КАК РАБОТАЕТ ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК

Принцип работы инфракрасного датчика заключается в обнаружении изменения уровня инфракрасного излучения в зоне его обнаружения при возникновении в ней движения.

Под зоной обнаружения понимают часть пространства в котором детектор определяет изменение положения контролируемого объекта.

Как правило, объектом контроля является человек, а целью его обнаружения – формирование тревоги в системах охранной сигнализации или включение исполнительных устройств в средствах автоматики (управление светом, например).

В состав устройства входят (рис.1):

• линза Френеля;
• пироэлектрический модуль;
• схема обработки сигнала;
• исполнительное устройство (реле).

Линза Френеля представляет собой оптическое устройство, проецирующее на пироэлектрический модуль пространство зоны контроля в виде отдельных секторов (рис.2).

Пироэлектрический модуль отслеживает уровень инфракрасного излучения в каждом из них.

При появлении в зоне обнаружения движения при котором объект с температурой, отличающейся от окружающей, пересекает эти сектора на сенсоре возникает электрический заряд.

Электронной схемой он обрабатывается, преобразуется сигнал, который поступает на исполнительное устройство. Чаще всего, в качестве такого устройства используется электромагнитные реле.

В охранных извещателях контакты подключаются в шлейф сигнализации, а в датчиках движения для управления светом – к светодиодным светильникам, прожекторам и другим источникам.

ПАРАМЕТРЫ, ОПЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ

ИК детекторы имеют три типа зон обнаружения:

• объёмная;
• поверхностная (штора);
• линейная (луч).

Дальность обнаружения.

Задает максимальное расстояние, на котором датчик способен обнаружить движение.

Угол обзора.

Характеризует ширину и высоту зоны обнаружения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Чувствительность.

Определяет пороговый уровень сигнала, при котором датчик реагирует на движение.

Кроме того существует такой параметр как диапазон обнаруживаемых скоростей, он определяет минимальную и максимальную скорость перемещения в зоне контроля при которой датчик срабатывает. Как правило, он составляет 0,3 – 3 метра в секунду.

К электрическим характеристикам относится напряжение питания и потребляемый ток.

В системах охранной сигнализации инфракрасные датчики работают, как правило, при напряжении 12 вольт имеют ток потребления на уровне 10 – 20 миллиампер.

Датчики движения для включения света могут иметь встроенный блок питания, на который подается напряжение 220 вольт. Сделано это для того, чтобы упростить порядок подключения светильников и прожекторов, питающихся от сети.

Как правило детекторы для управления светом имеют три клеммы для подключения (рис.3):

• нулевого провода;
• фазы;
• источника света.

Контакт для подключения источника света является управляемым и замыкается при обнаружении движения.

В таких устройствах предусмотрена регулировка задержки выключения света при прекращении движения.

При их приобретении нужно обращать внимание на рабочий ток контактов реле. Он должен соответствовать мощности подключаемых светильников.

ПОРЯДОК И ПРАВИЛА УСТАНОВКИ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ

Правила установки ИК датчиков могут незначительно различаться в зависимости от конкретной модели и производителя, однако ниже приведены несколько общих рекомендаций для установки:

1. Высота установки.

Рекомендуется устанавливать устройства на высоте от 2 до 3 метров над уровнем пола. Это помогает обеспечить оптимальное покрытие зоны обнаружения и предотвращает нежелательные ложные срабатывания.

Рекомендованные значения указываются производителем в описании или паспорте на изделие.

2. Угол обзора.

При монтаже датчика движения важно учесть его угол обзора. Главная оптическая ось прибора направляется по центру зоны обнаружения.

Из поля зрения детектора по возможности следует исключить источники инфракрасного излучения и помех:

• отопительные приборы;
• тепловые конвекционные потоки;
• прямые засветки мощными источниками света.

Кроме того, в зоне действия должны отсутствовать сторонние движущиеся предметы (шторы, колеблющиеся под воздействием сквозняков, лопасти работающих вентиляторов и пр.).

3. Избегайте препятствий.

Перед установкой датчика следует убедиться, что нет препятствий, которые могут помешать его нормальной работе. Любой предмет является препятствием для прохождения ИК лучей, а значит будет создавать "слепую" зону.

4. Настройка.

После установки выполните действия по настройке датчика, рекомендуемые производителем. Некоторые модели имеют кнопки или переключатели, которые позволяют задать параметры обнаружения движения, например, чувствительность и задержку.

5. Тестирование.

После установки и настройки датчика рекомендуется провести тестирование, чтобы убедиться, что он работает должным образом. Протестируйте его, пройдя через зону обнаружения и проверьте, правильно ли регистрируются события.

ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА И ПРИМЕНЕНИЯ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ

При выборе того или иного прибора следует учитывать его достоинства и недостатки, определяемые изложенными принципами работы.

Кроме того, одним из основных достоинств ИК датчиков является их относительно небольшая цена. По сравнению с устройствами других типов, например, микроволновыми при прочих равных условиях они стоят дешевле.

Существует два типа инфракрасных датчиков:

• пассивные;
• активные.

Пассивные имеют одноблочное исполнение и работают за счет приема инфракрасного излучения от контролируемого объекта.

Они достаточно простые в установки и эксплуатации, но имеют небольшую дальность действия, поэтому лучше всего подходит для установки в небольших помещениях.

В связи с высокой популярностью выпускается широкий ассортимент пассивных детекторов с различными зонами обнаружения.

По способу установки различаются потолочные и настенные исполнения.

Потолочные позволяют избежать "слепых" зон, но в помещениях с низкими потолками контролируют небольшую площадь.

Настенные имеют дальность обнаружения по главной оптической оси до 12-15 м. Кроме того, при установке на кронштейне они позволяют осуществлять точную регулировку зоны обнаружения.

Для контроля больших по площади помещений и протяженных участков применяются активные устройства. Конструктивно они состоят из двух блоков приёмника и передатчика и называются ещё двухпозиционными.

Как правило активные исполнения имеют линейные зону обнаружение и работают по принципу контроля ИК луча излучённого передатчиком. Приёмник оценивает интенсивность полученного сигнала и при его ослаблении, например, пересечение человеком формирует соответствующее извещение.

Большей частью активные инфракрасные извещатели применяются в системах уличной периметральной сигнализации.

Однако, они могут неустойчиво работать в условиях тумана или сильных осадков (дождя, снега). Это следует учитывать при их выборе для организации охраны.

Инфракрасный принцип обнаружения достаточно универсален и поэтому пользуется популярностью при изготовлении датчиков для других систем.

Пожарная сигнализация использует такие датчики для обнаружения дыма. По типу зоны обнаружения они бывают точечными и линейными.

Точечные контролируют задымленность непосредственно в месте своей установки, линейные, являются активными устройствами и работают аналогично охранным.

Кроме того, инфракрасные датчики используются на производстве в устройствах автоматики для обеспечения безопасности работающих, например предотвращения травм при попадании в опасные зоны различных частей тела.

Реализуется это путём обнаружения нештатной ситуации и, при ее возникновении, отключением станков и оборудования.

Также инфракрасные датчики работают в системах контроля прохода, подсчёта количества посетителей, произведённой продукции многих других областях.