Инфракрасные датчики (ИК-датчики) охранных систем – работа и использование

Опубликовано: 05.12.2016

В системах охранной сигнализации используются различные типы датчиков, каждый из которых реагирует на определённый внешний фактор, вызывающий их срабатывание. Следствием срабатывания охранного датчика является формирование сигнала «тревога» на приёмно-контрольном приборе. Наиболее распространённым типом датчиков можно считать тепловые объёмные датчики. Охранные инфракрасные датчики движения отличаются высокой надёжностью, простотой эксплуатации, безопасностью для окружающих и доступной ценой.

Принцип работы ИК-датчиков движения

Принцип действия  датчиков такого типа основан на том, что каждый биологический объект является источником теплового излучения, которое ещё называется инфракрасным излучением. Биологическими объектами, в данном случае, считаются любые теплокровные животные и человек.

Основным элементом теплового датчика является PIR (Passive Infrared Sensor) элемент. Он реагирует на инфракрасное излучение с определённого расстояния.

PIR-сенсор состоит из двух чувствительных элементов, заключённых в общий корпус. Два элемента образуют две зоны чувствительности и необходимы, чтобы датчик реагировал на динамические (перемещающиеся) объекты.

После включения питания датчика, оба элемента PIR-сенсора фиксируют одинаковый уровень инфракрасного излучения. Это, как правило, тепловой фон помещения или температура воздуха на улице. В этом случае потенциалы на выходе обоих элементов одинаковые. Когда объект пересекает зону захвата одного из двух чувствительных элементов, полупроводниковый кристалл воспринимает тепловое излучение и уровень напряжения на его выходе меняется.

Именно разность потенциалов элементов PIR-сенсора и вызывает срабатывание датчика.

Для корректной работы устройства сигнал сначала усиливается и затем подаётся на компаратор, где выполняется сравнение двух уровней. Усилитель и компаратор выполнены на счетверённом операционном усилителе. Разница между опорным напряжением и напряжением, поступающим с сенсора, вызывает срабатывание реле, контакты которого, через шлейф сигнализации, управляют работой приёмно-контрольного прибора. Нормальная работа ИК датчика невозможна без автоматической термокомпенсации. Эта схема корректирует чувствительность детектора движения в зависимости от температуры окружающей среды.

Конструкция инфракрасного детектора

Охранные ИК датчики представляют собой компактные устройства, размещаемые на стенах или потолке и предназначенные для работы в системах охранной сигнализации. Электронная схема обеспечивает срабатывание датчика при перемещении объекта в зоне обнаружения, которая может составлять 12-15 метров по горизонтали и образовывать угол захвата до 120 градусов.

Исключение составляют потолочные ИК датчики движения, которые обеспечивают круговую зону обзора за счёт применения нескольких чувствительных сенсоров и оригинальной конструкции фокусирующей линзы.

Конструктивно охранный датчик представляет собой пластмассовую коробочку, размерами не более пачки сигарет. На передней стенке корпуса расположена матрица из линз Френеля, которая играет роль фокусирующего устройства. Она концентрирует тепловое излучение от объекта в узкий пучок и фокусирует его на ИК-сенсоре.

На внутренней плате расположены следующие элементы:

• Инфракрасный PIR-сенсор
• Электронные компоненты схемы
• Контактная колодка
• Потенциометр регулировки чувствительности
• Светодиодный индикатор

Контактная колодка предназначена для подключения проводов питания и шлейфа охранной сигнализации. С помощью потенциометра можно отрегулировать чувствительность датчика таким образом, чтобы он не реагировал на домашних животных. Работоспособность детектора движения можно проверить с помощью индикатора. При включении питания светодиод светится красным светом. При пересечении зоны обнаружения биологическим объектом, светодиод гаснет, затем загорается снова.

В некоторых охранных системах применяются радиоканальные детекторы движения. Беспроводной ИК датчик оборудован встроенным передатчиком сигнала, а приёмник подключается к приёмно-контрольному прибору. Алгоритм работы такого датчика ничем не отличается от проводных моделей, только сигнал о срабатывании транслируется не по проводной линии, а с помощью радиосигнала.

Реакция PIR-сенсора на тепловое излучение широко применяется для дистанционного измерения температуры. ИК датчик температуры применяется для решения следующих задач:

• Измерение температуры удалённых объектов
• Контроль температуры объектов, находящихся в опасных условиях (высокое напряжение, радиоактивность)
• Определение температуры движущихся объектов

Инфракрасные дистанционные термометры отличаются большим диапазоном температур и высокой точностью измерения.

Модели датчиков движения

Фотон-10 (ИО-409-12)

• Настенный инфракрасный датчик движения
• Сферическая линза
• Зона обнаружения – 12 Х 10 метров
• Угол обзора – 90⁰
• Два уровня чувствительности
• Напряжение питания – 12 В
• Цена – 660 рублей

DG-467

• Потолочный детектор движения
• Горизонтальная зона – 8 метров
• Угол обзора – 360⁰
• Высота установки – 2,4-3,7 метра
• Управление – микропроцессор
• Автоматическая термокомпенсация
• Цена – 2 300 рублей

Atis-803W

• Беспроводной ИК детектор движения
• Зона обнаружения объекта – 8 метров
• Угол обзора – 110⁰
• Частота передатчика – 433 МГц
• Дальность действия в пределах прямой видимости – 150 метров
• Питание – 5 В (3 батарейки типа АА)
• Цена – 770 рублей

При приобретении ИК датчиков движения следует отдавать предпочтение моделям известных компаний, которые длительное время работают в сфере охранных систем. Датчик должен иметь автоматическую термокомпенсацию и регулировку чувствительности.