W każdym systemie alarmowym czy kontroli dostępu stosowane są elementy zawierające podczerwień. Stanowią one jedne z podstawowych elementów wspomnianych systemów i decydują o skuteczności ich działania. Pełnią one funkcje wykrywające ruch stanowiąc zewnętrzne bariery zabezpieczenia, ale mogą też pełnić funkcje obserwacyjne. Działanie niektórych elementów podczerwieni wymagane jest tylko w warunkach nocnych, innych zaś przez całą dobę. Jakie to urządzenia, do czego służą i jak działają przedstawiono w poniższym artykule.

Pasywne czujki podczerwieni (PIR)

Pasywne czujki podczerwieni pełnią funkcje detektorów ruchu i stosowane są powszechnie w systemach alarmowych. Informują one centralę alarmową o pojawieniu się w obszarze ich działania obiektów emitujących ciepło, a zarazem poruszających się. Idea działania czujek PIR oparta jest na pomiarze promieniowania cieplnego. Z punktu widzenia systemu sygnalizacji włamania i napadu istotne jest wykrycie obecności w nadzorowanym obszarze człowieka, którego tam w danym momencie być nie powinno. Ponieważ moc promieniowania emitowanego przez człowieka jest niewielka, a dodatkowo może być trudno wykrywalna na tle otoczenia, dlatego czujki PIR koncentrują się na wychwytywaniu gwałtownych zmian temperatury w swoim polu widzenia. Właśnie takie zmiany wywołują poruszający się ludzie.

Czujki ruchu typu PIR zawdzięczają swoją popularność niezawodności i łatwości stosowania. Są one najczęściej wykorzystywanymi czujkami w systemach sygnalizacji włamania i napadu. Dziś oferowane czujki PIR pozwalają na wykrywanie kształtu, wielkości jak i szybkości poruszania się obiektu, ale także mogą analizować zmiany tła. Ta dodatkowa cecha pozwala na wykrywanie i sygnalizowanie zasłonięcia czujki (antymasking). Oferowane są również czujki z wymiennymi soczewkami, dzięki czemu możliwa jest regulacja kąta widzenia jak i zasięgu czujki. Przykładowo do ochrony okien stosuje się czujki o wąskim kącie widzenia, a do ochrony wewnątrz czujki o kącie 90°, 120° a nawet 360°. Ponadto na rynku czujek PIR można znaleźć modele o regulowanej wrażliwości na zwierzęta lub o kalibrowanej liczbie impulsów po których ma nastąpić alarm.

Wszystkie wymagania dotyczące czujek PIR przedstawiono w odpowiedniej normie tj. PN-EN 50131-2-2:2009 Systemy alarmowe – Systemy sygnalizacji włamania i napadu – Część 2 – 2: Czujki sygnalizacji włamania – Pasywne czujki podczerwieni

Rys. 1. Czułość wykrywania czujek PIR

Na rysunku 1 przedstawiono jedną z podstawowych cech czujki PIR tj. kierunkowość wykrywania. Widać, że czułość jest zależna od tego, czy obiekt porusza się w kierunku czujki czy też równolegle do niej. Skuteczność i niezawodność czujek typu PIR zależy od szeregu czynników: jakości użytych komponentów, konstrukcji układu optycznego, mechaniki czujki, czy też sposobu analizy sygnału z sensora. Czujki z cyfrowym przetwarzaniem sygnału w porównaniu z technologią analogową, są zdecydowanie bardziej niezawodne i powtarzalne. Każdy PIR wyposażony jest w soczewki Fresnela, które kierunkują obszar i określają zasięg działania czujki.

Instalując czujki PIR należy kierować się następującymi podstawowymi zasadami montażu:

• czujka nie powinna być instalowana bezpośrednio nad grzejnikiem, lub jeżeli nie ma innej możliwości to odległość czujki od grzejnika powinna wynosić minimum 1,5 m,
• światło słoneczne nie powinno padać bezpośrednio w soczewkę czujki,
• nie należy stosować czujek kurtynowych do ochrony nieszczelnych okien,
• przedmioty ruchome powinny być oddalone od soczewki czujki co najmniej o 3 m,
• żaden sektor wykrywania czujki nie powinien obejmować miejsc o znacznej różnicy temperatur, jeżeli dotyczy to jednego sektora można wyeliminować go przez zaklejenie fragmentu soczewki czujki,
• czujka powinna być zainstalowana stabilnie, podłoże powinno zapewniać minimalne wibracje,
• niedopuszczalne jest pozostawianie czujki wiszącej na przewodach,
• w pomieszczeniach gdzie występują gryzonie czujka powinna być zainstalowana tak aby poruszające się gryzonie przemieszczały się w jak największej odległości od soczewki czujki (zaleca się stosowanie czujek odpornych na zwierzęta typu PET),
• jeżeli z różnych względów nie można zastosować wyżej wymienionych zasad montażu, należy stosować czujki wysokiej klasy.

