يتكون جزء الكشف الأمامي لنظام إنذار التسلل بشكل أساسي من أنواع مختلفة من أجهزة الكشف ، من بينها كاشف التسلل. تتكون كاشفات التسلل عادة من أجهزة استشعار ومعالجات إشارة وواجهات إخراج. وتشمل أجهزة الكشف عن التسلل أساسا أجهزة استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء النشطة، وأجهزة استشعار الحركة بير، وأجهزة الكشف عن الميكروويف، وأجهزة استشعار الحركة الميكروويف وبير، وأجهزة الكشف بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة الكشف عن الاهتزاز، والاتصالات الباب، وأجهزة استشعار الحركة بالموجات فوق الصوتية وبير، الخ. كاشف التسلل الأكثر استخدامًا هو مستشعر حركة PIR.

1 حول الأشعة تحت الحمراء

كلما ذكر الناس كلمة “الأشعة تحت الحمراء“، ربما أحد التطبيقات المتعلقة بالأشعة تحت الحمراء التي تتبادر إلى الذهن لكثير من الناس هو جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء لأجهزة التلفزيون المنزلية. نعم، هذا صحيح جدا. يحتوي جهاز التحكم عن بعد على مكون انبعاث ضوء الأشعة تحت الحمراء، بينما يحتوي التلفزيون المتحكم فيه على جهاز استقبال ضوء الأشعة تحت الحمراء. عندما نضغط على زر على جهاز التحكم عن بعد, الدائرة الإلكترونية في جهاز التحكم عن بعد سوف تنبعث منها رمز المقابلة من الزر من خلال أنبوب انبعاث الأشعة تحت الحمراء في الجزء العلوي من جهاز التحكم عن بعد. عندما تتلقى مكونات الكشف بالأشعة تحت الحمراء في التلفزيون المتحكم فيه إشارات الشفرة الضوئية هذه، فإنها تقوم بتحويلها إلى إشارات كهربائية، ثم تقوم بمعالجة الإشارات والتعرف عليها من خلال الدوائر اللاحقة لإجراء بعض العمليات. تلبي هذه الإجراءات احتياجاتنا ، مثل تبديل القنوات للبرامج التلفزيونية. تتضمن هذه العملية التي تبدو بسيطة في الواقع تحويلين للكهرباء إلى الضوء والضوء إلى الكهرباء. أجهزة استشعار الحركة PIR هي منتجات تم اختراعها باستخدام هذه الميزة.

2 تكوين أجهزة استشعار الحركة بير

تتكون مستشعرات حركة PIR بشكل أساسي من أنظمة بصرية، ومستشعرات الأشعة تحت الحمراء الكهروحرارية، ومكبرات الصوت التشغيلية، ومعالجات الإشارات، ومخرجات الإنذار، ومكونات أخرى. مكونه الأساسي هو مستشعر الأشعة تحت الحمراء الكهروحرارية، والذي يمكنه اكتشاف التغيرات في الإشعاع الحراري داخل مساحة دفاع ثلاثية الأبعاد من خلال تنسيق الأنظمة البصرية.

3 مبدأ العمل من أجهزة استشعار الحركة بير

جسم الإنسان لديه درجة حرارة ثابتة للجسم، عادة حوالي 37 درجة، وطول موجة الأشعة تحت الحمراء من جسم الإنسان هو 3-50 ميكرومتر. من بينها، 8-14 ميكرومتر تمثل 46%، مع ذروة الطول الموجي من 9.5 ميكرومتر. تقوم مستشعرات حركة PIR بشكل أساسي باكتشاف وتلقي الأشعة تحت الحمراء من الخارج. المستشعر نفسه لا ينبعث منه أي طاقة وهو حساس فقط لشريط الأشعة تحت الحمراء المنبعث من جسم الإنسان. يستقبل مستشعر حركة PIR بشكل أساسي الأشعة تحت الحمراء عند طول موجة 8～14 ميكرومتر ويؤدي عمله. يتم تعزيز الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان عن طريق مرشح فريسنل ثم تتركز على مصدر استشعار الأشعة تحت الحمراء.

