Przegląd najczęściej stosowanych czujek w systemach alarmowych.

Czujki pasywne podczerwieni

Zasada działania czujek pasywnych podczerwieni polega na wykrywaniu zmiany promieniowania cieplnego z zakresu dalekiej podczerwieni przez czujnik piroelektryczny, którego sygnał elektryczny analizowany jest przez układ elektroniczny czujki.
W zależności od zastosowanej konstrukcji dzielą się na czujki z optyką Fresnela i optyką zwierciadlaną.

Pierwszy typ posiada ograniczenia odbioru promieni podczerwonych do 90º, natomiast w drugim przypadku zastosowane zwierciadło lub ich zespół może znacznie poszerzyć kąt promieni powyżej 90º, a w przypadku czujek dookolnych 360º.

Maksimum czułości czujka osiąga dla ruchu prostopadłego do jej osi optycznych, czyli w poprzek "wiązek" pola widzenia. Czułość PIR dla ruchu poosiowego jest znikoma. Należy jednak podkreślić, iż najnowsze soczewki Fresnela stosowane w czujkach mają już po kilkadziesiąt wiązek obserwacji, dzięki czemu nawet poruszanie się dokładnie w kierunku czujki musi spowodować przecięcie kilku wiązek.

W zależności od sposobu nadzorowanej powierzchni wyróżnia się następujące typy czujek PIR: powierzchniowe, kurtynowe (jedna wąska kurtyna pionowa lub pozioma), korytarzowe (2...3 wiązki, wąski kąt widzenia, zasięg 20...50m),.

Swoją popularność zawdzięczają przede wszystkim prostotą montażu i uruchomienia oraz stosunkowo wysoką statystycznie skutecznością wykrywania ruchu. Natomiast mają ograniczenia w stosowaniu ze względu na wpływ zakłóceń środowiskowych i przemysłowych, np. światło słoneczne, szybkie zmiany temperatury itd.

Zasady instalacji czujek pasywnych podczerwieni:

- czujka nie powinna być instalowana bezpośrednio nad grzejnikiem, lub jeżeli nie ma innej możliwości 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. Jeżeli z różnych względów nie można zastosować wyżej wymienionych zasad montażu, należy stosować czujki wysokiej klasy.

Czujki aktywne podczerwieni

Czujka aktywna podczerwieni zbudowana jest z odbiornika i nadajnika promieniowania podczerwieni. Alarm powstaje w momencie, gdy wiązka pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem zostanie przerwana. Stosowana w ochronie wewnętrznej (szczególnie obwodowej) jaki i zewnętrznej.

Czujki mikrofalowe ruchu

W czujkach mikrofalowych do wykrywania poruszających się obiektów wykorzystano fale elektromagnetyczne (mikrofale) - efekt Dopplera. W czujce obok siebie umieszczony jest nadajnik i odbiornik. Nadajnik emituje fale o określonej częstotliwości, odbiornik odbiera falę odbitą od ścian, podłogi, sufitu. Jeżeli w pomieszczeniu nie ma poruszającego się obiektu, częstotliwość fali odbitej jest identyczna jak częstotliwość fali emitowanej przez nadajnik. Natomiast gdy w pomieszczeniu znajdzie się poruszający obiekt, nastąpi wcześniejsze odbicie części energii fali i w efekcie odbiornik zarejestruje wzrost częstotliwości fali. Czujki mikrofalowe wykrywają najlepiej ruch w kierunku do i od czujki.

Promieniowaniem mikrofalowym są tu fale elektromagnetyczne o częstotliwości powyżej 1 GHz. Cechy czujek mikrofalowych ruchu:
- mikrofale wnikają w ściany.
- przenikają przez plastik, drewno, szkło, cienkie ściany.
- odbijają się od przedmiotów metalowych.
- pasmo częstotliwości Dopplera, odpowiadające wykrywanemu zakresowi prędkości poruszających się obiektów często zawiera częstotliwość napięcia sieci energetycznej 50 Hz.

