охранный оптико-электронный пассивный инфракрасный извещатель, содержащий устройство для обнаружения маскирования извещателя

Формула изобретения

1. Охранный оптико-электронный пассивный инфракрасный извещатель, содержащий корпус, в котором расположены пироприемник, реагирующий на тепловое инфракрасное излучение тела нарушителя, сферическая линза Френеля, фокусирующая это излучение на пироприемник, ряд электронных элементов, предназначенных для обработки электрического сигнала с пироприемника и для выдачи сигнала тревоги, и устройство для обнаружения маскирования извещателя, состоящее из светодиодов, формирующих поток инфракрасного излучения, и фотодиодов, принимающих это излучение со светодиодов и генерирующих сигнал о маскировании, отличающийся тем, что светодиод, являющийся принадлежностью устройства обнаружения маскирования и служащий для обнаружения маскирования непосредственно линзы Френеля путем закрывания ее наружной поверхности непрозрачным предметом, установлен в корпусе извещателя с внутренней стороны линзы в отсеке, закрытом линзой.

2. Извещатель по п.1 отличающийся тем, что продольная ось светодиода лежит в одной вертикальной плоскости с центральной вертикальной осью линзы и имеет по отношению к ней наклон вниз.

3. Извещатель по п.2 отличающийся тем, что фотодиоды, принимающие инфракрасное излучение, расположены на одной горизонтальной линии симметрично центральной вертикальной оси линзы на расстоянии Н друг от друга и смещены по отношению к светодиоду вверх на расстояние h, соотношение h/H приблизительно равняется 1/3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охранной сигнализации и предназначено для обнаружения нарушителя в охраняемом пространстве, в частности для обнаружения маскирования нарушителем охранного оптико-электронного извещателя.

Извещатель устанавливается на стене охраняемого помещения и предназначен для обнаружения проникновения нарушителя в охраняемое пространство закрытого помещения и формирования сигнала тревоги.

При появлении нарушителя в охраняемом пространстве извещатель фиксирует инфракрасное тепловое излучение тела нарушителя и выдает сигнал тревоги.

Однако существует способ кражи из помещения, охраняемого оптико-электронным пассивным извещателем, - закрывание нарушителем извещателя от контролируемого пространства непрозрачным предметом, так называемое маскирование. При этом возможны два способа маскирования:

- установка перед извещателем на некотором расстоянии от него непрозрачного экрана;

- закрывание непосредственно внешней поверхности извещателя непрозрачным предметом (куском ткани, рукой, разбрызгиванием краски, лака т.д.).

В обоих случаях извещатель не фиксирует излучение тела нарушителя в охраняемом пространстве и сигнал тревоги не выдается.

Заявителю известны следующие аналоги изобретения: Патент США №5243326 от 7.09.1993 г. Elkron S.p.A. Turin Italy и патент США №5489892 от 02.1996 г. Optex Япония. Ближайшим аналогом заявленного изобретения, как наиболее близкого ему по совокупности существенных признаков, является патент США №5489892 от 02.1996 г. Optex Япония.

Данный аналог представляет собой оптико-электронный пассивный извещатель, содержащий устройство, обнаруживающее маскирование извещателя.

Извещатель состоит из корпуса - (основания и крышки), печатной платы с электронными элементами, пироприемника и сферической линзы Френеля. С помощью перечисленных элементов осуществляется основное назначение извещателя - обнаружение вторжения нарушителя в охраняемое пространство, при этом излучение тела нарушителя, проходя через линзу Френеля фокусируется на пироприемнике и генерируется сигнал тревоги. При этом необходимо отметить, что максимальное значение рабочей дальности действия извещателя обеспечивается верхней частью поверхности линзы Френеля - ее верхним ярусом.