عادةً ما تستخدم مصادر الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء مكونات كهروحرارية. عندما تكون هناك حركة بشرية في منطقة الوقاية، فإن الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان تركز على مستشعر الأشعة تحت الحمراء الكهروحرارية من خلال عدسة بصرية. يستشعر مستشعر الأشعة تحت الحمراء الكهروحرارية إشارة الأشعة تحت الحمراء ويخرج إشارة كهروحرارية، وهي ضعيفة جدًا ومختلطة بالعديد من إشارات التداخل. لتحقيق ذلك، يجب تصميم دائرة معالجة إشارة كهروحرارية خاصة لتضخيم الإشارة الكهروحرارية أثناء تصفية إشارات الفوضى المتداخلة.

يعتمد المستشعر مضخمًا تشغيليًا، جنبًا إلى جنب مع الدوائر الطرفية، مدمجًا في دائرة تضخيم مع وظيفة مرشح تمرير النطاق. يفصل الإشارة الكهروحرارية ويضخمها آلاف المرات. ومن خلال تصميم تحسين المعلمة، جنبا إلى جنب مع الدائرة المقارنة، والقضاء على مزيد من التدخل الناجم عن تدفق الهواء الساخن، وتحليل والحكم على إشارة الحرارية فصل بعد التضخيم على مرحلتين. تحديد ما إذا كان يتم تشغيل إنذار على أساس معايير الحكم المحددة مسبقا. إذا تم الكشف عن إنذار ، فإنه يخرج إشارة إنذار.

4 أنواع من أنظمة استشعار الحركة البصرية بير

يتضمن النظام البصري لمستشعر الحركة PIR ثلاثة أنواع: عدسة فرينل، والعاكس المكافئ، وفيلم الإطباق.

لعدسة فريسنل وظيفتان: الوظيفة الأولى هي التركيز، والتي تنكسر (تعكس) إشارة الأشعة تحت الحمراء الصادرة حرارياً على PIR. الوظيفة الثانية هي تقسيم منطقة التنبيه إلى عدة مناطق مشرقة ومظلمة. عدسة فرينل هي عدسة محدبة تعرض صورة الأشعة تحت الحمراء لجسم ما على سطح عنصر كهروحي حراري.

يتميز النظام البصري المكون من عاكسات مكافئة بمزايا امتصاص الطاقة الحرارية المنخفضة وفقدان التشتت المنخفض والكفاءة العالية ودقة التصوير العالية, مما يجعلها مناسبة للاستخدام في أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء لمسافات طويلة وعلى نطاق واسع.

فيلم الإطباق ليس له تأثير تركيز التصوير على مصدر الإشعاع، ومسافة تأثير منطقة المشاهدة قريبة جدا. وعادة ما يستخدم لتشكيل وظيفة المشاهدة الهابطة لمستشعرات الأشعة تحت الحمراء.

يتم تعبئة المكونات الكهروضوئية الخاصة بمستشعر الأشعة تحت الحمراء الكهروضوئية ودائرة المضخم المسبق داخل غطاء معدني دائري. الفتحة المربعة العلوية للغطاء المعدني مدمجة مع مرشح الأشعة تحت الحمراء السيليكوني المقاوم للضوء الأبيض البارد، وهناك دبابيس معدنية في الأسفل، وهي دبابيس طاقة, دبابيس أرضية، ودبابيس خرج إشارة كهروحرارية.

الأجهزة الكهروحرارية هي المكونات الأساسية لأجهزة الاستشعار الكهروحرارية، وهي مكونات تحويل الطاقة الديناميكية التي تحول الإشعاع الحراري إلى تيار. الخاصية المميزة الكهربائية لجهاز كهروضوئي هي مكثف مسطح مع طبقة رقيقة من الكريستال الكهروحراري مثل العازل الكهربائي. مع تغير درجة الحرارة، يكون لشحنة الاستقطاب التلقائي على سطح البلورة الكهروحرارية خاصية تتبع التغير في المقياس، أي, يمكن أن يسبب الإشعاع الحراري تغيرا في سعة المكثف، ويمكن استخدام هذه الخاصية للكشف عن الإشعاع الحراري المتغير. تشمل مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الكهروحرارية ثلاثة أنواع: الإشارة، والثنائية، والرباعية. حاليا، يتم استخدام أجهزة الاستشعار المزدوجة والرباعية بشكل رئيسي.

