Зеркальная система.

В извещателях, использующих такого типа систему, инфракрасное из­лучение проходит через фильтр белого света, обычно являющийся также и элементом корпуса, отражается от зеркала и попадает на пироэлемент (рис. 8.).

Рис. 8. Пояснение принципа работы зеркальной оптической системы

Зеркало состоит из отдельных сегментов, каждый из которых форми­рует соответствующий луч диаграммы направленности. Очевидно, что на пи­роэлемент будет попадать только часть ИК-излучения из контролируемой зоны. Потери будут при прохождении излучения через фильтр (характеризу­емый коэффициентом пропускания) и при отражении от зеркала (опреде­ляется коэффициентом отражения). Ясно, что желательно иметь эти пара-

метры максимальными для инфракрасного излучения и в то же время ми­нимальными для белого света.

Линза Френеля.

Такие оптические системы являются наиболее часто используемыми в современных извещателях. Рис. 9 иллюстрирует принцип действия пассив­ного оптико-электронного извещателя с линзой Френеля. ИК-излучение про­ходит через линзу и фокусируется на пироэлементе. Сама линза обычно яв­ляется одновременно и фильтром белого света. Ясно, что потери будут при прохождении через фильтр (характеризуемые коэффициентом пропускания), а также при отражении линзы (определяются коэффициентом отражения). В данном случае коэффициент пропускания должен быть максимальным, а ко­эффициент отражения - минимальным для ИК-излучения.

Рис. 9. Пояснение принципа работы линзы Френеля

Линза Френеля - это изготовленная из специального материала (поли­этилена) структура, обладающая требуемыми оптическими свойствами. Она представляет собой набор концентрических призматических сегментов. Углы наклона и размеры этих сегментов определяются требуемыми оптическими свойствами (рис. 10). Для формирования лепестков диаграммы направленно­сти линзу делают состоящей из отдельных элементов, каждый из которых формирует соответствующий лепесток диаграммы.

Каждый элемент линзы должен иметь определенное фокусное расстояние, соответствующее расстоянию от элемента линзы до пироэлемента.

Рис. 10. Поперечный разрез линзы Френеля

Типичный вид линзы Френеля представлен на рис. 11. На линзе видны ряды элементов, секций (со специфическим рисунком), формирующих соот­ветствующие лепестки диаграммы направленности. Верхние ряды имеют максимальное количество более узких и высоких секций. Средний и нижний имеют меньшее количество элементов, но большего размера по горизонтали.

Рис. 11. Линза Френеля, формирующая диаграмму направленности

«Широкий угол»

Настройка пассивных оптико-электронных извещателей заключается в установке требуемой диаграммы направленности в охраняемой зоне путем установки извещателя на необходимую высоту (1, 8-3 м от уровня пола), а также для некоторых извещателей - перемещением их платы вверх-вниз, ме­жду условными отметками. Это позволяет получить требуемую диаграмму направленности (дальность действия) в соответствии с применяемыми в пас­портах на извещатели таблицами путем изменения фокусного расстояния от пироэлемента до оптической системы. Сдвиг печатной платы вниз вызывает увеличение дальности обнаружения извещателя и удаление нижних сегмен­тов диаграммы направленности. Сдвиг печатной платы вверх вызывает уменьшение дальности обнаружения и приближение нижних сегментов диа­граммы направленности, т.е. уменьшение зоны антисаботажа под извещателем.

Регулировка чувствительности производится при помощи потенцио­метров или перемычек, устанавливающих заданное количество импульсов для счетчиков, и также при помощи перемычек (переключателей), ступенча­то регулирующих чувствительность. Во многих извещателях можно вклю­чать режим памяти срабатывания с помощью перемычки LACH, при этом после первого срабатывания светодиод горит постоянно независимо от со­стояния тревожного реле.

При выборе того или иного извещателя для установки на объект необ­ходимо учитывать возможные помехи в охраняемом помещении, его размеры и конфигурацию, степень важности.

Излучение осветительных приборов, транспортных средств, прямого солнечного света также может служить причиной ложных срабатываний ПИК-извещателей, т. к. сигналы, вызванные этим излучением, соизмеримы с тепловым излучением человека. В целях исключения воздействия тепловых помех можно рекомендовать только изоляцию зоны обнаружения извещателя от воздействия осветительных приборов, транспортных средств, прямого солнечного света.

Реальный сигнал отличается от идеального за счет искажений, вноси­мых трактом схемы обработки сигнала, и наложения хаотических шумов, создаваемых температурными изменениями фона.

Амплитуда сигнала определяется температурным контрастом поверх­ности тела человека и фона и может составлять от долей градуса до десятков градусов. При температуре фона, близкой к температуре человека, сигнал на выходе пироэлемента будет минимальным.

Фоновая составляющая сигнала представляет собой суперпозицию по­мех от ряда источников:

- помех от воздействия солнечного излучения, которое приводит к локальному повышению температуры отдельных участков стены или пола помещения. При этом постепенное изменение не проходит через схемы фильтрации извещателя, однако сравнительно резкие колебания, обусловленные, например, затенением солнца проходящими облаками, колеблющимися кронами деревьев, проходящими транспортом и т. д., вызывают помеху, аналогичную сигналу человека.

При воздействии помехи на 2 луча одновременно возможно их подав­ление путем вычитания в схеме обработки сигнала:

- помех, связанных с перемещением турбулентных потоков воздуха от бытовых тепловых приборов, сквозняков. Схемой обработкой сигнала они не устраняются;

- электрических помех от воздействия излучений электронной аппара­туры, при включении электродвигателей, колебаний в сети питания, име­ющих вид, как правило, коротких импульсов или ступенчатых сигналов с крутым фронтом. Амплитуда помехи может превышать амплитуду сигнала в сотни раз;

- собственных шумов пироэлемента, определяющих высшую границу чувствительности извещателя и имеющих вид белого шума. Уровень собст­венных шумов современных пироэлементов соответствует сигналу при изме­нении температуры на 0, 05-0, 15°С. Подавление данных помех методами фильтрации невозможно;

- помех, вызванных передвижением в охраняемом помещении домаш­них животных, грызунов. Форма сигнала на выходе пироэлемента аналогич­на форме сигнала от человека. Подавление возможно путем уменьшения чув­ствительности в зоне возможного появления, корректировкой зоны обнару­жения оптического элемента;

- помех, вызванных передвижением по окну пироэлемента насекомых. Подавление возможно путем герметизации корпуса извещателя;

- помех от воздействия на корпус извещателя вибраций от машин и ме­ханизмов, транспорта. Воздействие вибраций на корпус извещателя приводит к перемещению лучей диаграммы обнаружения извещателя относительно неподвижных источников инфракрасного излучения. В результате эти сигна­лы могут быть восприняты извещателем как излучение от движущихся объ­ектов.

Для выделения полезного сигнала от помех в различных извещателях применяются как общие для всех, так и характерные только для конкретных типов способы и методы.

Так, во всех извещателях окно пироэлемента закрыто пластиной гер­мания для фильтрации излучений с длиной менее 2 микрон.

В большинстве устройств используется фильтр белого света, предот­вращающий тепловой нагрев и переизлучение окна пироэлемента.

Кроме этого, используют множество различных цифровых и аналога-вых методов контроля сигнала, приходящего с пироэлемента: метод плаваю­щих порогов срабатывания; аналоговый счетчик импульсов; цифровой счет­чик; метод последовательного пересечения лучей; автоматическую темпера­турную компенсацию.