Устройство обнаружения маскирования извещателя содержит два светодиода, являющихся источниками инфракрасного излучения и расположенных с внешней стороны линзы Френеля, и фотодиода, принимающего инфракрасное излучение от светодиодов. Фотодиод вместе с отражающим зеркалом помещен с внутренней стороны линзы Френеля. Каждый светодиод снабжен призматической линзой. Инфракрасное излучение от светодиодов через призматические линзы распространяется как в сторону охраняемого пространства, так и, преломляясь, в сторону линзы Френеля.

При отсутствии маскирования излучение, направленное в сторону охраняемого пространства, рассеивается, та же часть излучения, которая направлена на линзу Френеля, проходит через нее, попадает в закрытую оптическую зону извещателя и, отражаясь от зеркала, фиксируется фотодиодом.

При наличии маскирования извещателя маскирование препятствует попаданию излучения тела нарушителя через линзу Френеля на пироприемник, т.е. извещатель не реагирует на присутствие нарушителя в охраняемом пространстве и соответственно не выдает сигнала тревоги.

Однако при наличии устройства обнаружения маскирования в извещателе срабатывает это устройство.

При маскировании извещателя непрозрачным экраном, установленным на некотором расстоянии от извещателя, поток инфракрасной энергии, излучаемый светодиодами, отражаясь от непрозрачного экрана, попадает на фотодиод, происходит увеличение энергии, фиксируемой фотодиодом.

При маскировании непосредственно поверхности линзы Френеля рукой или другим непрозрачным предметом, разбрызгиванием краски, лака происходит уменьшение потока инфракрасной энергии, излучаемой светодиодами, попадающей через линзу Френеля на фотодиод. В обоих случаях возникает сигнал о наличии маскирования.

Недостатком этого устройства обнаружения маскирования извещателя по сравнению с заявляемым является:

- при маскировании непрозрачным предметом или разбрызгиванием краски лака на верхней части линзы Френеля, которая обеспечивает обнаружение перемещения нарушителя на максимальном удалении от извещателя в охраняемом помещении, при описанном выше взаимном расположении светодиодов и фотодиода устройство не обнаруживает маскирование линзы и, как следствие этого, излучение тела нарушителя не проходит через замаскированную линзу, и сигналы о маскировании и тревоге не выдаются, то есть беспрепятственно может быть совершена кража;

- в случае одновременного маскирования извещателя непрозрачным экраном, установленным на некотором расстоянии от извещателя, и маскирования непосредственно поверхности линзы Френеля непрозрачным предметом поток инфракрасной энергии, излучаемой светодиодами, отражаясь от экрана, и попадающий на фотодиод (происходит увеличение потока) и поток энергии, излучаемый светодиодами и поступающий на фотодиод через маскированную линзу Френеля (происходит уменьшение потока), могут компенсироваться, что приведет к отсутствию обнаружения маскирования и сигнал о маскировании извещателя и сигнал тревоги не выдаются.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является:

- повышение надежности обнаружения маскирования охранного оптико-электронного пассивного инфракрасного извещателя,

- повышение достоверности сохранения работоспособности извещателя.

Техническим результатом изобретения являются:

- расширение зоны обнаружения маскирования линзы, т.е. обнаружение маскирования всей поверхности линзы Френеля, включая верхний ярус линзы, при маскировании линзы разбрызгиванием краски, лака, накрыванием куском ткани, рукой и т.д.;

- исключение компенсации потоков энергии, излучаемой светодиодами, при маскировании извещателя двумя способами одновременно.

Упомянутая задача достигается тем, что охранный оптико-электронный пассивный извещатель, предназначенный для обнаружения проникновения нарушителя в охраняемое пространство закрытого помещения, формирования сигнала тревоги и сигнала о маскировании извещателя, если таковое имеет место, выполнен в виде одного корпуса, который состоит из основания с установленной на нем печатной платой с электронными элементами и крышки со вставленной сферической линзой Френеля, обеспечивающей заданную зону обнаружения. Чувствительным элементом является пироприемник. Тепловое инфракрасное излучение тела нарушителя фокусируется на пироприемник линзой Френеля. Пироприемник преобразует излучение из зоны обнаружения в электрические сигналы, в соответствии с заданным алгоритмом работы производится обработка электрических сигналов и выдается сигнал тревоги, т.е. сигнал об обнаружении нарушителя в охраняемой зоне.

