la temperatura humana temperatura corporal y la temperatura ambiente. El cambio de temperatura se convierte en una señal eléctrica que, tras un procesamiento adecuado, activa una alarma. Los sensores de infrarrojos suelen utilizar piroelementos duales. En los últimos modelos, para reducir la frecuencia de falsas alarmas, se utilizan piroelementos cuádruples (como QUAD): se trata de dos receptores piroeléctricos duales ubicados en un sensor (generalmente colocados uno encima del otro). . La lógica del procesamiento conjunto de señales de estos dos pirorreceptores se basa en el hecho de que los radios de observación de estos pirorreceptores son diferentes y, por lo tanto, la fuente térmica de falsas alarmas no se observará en ambos pirorreceptores simultáneamente. En este caso, la geometría de colocación de los receptores pirorreceptores y su circuito de conexión se selecciona de tal manera que las señales de una persona tengan polaridad opuesta, y la interferencia electromagnética causa señales de interferencia en dos canales de la misma polaridad, lo que conduce a la supresión de este tipo de interferencias. También se proporciona protección contra interferencias electromagnéticas y de radio gracias al montaje en superficie densa y al blindaje metálico (intensidad de campo de hasta 20…50 V/m en el rango de hasta 1000 MHz). La unidad de procesamiento de señales del pirorreceptor garantiza una reducción de la frecuencia de falsas alarmas y un aumento de la capacidad de detección del sensor de infrarrojos. Los sensores pasivos IR simples utilizan técnicas de procesamiento analógico, que pueden incluir filtrado de paso de banda (en el rango de aproximadamente 0,6 a 10 Hz), conteo de pulsos, umbralización, etc. Los sensores IR modernos están comenzando a utilizar cada vez más métodos de procesamiento digital utilizando microcontroladores especializados con ADC y procesadores de señal, lo que permite un procesamiento detallado de la estructura fina de la señal para aislarla mejor del ruido de fondo. Los circuitos de compensación térmica se utilizan para garantizar el rendimiento en el rango de alta temperatura (33°C-37°C), cuando la señal causada por el movimiento humano se reduce drásticamente debido a una disminución en el contraste térmico entre el cuerpo humano y el cuerpo humano. ;fondo». Los sensores IR destinados a uso profesional utilizan los llamados circuitos antienmascaramiento. La esencia del problema es que un intruso puede desactivar los sensores IR convencionales pegando primero (cuando el sistema no está armado) con cinta adhesiva o pintando la ventana de entrada del sensor. Para combatir este método de eludir los sensores de infrarrojos, se utilizan esquemas antienmascaramiento. Uno de los métodos más eficaces se implementa en la serie Mercury de sensores IR de ARITECH. El método se basa en el uso de un canal de radiación IR especial, que se activa cuando aparece una máscara u obstáculo reflectante a poca distancia del sensor (de 3 a 30 cm). El circuito antienmascaramiento funciona continuamente mientras el sistema está desarmado. Cuando un detector especial detecta el hecho de enmascaramiento, el sensor envía una señal al panel de control, que, sin embargo, no emite una alarma hasta que llega el momento de armar el sistema. Es en este momento cuando el operador recibirá información sobre el enmascaramiento. Además, si este enmascaramiento fue accidental (un insecto de gran tamaño, la aparición de un objeto de gran tamaño durante un tiempo cerca del sensor, etc.) y cuando la alarma se borra, no se emite la señal de alarma. Otro elemento de protección con el que están equipados casi todos los detectores de infrarrojos modernos es un sensor de manipulación por contacto, que indica un intento de abrir o forzar la carcasa del sensor. Echemos un vistazo más de cerca a las capacidades y características de los detectores de infrarrojos. sensores utilizando el ejemplo de productos de empresas conocidas. ARITECH. Los sensores de esta empresa utilizan ópticas de espejo de precisión que proporcionan una sensibilidad uniforme en toda el área protegida (enfoque por pasos). Las máscaras de espejo reemplazables permiten formar diferentes patrones de radiación. Los circuitos de compensación de temperatura y el ajuste automático de la sensibilidad garantizan una detección estable y fiable en todo el rango de temperatura, desde -18 °C a +50 °C. Al procesar señales de receptores pirotécnicos, se utiliza análisis 3D o 4D, que en la terminología de la empresa significa lo siguiente. Cuando 3D— el procesamiento analiza la presencia de los siguientes parámetros de señal característicos del movimiento humano en la zona de protección:
Las señales que no cumplen con estos criterios se ignoran. En 4D— procesamiento, además del análisis de los parámetros especificados, se agrega el filtrado de señales de baja amplitud. Los sensores IR con procesamiento 4D están equipados con un microprocesador incorporado que controla el análisis de la señal. Algunos modelos de sensores IR de ARITECH están equipados con un Sistema de «enfoque automático», que permite reducir las falsas alarmas para áreas pequeñas donde los sensores IR convencionales dan una alta frecuencia de falsas alarmas. Se utiliza un sistema antienmascaramiento. En la serie más potente EV -600 Para reducir aún más las falsas alarmas, se ha incluido la posibilidad de operar conjuntamente dos o más sensores IR en un área protegida común (Double Checker), incluidos los dirigidos entre sí (Eye-To-Eye Checker ) se ha implementado b>). Las principales características de los sensores IR de ARITECH se dan en la tabla.