Bariery podczerwieni

Kolejną grupę urządzeń podczerwieni stosowanych w systemach sygnalizacji włamania i napadu stanowią bariery podczerwieni. Stosując kurtyny zewnętrzne alarm zostaje wywołany, gdy złodziej zamierza wejść do pomieszczeń, ale znajduje się jeszcze na zewnątrz obiektu. Kurtyna składa się z kilku aktywnych barier (torów) podczerwieni. Kurtyny podczerwieni tworzą we wnęce okiennej lub drzwiowej jakby kraty z niewidocznych strumieni światła podczerwieni. Próba naruszenia tej „kraty” powoduje natychmiastowe uruchomienie sygnalizacji alarmowej. Kurtyny aktywnej podczerwieni z powodzeniem spełniają również rolę bezkonfliktowego, dyskretnego ogrodzenia obiektu. Bariery podczerwieni znajdują także zastosowanie w zabezpieczeniu okien, drzwi, kontrolowanych przejść, bram, cennych obiektów. W muzeach bariery podczerwieni z powodzeniem spełniają rolę bezkonfliktowego, dyskretnego odgrodzenia widza od cennych eksponatów. Bariera taka składa się przeważnie z dwóch elementów: nadajnika emitującego promieniowanie z zakresu bliskiej podczerwieni 750 – 2500 nm i odbiornika. Każdy typ barier podczerwieni pracuje na swojej długości fali. Oznacza to jednak, że kilka barier jednakowego typu produkowanych przez tego samego producenta pracuje na identycznej częstotliwości, co może w pewnych warunkach, powodować ich wzajemne zakłócanie się. W niektórych typach barier można ustawić jedną z czterech długości fali, co eliminuje w pewnym zakresie tę wadę. Bariery można sklasyfikować np. pod względem liczby wiązek występujących w jednym torze. Rozróżniamy tory 1 lub 2-wiązkowe. Na rynku występują również tory 4 wiązkowe. Emisja wiązki promieniowania podczerwonego ma charakter impulsowy. Zwykle przerwa między impulsami promieniowania wynosi 50 – 500 ms. Zmiana czasu przerwy umożliwia regulację selektywności reakcji toru na różne zakłócenia (np. szybko biegnący człowiek powoduje przerwę 50 ms, zeskakujący kot z muru – 150 ms, wolno idący człowiek – ok. 350 ms). Ustawiając więc wartość czasu przerwy uzyskuje się reakcję jedynie na pewne zjawiska.

Podobnie jak w przypadku czujek PIR również przy instalacji barier podczerwieni należy spełnić pewne warunki:

• tor powinien znajdować się tam, gdzie istnieje prawdopodobieństwo pojawienia się intruza;
• inne źródła promieniowania podczerwonego powinny być przesunięte o co najmniej 3° w stosunku do osi optycznej toru;
• tor nie powinien być ustawiony zbyt blisko muru, gdyż możliwe jest przeskoczenie toru przez intruza;
• spadające na tor podczerwieni liście mogą wywoływać fałszywe alarmy;
• tory powinny być ustawiane z dala od krzewów i drzew;
• konieczne jest instalowanie torów podczerwieni na stabilnych i mocnych wspornikach – tak aby nie nastąpiło odchylenie się odbiornika względem nadajnika. Jest to niezwykle istotna uwaga, gdyż przykładowo w torach podczerwieni o długości 100 m odchylenie odbiornika względem nadajnika zaledwie o 1° może spowodować problemy z wykryciem obiektu o wielkości 1,8 m;
• tor nie może być instalowany w miejscach, w których mógłby być zachlapany wodą np.: morską, z płynącego w pobliżu strumienia, rzeki lub nawet z kałuży;
• optymalną wysokością instalowania torów podczerwieni jest 0,7 – 1,0 m, dzięki temu unika się fałszywych alarmów powodowanych przez małe zwierzęta;
• należy zwrócić uwagę na to – aby wiązka toru podczerwieni nie ulegała całkowitemu bądź częściowemu odbiciu od szyb czy innych płaszczyzn refleksyjnych;
• zakłócenia w pracy toru mogą wystąpić od wszelkich ruchomych obiektów;
• odległość między nadajnikiem a odbiornikiem powinna być zawsze mniejsza niż zasięg toru podawany przez producenta;
• do podłączenia toru należy stosować przewody o odpowiednim przekroju i umieszczać je w rurkach chroniących przed uszkodzeniem, minimalna odległość od instalacji 230V to 30 cm;
• urządzenia nie powinny być instalowane w miejscach, w których mogą zostać przypadkowo uszkodzone;
• wszelkie prace powinny kończyć się procesem testowania działania toru poprzez symulację przesłonięcia promieni. Jeśli w wyniku wykonanego testu nie nastąpi akcja alarmowa oznacza to, że bariera podczerwieni nie działa prawidłowo. Może to być spowodowane odbiciem promieni z nadajnika od innych obiektów znajdujących się w pobliżu i skierowaniem ich w stronę odbiornika w wyniku czego centrala alarmowa otrzymuje niewłaściwe informacje. Sposobem na eliminację tego niekorzystnego zjawiska jest odwrócenie wiązki promieni od przedmiotów od których mogą się one odbijać. Jeśli nie można tego wykonać należy umiejscowić tak odbiornik oraz nadajnik aby intruz przechodząc pomiędzy nimi jednocześnie przerywał wiązkę właściwą oraz odbitą;
• należy pamiętać też aby kompletów barier podczerwieni nie instalować zbyt blisko siebie ponieważ sąsiadujące ze sobą urządzenia mogą się wzajemnie zakłócać.

Nie spełnienie któregoś z powyższych wymagań może powodować generację fałszywych alarmów lub brak sygnału alarmu. W sytuacji, w której mimo wszystko pojawiają się fałszywe alarmy, środkiem zaradczym może być zwiększenie czasu przerwy między impulsami, zainstalowanie torów o większym zasięgu lub zwiększenie wysokości instalacji.

(...)

Robert GABRYSIAK

Cały artykuł przeczytają Państwo w piśmie Ochrona Mienia i Informacji 1/2014

fShare

Tweet