В корпусе извещателя размещено устройство обнаружения маскирования извещателя нарушителем, так называемый инфракрасный канал антимаскирования, позволяющий обнаруживать маскирование извещателя непрозрачным предметом, например, экраном, установленным на некотором расстоянии от извещателя или маскирование непосредственно поверхности линзы куском ткани, рукой, разбрызгиванием краски, лака и т.д.

Устройство обнаружения маскирования состоит из трех светодиодов, испускающих инфракрасное излучение, и двух фотодиодов, принимающих это излучение, при этом два светодиода вынесены за пределы линзы Френеля, а один светодиод и оба фотодиода установлены в корпусе извещателя в отсеке, закрытом линзой Френеля.

Диапазон инфракрасного излучения светодиодов устройства обнаружения маскирования отличается от диапазона теплового инфракрасного излучения тела человека.

Получение технического результата изобретения возможно только за счет размещения одного из светодиодов, испускающих инфракрасное излучение, в корпусе извещателя в отсеке, закрытом линзой Френеля, т.е. с внутренней стороны линзы, при этом светодиод имеет наклон вниз, продольная ось светодиода лежит в одной вертикальной плоскости с центральной вертикальной осью линзы и образует с ней угол.

Фотодиоды, принимающие инфракрасное излучение от светодиодов, также установлены в корпусе извещателя в отсеке, закрытом линзой Френеля, на одной горизонтальной линии симметрично центральной вертикальной оси линзы на расстоянии Н друг от друга и смещены от указанного выше светодиода вверх на расстояние h, соотношение h|H приблизительно равняется 1/3. Данное расположение светодиода и фотодиодов позволяет получить в отсеке, закрытом линзой Френеля, инфракрасное излучение, создающее одинаковую облученность каждой точки внутренней поверхности линзы Френеля.

В качестве доказательства промышленной применимости заявляемого изобретения приводим пример конкретного осуществления.

Заявляемый оптико-электронный ИК-извещатель, содержащий устройство для обнаружения маскирования извещателя, представлен на фиг.1-4.

На фиг.1 представлен охранный оптико-электронный инфракрасный пассивный извещатель.

Конструктивно извещатель выполнен в виде корпуса 1 со съемной крышкой 2, закрывающей доступ к колодке внешних подключений, элементам крепления извещателя на объекте и печатной плате 3 с электронными элементами. В крышку 2 вставлена сферическая линза Френеля 4, обеспечивающая заданную зону обнаружения.

Чувствительным элементом является пироприемник 5, на который фокусируется тепловое инфракрасное излучение тела нарушителя.

Извещатель содержит также устройство обнаружения маскирования непрозрачным экраном самого извещателя или непрозрачным предметом (рукой, тканью, разбрызгиванием краски, лака) непосредственно линзы 4.

Устройство обнаружения маскирования состоит из трех светодиодов инфракрасного излучения, у которых два светодиода 6 установлены вне линзы и один светодиод 7 установлен в корпусе 1 в отсеке 8, закрытом линзой 4, т.е. светодиод 7 установлен с внутренней стороны линзы 4, при этом светодиод 7 имеет наклон вниз, продольная ось светодиода лежит в одной вертикальной плоскости с центральной вертикальной осью линзы 4 и образует с ней угол.

Фотодиоды 9, принимающие инфракрасное излучение от светодиодов 6 и 7, также установлены в корпусе 1 извещателя в отсеке 8, закрытом линзой Френеля 4. Они расположены на одной горизонтальной линии симметрично центральной вертикальной оси линзы на расстоянии Н друг от друга и смещены по отношению к светодиоду 7 вверх на расстояние h, соотношение h/H приблизительно равно 1/3 (фиг.2).