Zasady instalacji czujek mikrofalowych:
- instalacja jak najdalej od okien i drzwi, ponieważ czujka może wychwytywać ruch poza chronionym pomieszczeniem.
- nie instalować w pomieszczeniach, które są w bezpośrednim sąsiedztwie z ulicą, ponieważ przemieszczające się pojazdy mogą zakłócać pracę czujki.
- nie instalować w bezpośrednim sąsiedztwie dużych przedmiotów oraz powierzchni metalowych, ponieważ pod wpływem odbicia fali od tych przedmiotów może nastąpić niekontrolowana zmiana zasięgu czujki.
- instalacja z dala od urządzeń sieci energetycznej, chyba ze czujka posiada filtr blokady dla sygnałów o częstotliwości 50 Hz.
- nie stosować dwóch czujek mikrofalowych w jednym pomieszczeniu ze względu na możliwość wzajemnego zakłócania, chyba że stosujemy czujki o różnych częstotliwościach.
- czujka powinna być zainstalowana stabilnie, podłoże powinno zapewniać minimalne wibracje.

Czujki zespolone ( dualne )

Czujki zespolone to czujki wyposażone w dwa detektory. Najczęściej spotykane kombinacje to: podczerwień pasywna i mikrofala, podczerwień pasywna i czujnik stłuczenia szyby, podczerwień pasywna i czujnik ciśnienia. Można spotkać również czujki zespolone złożone z dwóch tych samych detektorów np. 2 x podczerwień pasywna. Stosowana najczęściej w miejscach, gdzie mogą wystąpić różne zakłócenia w pracy czujki jednego typu.

Czujka generuje alarm jedynie w przypadku wykrycia ruchu przez oba detektory w ciągu 10 sekund. Pierwszy czujnik, np. PIR lub MW, który wykryje ruch, aktywuje 10 sekundowy prealarm, podczas którego drugi czujnik musi wykryć ruch, aby cały detektor wygenerował alarm. Jeżeli w ciągu 10 sekund od wykrycia ruchu przez pierwszy z czujników drugi nie potwierdzi stanu alarmowego, wtedy czujnik przechodzi w stan czuwania.

Czujki stłuczenia szyby

Dostępne są czujki działające w oparciu o przetwornik piezoelektryczny (pasywne i aktywne) oraz czujki przestrzenne (mikrofonowe).

Czujka z przetwornikiem piezoelektrycznym wywołuje stan alarmowania w odpowiedzi na wykrycie drgań charakterystycznych dla pękającego (tłuczonego) szkła. Czujka klejona jest na tafli szklanej. Są dwa rodzaje czujek stłuczenia szyby: czujki pasywne i czujki aktywne. Czujki pasywne są dwustanowe i sygnalizują pojawienie się naprężenia szyby. Czujki aktywne wyposażone w procesor do analizowania stanu szkła, dostosowuje się do zmiennej struktury nawet pękniętego szkła. Stosowana w ochronie obiektów o wysokim zagrożeniu.

Czujka mikrofonowa stłuczenia szkła analizuje dźwięki w pomieszczeniu alarmując przy dźwiękach charakterystycznych dla pękającego lub przecinanego szkła.

Czujki magnetyczne stykowe ( kontraktrony )

Czujki magnetyczne stykowe składają się z dwóch elementów. Pierwszy zawiera magnes drugi kontraktron. W wyniku oddalenia magnesu od kontraktronu następuje zwarcie lub rozwarcie styku kontraktronu. Czujki magnetyczne stykowe służą do ochrony okien i drzwi.

Czujki napadowe

Przyciski i listwy napadowe reagują w sposób natychmiastowy (bez opóźnienia) w przypadku zagrożenia bezpośredniego, szczególnie napadem lub aktem terrorystycznym. Urządzenia napadowe podłączone są do wydzielonych organizacyjnie linii dozorowych w centrali alarmowej, tzw. linii napadowych.

Literatura:
[1] Zespół autorów pod redakcją dr inż. Andrzeja Wójcika, Mechaniczne i elektroniczne systemy zabezpieczeń, wydawnictwo Verlag Dashofer - http://www.esinstal.pl/