5 خصائص أجهزة استشعار الحركة بير

(1) أجهزة استشعار الحركة بير تهدف إلى الكشف عن الإشعاع البشري. لذلك، يجب أن تكون المكونات الكهروحرارية حساسة جدًا للأشعة تحت الحمراء بطول موجة يبلغ حوالي 10 ميكروجرام.

(2) لكي تكون حساسة فقط للأشعة تحت الحمراء البشرية ، عادة ما يتم تغطية مرشحات فريسنل الخاصة على سطحها الإشعاعي ، والتي تتحكم بشكل كبير في التداخل البيئي.

(3) مستشعر حركة PIR، يتكون مستشعره من عنصرين كهروحيويين متصلين في سلسلة أو متوازيين مع بعضهما البعض. علاوة على ذلك، فإن اتجاهي الاستقطاب الناتجين متقابلين تمامًا، وإشعاع الخلفية البيئية له نفس التأثير تقريبًا على المكونين الكهروحراريين، وهما, مما يؤدي إلى إنتاج تأثير كهربي حراري يلغي بعضهما البعض، مما يؤدي إلى عدم وجود خرج إشارة من الكاشف.

(4) بمجرد أن يغزو الشخص منطقة الكشف ، يتم تركيز الأشعة تحت الحمراء من جسم الإنسان جزئيا من خلال مرآة ويتم استقبالها بواسطة عنصر كهربي حراري. ومع ذلك، يتلقى العنصران الكهروحراريان كميات مختلفة من الحرارة، ولا يمكن تعويض التأثير الكهروحراري. بعد معالجة الإشارة ، يتم تشغيل إنذار.

(5) وفقا لمتطلبات الأداء المختلفة، مرشحات فريسنل لها أبعاد بؤرية مختلفة (مسافات الاستشعار)، مما أدى إلى مجالات رصد مختلفة للعرض. كلما زادت مجالات الرؤية، زادت كثافة المراقبة.

6 مزايا وعيوب أجهزة استشعار الحركة بير

• المزايا: لا ينبعث منه أي نوع من الإشعاع وهو آمن وموثوق. استهلاك الطاقة للجهاز منخفض جدا. إخفاء جيدة. سعر منخفض.
• العيوب: من السهل أن تتداخل مع مصادر الحرارة المختلفة ومصادر أشعة الشمس. اختراق الأشعة تحت الحمراء السلبي ضعيف ، ويتم حظر الأشعة تحت الحمراء لجسم الإنسان بسهولة ولا يتم استقبالها بسهولة بواسطة المستشعر. عرضة للتداخل من إشعاع التردد الراديوي. بسبب قيود درجة الحرارة البيئية ، عندما تكون درجة الحرارة المحيطة قريبة من درجة حرارة جسم الإنسان ، فإن الكشف والحساسية ينخفضان بشكل كبير ، مما يتسبب في بعض الأحيان في أعطال قصيرة الأجل.

يمكن اتخاذ تدابير مختلفة لتجنب الإنذارات الكاذبة والإنذارات الفائتة استجابة لأوجه القصور في أجهزة استشعار حركة PIR. من ناحية ، هو اعتماد تقنيات جديدة لتعزيز قدرات مكافحة التدخل ؛ من ناحية أخرى ، ينبغي إيلاء الاهتمام للتركيب.

7 تصنيف أجهزة استشعار الحركة بير

• مصنفة حسب طريقة الأسلاك (طريقة نقل الإشارة): سلكي، لاسلكي
• مصنفة حسب طريقة التثبيت: شنت الجدار، شنت السقف
• مصنفة حسب مكان الاستخدام: داخلي ، خارجي
• مصنفة حسب تكنولوجيا المنتج: مستشعر عادي ، مستشعر ذكي (مع ضبط رقم النبض التلقائي) ، مستشعر مزدوج ، مستشعر مركب (الأشعة تحت الحمراء + ميكروويف)
• تصنف حسب نطاق الكشف: واسعة الزاوية (المكانية) ، نوع الستار ، نوع الاتجاه

في الاستخدام العملي ، يجمع العديد من مصنعي أجهزة الإنذار ضد السرقة بين العديد من التقنيات لتحسين جودة أجهزة الكشف ، مثل أجهزة استشعار الستار المزدوجة الذكية المثبتة على الحائط ، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء متعددة الزوايا ، وما إلى ذلك.