Pir detectoren

Een PIR detector bestaat uit 3 zaken:

Algemene werking

De detector noemt men 'passief' omdat deze alleen infrarood (warmte) signalen ontvangt en geen signalen uitzendt.
Bij passief infrarood detectie is een persoon de zender en de PIR de ontvanger. Een PIR detecteert beweging zodra er beweging door zijn detectie velden loopt. Dit kan doordat zijn werkingsgebied in zones is verdeeld. Een object dat in twee of meer zones wordt gedetecteerd, veroorzaakt een alarm.

Ontleden van een detector

Spiegel of Lens

Om de infraroodstralen van een object op het opneemelement te focussen wordt er gebruik gemaakt van spiegel of lens.

Omdat een PIR detector alleen temperatuurstraling verschillen kan waarnemen, moet er sprake zijn van een discontinue waarneming.

Iemand die door een van de detectievlakken loopt veroorzaakt een snelle verandering in het niveau van de infrarode straling die op het opneemelement komt en veroorzaakt zo alarm.

Spiegel

Typisch aan een spiegel is dat ze gemaakt is van plastiek of een ander materiaal dat van een laag chroom voorzien is en onderverdeeld is in segmenten.

Ieder segment is zo ontworpen dat het alleen infrarode energie opvangt via de vingertopvormige detectievelden.

Step Focus principe
Door de brandpuntafstanden voor elke laag detectiezones te optimaliseren naar de reikwijdte, ontstaat een homogene gevoeligheid van de detectiezones: verre zones hebben een lange brandpuntafstand, dichte zones een ultrakorte.

Zo blijft een mens een mens en een klein dier blijft een klein dier.

Fresnellens

Een alternatief voor een spiegel is een fresnellens.
De fresnellens fixeert de infrarode energie direct op het opneemelement.

HDPE venster

Iedere PIR detector is voorzien van één of meerdere (uitvoering met spiegels) plastic HDPE vensters.
De functie van deze venster is:

In onderstaande tekening zien we de invloed van wit licht op de PIR detector
In de eerste figuur hebben we een zeer goede wit filter.
Het signaal is zwak

In de tweede figuur hebben we een zwakke filter voor zichtbaar licht. Het signaal is sterk en geeft dus mogelijkheden voor vals alarm.

Het opneemelement

Het pyro element is een condensator waarvan de lading stijgt recht evenredig met de hoeveelheid opgenomen warmte (IR straling). Als de temperatuur van de omgeving stijgt (bv radiator) dan zal de lading stijgen en kan dit een alarm veroorzaken.
één pyro element had het nadeel dat de radiator in zone 3 waarvan de temp stijgt, alarm gaat genereren
Vanaf ca. 1982 plaatste men in de passief infrarood detectoren twee pyro elementen in anti serie.

Elektrische signaalverwerking

Een aantal specifieke onderdelen van de elektrische signaalverwerking zij:

De Balance verwerking
Zoals we ondertussen al weten wordt er gebruik gemaakt van 2 pyro elementen waarvan de infraroodgevoelige delen in antiserie geplaatst zijn.

In de praktijk zal dit inhouden dat de ene helft een negatief signaal en de andere helft een positief signaal zal produceren.

Als beide delen van de pyro gelijke informatie krijgen zullen de resultaten 0 zijn ( aangezien positief en negatief elkaar opheffen ) dit noemen we Balance processing.

Voorbeeld 1:
Wanneer een indringer zich in het beveiligde gebied begeeft zal hij eerst de ene helft van het gezichtsveld en daarna het andere binnenkomen.

Zo veroorzaakt hij direct een onbalans door de energie die eerst op de ene helft van de pyro wordt gefixeerd = Alarm

indringer; temp=36°C, V1,1,3mV, V2= -1,5mV, Vt= -0,2 mV -> ALARM

Voorbeeld 2:
Een verandering van achtergrondtemperatuur t.g.v. een verhitting of afkoeling van een voorwerp dat zich al in de ruimte bevindt heeft geen onbalans tot gevolg aangezien de positieve maar ook het negatieve signaal toeneemt

Kamer temperatuur = 20 °C: V1= 1mV, V2= -1mV, Vt=0V -> GEEN ALARM

De temperatuurscompensatie

Er doet zich een probleem voor met PIR detectoren wanneer de achtergrondtemperatuur de temperatuur van het menselijk lichaam benadert.

De verandering die door de indringer wordt veroorzaakt is dan niet groot genoeg om een alarm te veroorzaken. De detector is buiten werking, omdat het infrarood contrast met de omgeving te klein is, de gevoeligheid is dus te laag.

Als de temperatuur in een ruimte erg laag wordt, ontstaat het tegenovergestelde probleem.
In een ruimte van 10°c vormen bijvoorbeeld een muis, een vogel of een kat een zodanig grote infrarood bron t.o.v. de omgeving, dat een detector meteen zou alarmeren, de gevoeligheid is dus te hoog.

Bij sommige detectoren wordt voor als oplossing voor dit probleem een automatische temperatuur compensatie toegepast.

Naarmate de temperatuur stijgt zal de gevoeligheid van de detector stijgen. Zodat bij temperaturen die het menselijk lichaam benaderen de detector toch reageert op heel kleine infrarood veranderingen veroorzaakt door een persoon.

Als de temperatuur lager wordt zal de gevoeligheid ook afnemen zodat enkel personen nog voldoende infrarood energie uitstralen om de detector in alarm te brengen.

De B.D.I. of infrarood achtergrond informatie

Meetpunten direct achter het PIR element laten toe de achtergrondruis te meten. Bij een te hoge waarde in rust, oorzaak elimineren.

Beide helften van de beam dienen steeds op dezelfde achtergrond gericht te zijn, anders mogelijk vals alarm.

Resterende elektronica

Pulscontrole of pulstellingen:
Op deze manier kan men eenvoudig het moment van alarmering verleggen of controleren.

Flankgevoeligheid:
Een 2e soort van instelling kan gebeuren op de flanken van het signaal

Signaalanalyse:
Na ontleding van volgende signalen kan men in het micro processor gedeelte van de detector een controle uitvoeren van volgende gemeten waarden:
• De Amplitude
• De tijd
• De vorm
Wanneer deze drie voorwaarden aanwezig zijn wordt er een alarm doorgegeven. In alle andere gevallen wordt het signaal genegeerd.

Plaatsings tips

Valse alarmen / storingsbronnen

Warmeluchtblazers:

Huisdieren

Zonlicht

Verwarming