Извещатель работает следующим образом.

Извещатель предназначен для обнаружения проникновения в охраняемое пространство закрытого помещения и формирования сигнала "тревога" при несанкционированном вторжении нарушителя в охраняемое пространство. При появлении нарушителя тепловое инфракрасное излучение тела нарушителя фокусируется линзой Френеля 4 на пироприемник 5. Пироприемник преобразует тепловое излучение из зоны обнаружения в электрические сигналы, поступающие на элементы электрической схемы, которые в соответствии с заданным алгоритмом работы выдают соответствующий сигнал.

Одним из основных достоинств пассивных инфракрасных извещателей является отсутствие собственного излучения, что позволяет добиться экологической чистоты и высокой электромагнитной совместимости, т.е. пассивные инфракрасные извещатели не являются источниками помех для аналогичных извещателей и извещателей другого типа и назначения, а также по отношению к бытовой радиоаппаратуре. Но отсутствие излучения является также недостатком, например, в период, когда помещение не находится под охраной, нарушителем может быть произведено маскирование извещателя, т.е. перед извещателем может быть размещен непрозрачный экран 10, или непрозрачным предметом 11 закрыта линза Френеля. В этом случае после взятия помещения под охрану - приведение извещателя в рабочее состояние - извещатель не обнаружит перемещения нарушителя в охраняемом помещении и не выдаст сигнал тревоги.

Чтобы устранить данный недостаток пассивных инфракрасных извещателей, применяется устройство обнаружения маскирования.

Рассмотрим работу устройства обнаружения маскирования. Светодиоды 6 формируют поток инфракрасного излучения, который распространяется в пространстве перед извещателем. При отсутствии маскирования этот поток рассеивается и не попадает на фотодиоды 9. При маскировании извещателя - установке непрозрачного экрана 10 (фиг.3), например листа бумаги, перед линзой Френеля 4 на некотором расстоянии от нее - экран 10 препятствует попаданию излучения тела нарушителя, находящегося в охраняемом помещении через линзу на пироприемник 5, и сигнал тревоги извещатель не выдает. Однако излучение от светодиодов 6 отражается от маскирующего экрана 10 и попадает на фотодиод 9. Таким образом, увеличивается поток излучения, попадающий на фотодиоды 9, и генерируется сигнал о маскировании.

Как показано на фиг.4, извещатель можно маскировать непосредственно закрывая линзу, например, непрозрачной тканью 11, рукой, разбрызгиванием краски, непрозрачным лаком и т.д., так, что на пироприемник 5 через линзу не попадает излучение от нарушителя, движущегося в охраняемом пространстве. Светодиод 7, размещенный вместе с принимающими от него излучение фотодиодами 9 в отсеке 8, закрытом линзой Френеля, формирует поток излучения, который отражаясь от внутренней поверхности линзы, попадает на фотодиоды 9. При маскировании внешней поверхности линзы происходит увеличение потока излучения, отражающегося от внутренней поверхности замаскированной линзы и падающего на фотодиоды 9, в результате чего выдается сигнал о маскировании. При этом в отсеке 8 за счет выбранного взаимного расположения светодиода 7 и фотодиодов 9 создается поле инфракрасного излучения одинаковой интенсивности, что позволяет контролировать маскирование любого участка поверхности линзы 4, в том числе и верхней части поверхности линзы - верхнего яруса линзы, ответственного за обнаружение нарушителя в охраняемом пространстве на максимальном расстоянии от извещателя, а так как возможные пути проникновения нарушителя в охраняемое пространство, а также его передвижение в этом пространстве, как правило, не находится рядом с извещателем, это является существенным преимуществом заявляемого извещателя.

Фирма ЗАО "Риэлта" освоила выпуск заявляемых охранных оптико-электронных извещателей, содержащих устройство для обнаружения маскирования; технических затруднений нет.