Ультразвуковые датчики

Ультразвуковые датчики относятся к категории активных видимых волюмометрических датчиков. Вокруг ультразвуковых датчиков, испускающих акустические волны с частотой в диапазоне от 19 до 40 кГц, образуется поле обнаружения. Ультразвуковые датчики могут быть моностатическими; обнаружение проникновения с помощью моностатических ультразвуковых датчиков основано на регистрации сдвига частоты между передаваемым и принимаемым сигналом, вызываемого Допплеровским эффектом, возникающим при перемещении объекта в зоне обнаружения. Амплитуда и диапазон сдвига частот зависят от размера движущегося объекта, скорости его перемещения и направления перемещения. Форма зоны обнаружения с помощью ультразвуковых датчиков сходна с формой зоны обнаружения, характерной для моностатических микроволновых датчиков, но в случае ультразвукового датчика форма зоны обнаружения может быть легко изменена посредством установки отражателей.

Большинство широко употребляемых твердых материалов, таких, как строительные материалы, из которых изготовлены стены, картон, оконные стекла и т. д., способны останавливать или отражать ультразвуковые волны. Зоны затенения ультразвукового сигнала будут создаваться объектами большого размера, расположенными в защищаемом объеме, такими, как книжные полки, столы и перегородки, разделяющие помещение на отделения. Как правило, эти трудности могут быть преодолены путем установки нескольких ультразвуковых датчиков.

Ультразвуковые волны не проникают через физические преграды типа стен и перегородок; следовательно, область их распространения может быть без труда ограничена объемом защищаемого помещения. Так как физические преграды непроницаемы для акустических волн, стены защищаемого помещения будут поглощать или отражать передаваемые сигналы. Ввиду того, что стены, не покрытые специальным мягким материалом типа звукоизоляционных тканей, поглощают очень небольшое количество ультразвуковых волн, большинство ультразвуковых волн ими отражается. Отраженные ультразвуковые волны обеспечивают заполнение защищаемого объема, вследствие чего диверсанту труднее проникнуть в помещение незамеченным.

Явления механического характера, такие, как вихревые возмущения в воздухе или различные источники акустических волн, расположенные в пределах защищаемой зоны, могут вызвать подачу ложного сигнала тревоги. Перемещения воздуха, вызываемые отопительными системами, системами кондиционирования воздуха, сквозняками и т. п., могут снизить эффективность обнаружения, ограничивая радиус действия ультразвукового датчика и в то же время вызывая подачу ложного сигнала тревоги. Акустические волны, испускаемые звонками, и свистящий шум, который обычно производят разгерметизированные отопительные радиаторы или приборы, содержащие сжатый воздух, обладают частотными характеристиками, способными вызвать срабатывание ультразвукового датчика. Такие источники ультразвуковых волн зачастую испускают сигналы, сходные с сигналами, возникающими при проникновении диверсанта в защищаемое помещение, вследствие чего обрабатывающий принимаемые сигналы процессор ошибается и подает ложный сигнал тревоги.

Другая характеристика окружающей среды, оказывающая воздействие на эффективность ультразвуковых датчиков — климатические условия в защищаемом помещении. Значительные изменения относительной влажности могут повлиять на характеристики приемника ультразвуковых волн таким образом, что чувствительность датчика повысится, и он будет регистрировать обычные для окружающей среды изменения, подавая ложные сигналы тревоги. Ультразвуковые датчики могут иметь также бистатическую конфигурацию; в этом случае регистрация перемещения в защищаемом объеме вызывается сочетанием Допплеровского эффекта и изменения амплитуды сигнала. Передатчик и приемник бистатического ультразвукового датчика устанавливаются, как правило, на потолке помещения таким образом, чтобы защищаемая зона находилась между ними. Дальность действия индивидуальных приемников может быть отрегулирована. Другие характеристики бистатических датчиков сходны с характеристиками моностатических ультразвуковых датчиков.

Дата добавления: 2015-07-08