Canadiense la empresaPARADOX SECURITY SYSTEMfabrica dos series de sensores pasivos IR: analógicos y por microprocesador. Estas series están representadas tanto por soluciones técnicas tradicionales como por nuevos desarrollos de la empresa. Las lentes con sensor de infrarrojos tienen geometrías complejas y precisas, lo que da como resultado un aumento del 30 % en la energía recolectada en comparación con las lentes estándar. Las lentes utilizadas brindan una cobertura completa del espacio en el sector 110O a una distancia de hasta 14 m. Dependiendo de las condiciones específicas de la aplicación, puede elegir una de las 12 lentes intercambiables. Los sensores IR utilizan compensación automática de temperatura. , que garantiza características constantes del sensor en el rango de temperatura de -25 °C a +50 °C sin pérdida de rango y sin aumentar la probabilidad de falsas alarmas. Los sensores IR utilizan receptores piroeléctricos duales y cuádruples, y para la configuración cuádruple, se han desarrollado sensores especiales de geometría compleja que contienen elementos sensores entrelazados, lo que ha duplicado el alcance en comparación con los receptores piroeléctricos cuádruples convencionales. El piroeléctrico -El algoritmo de procesamiento de señales del receptor utilizado en los sensores IR PARADOX tiene la peculiaridad de que aquí, a diferencia de los métodos de umbral tradicionales, la energía de cada señal detectada se mide, se almacena en la memoria y se acumula. Se emite una alarma si la cantidad de energía acumulada excede un cierto nivel umbral. Además, para señales fuertes, el detector genera inmediatamente una alarma, funcionando como una señal de umbral, y para señales de bajo nivel, el detector cambia automáticamente al modo de conteo de pulsos, lo que reduce significativamente la probabilidad de falsas alarmas. El número de pulsos acumulados depende del nivel de energía de las señales y puede llegar hasta 25. El algoritmo de procesamiento es casi idéntico para las series analógica y de microprocesador, la única diferencia está en la implementación técnica: en la serie de microprocesador, el procesamiento se realiza mediante un procesador RISC. En sus últimos desarrollos, PARADOX ha comenzado a utilizar un algoritmo de procesamiento mejorado que incluye Análisis de Entrada/Salida, cuya esencia es la siguiente. Cuando una persona entra y sale del haz, la polaridad de la señal cambia al contrario en cada uno de los elementos diferenciales del pirorreceptor. Las porciones de energía correspondientes a la entrada y salida del haz se almacenan por separado en la memoria y se acumulan por separado. En este caso, se emite una señal de alarma sólo si, durante un determinado período de tiempo, las señales acumuladas tanto de las entradas como de las salidas superan un determinado umbral. Este método de procesamiento le permite suprimir adicionalmente las señales de interferencia causadas por la acción de calentadores de aire, ventiladores, etc. El sensor IR analógico AVANTAGE que implementa este método es el más efectivo de toda la serie analógicaPARADOX. Sensor PARADOMEestá diseñado para instalación en techo y tiene una cortina plana muy estrecha. Diseñado para proteger ventanas, puertas, vitrinas, cuadros u otros elementos y objetos planos. Las características comparativas de los sensores pasivos IR PARADOX se dan en la tabla.
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