ES2226259T3 - Detector infrarrojo pasivo. - Google Patents
Detector infrarrojo pasivo.Info
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Abstract
Detector infrarrojo pasivo con una ventana (3) de entrada para radiación infrarroja, un sensor (5) infrarrojo con un circuito (6) de valoración y con un dispositivo de antienmascaramiento que presenta un emisor (8, 10) óptico y un receptor (9) óptico para la detección de eventos o modificaciones ópticas directamente delante del detector y/o de modificaciones de las propiedades ópticas de la ventana (3) de entrada, caracterizado porque la valoración de las señales del dispositivo de antienmascaramiento se realiza en dos canales (14, 15), reaccionando uno de los canales (14), denominado en lo sucesivo el canal PL, a eventos o modificaciones limitados en el tiempo y el otro canal (15), denominado en lo sucesivo el canal RT, a eventos o modificaciones estables en el tiempo, y porque se realiza una valoración combinada de las señales de los dos canales (14, 15).
Description
Detector infrarrojo pasivo.
La presente invención trata de un detector
infrarrojo pasivo con una ventana de entrada para radiación
infrarroja, un sensor infrarrojo con un circuito de valoración y
con un dispositivo de antienmascaramiento que presenta un emisor
óptico y un receptor óptico para la detección de eventos o
modificaciones ópticas directamente delante del detector y/o de
modificaciones de las propiedades ópticas de la ventana de
entrada.
Los dispositivos de antienmascaramiento, como
están descritos, por ejemplo, en los documentos
EP-A-0 186 226,
EP-A-0 499 177 y
EP-A-0 556 898, sirven para la
detección de intentos de sabotaje en el detector, tal como, por
ejemplo, recubrimiento de la ventana de entrada con una lámina o
una tapa o rociado de la ventana de entrada con un spray
impermeable a la radiación infrarroja como, por ejemplo, laca para
el pelo. Los eventos o modificaciones ópticas directamente delante
del detector, tal como el recubrimiento del detector, provocan en
la mayoría de los casos una reflexión de la radicación emitida por
el emisor óptico del dispositivo de antienmascaramiento en el
receptor óptico, lo cual se manifiesta en forma de una modificación
marcada de la radiación recibida por el receptor óptico.
El emisor óptico y el receptor óptico del
dispositivo de antienmascaramiento están formados, por regla
general, por un diodo LED infrarrojo y un fotodiodo infrarrojo.
Para la detección de modificaciones de las propiedades ópticas de la
ventana de entrada, ésta está expuesta a radiación infrarroja y se
mide la radiación que pasa por la ventana de entrada o que es
reflejada por ésta.
En un dispositivo de antienmascaramiento descrito
en el documento EP-A-0 772 171, en
el lado exterior de la ventana de entrada está dispuesta una
estructura en forma de red de difracción, que enfoca la luz emitida
por el emisor óptico en el detector infrarrojo. En el caso de
sabotaje mediante rociado en la ventana de entrada, queda destruido
el efecto de focalización de la estructura en forma de red de
difracción, de modo que se reduce la intensidad luminosa que incide
en el detector infrarrojo.
Para la valoración de las señales del dispositivo
de antienmascaramiento, se comparan las señales del receptor óptico
con valores umbrales o valores de referencia o, en general, con
valores de tensión, debiendo ser los valores más elevados o más
bajos y debiendo mantenerse los mismos durante un lapso de tiempo
determinado.
La propia valoración se realiza según uno de dos
procedimientos, trabajando cada dispositivo de antienmascaramiento
siempre sólo según uno de los dos procedimientos. Uno de los
procedimientos es el llamado procedimiento Proximity Latch (PL), en
el que se dispara una alarma por enmascaramiento al alcanzarse unos
criterios predeterminados, manteniéndose activa esta alarma, que
sólo puede ser desactivada por una persona autorizada en un proceso
predeterminado. Por tanto, el procedimiento PL tiene una reacción
rápida y rigurosa, aunque la alarma actúa también en caso de
movimientos cortos sin intención de enmascaramiento y la alarma no
se desactiva automáticamente, sino que requiere la intervención de
una persona que lo maneja. El segundo procedimiento es el llamado
procedimiento Real Time (RT), en el que sólo unas modificaciones
suficientemente importantes y suficientemente estables disparan una
alarma por enmascaramiento, que se desactiva automáticamente cuando
las señales vuelven a su estado normal. El procedimiento RT
reacciona más lentamente y en principio de forma menos rigurosa,
aunque tiene la ventaja de la desactivación automática de la
alarma.
Independientemente de si la valoración de las
señales se realiza según el procedimiento PL o RT, hay que tener en
cuenta que los valores umbrales o valores de referencia se elijan
notablemente en el lado "seguro", para que unas modificación
mínimas de las condiciones del entorno no puedan disparar una alarma
por enmascaramiento. Las modificaciones de este tipo pueden
deberse, por ejemplo, a insectos, variaciones de la temperatura,
depósitos de polvo o nicotina, en algunos casos también a
vibraciones mecánicas o variaciones de la presión del aire. Dicho de
otro modo, esto significa que tanto en el procedimiento PL como en
el procedimiento RT hay que buscar siempre un equilibrio entre la
sensibilidad y la resistencia a alarmas por enmascaramiento, lo que
puede conducir a que en algunos casos no se detecten
enmascaramientos o que se dispare una alarma por enmascaramiento
sin causa justificada.
Gracias a la invención debe indicarse ahora un
detector infrarrojo pasivo con un dispositivo de
antienmascaramiento que presente tanto una resistencia elevada a
falsas alarmas, como también una mayor sensibilidad.
Este objetivo se consigue según la invención
porque la valoración de las señales del dispositivo de
antienmascaramiento se realiza en dos canales, reaccionando uno de
los canales, denominado en lo sucesivo el canal PL, a eventos o
modificaciones limitados en el tiempo y el otro canal, denominado
en lo sucesivo el canal RT, a eventos o modificaciones estables en
el tiempo, y porque se realiza una valoración combinada de las
señales de los dos canales.
En el detector infrarrojo pasivo según la
invención se combinan, por lo tanto, el procedimiento PL y RT,
siendo la gran ventaja de esta combinación que los valores umbrales
o valores de referencia en los distintos canales pueden ser menores
o pueden suprimirse, dado el caso, del todo. Esto último puede ser
el caso cuando las señales se valoran con una lógica fuzzy o en una
red neuronal.
Una primera forma de realización preferida del
detector infrarrojo pasivo según la invención está caracterizada
porque en cada canal se estudia la señal en cuestión mediante
comparación con al menos un valor umbral o valor de referencia,
respectivamente, o mediante una lógica fuzzy, y porque la
valoración combinada consiste en una combinación de los resultados
del estudio en los dos canales.
Una segunda forma de realización preferida del
detector infrarrojo pasivo según la invención está caracterizada
porque en cada canal están definidos, además de los valores
umbrales o valores de referencia que corresponden al nivel de alarma
en cuestión, distintos valores para niveles de prealarma y porque
se realiza una comparación de las señales con los niveles
indicados.
Una tercera forma de realización preferida del
detector infrarrojo pasivo según la invención está caracterizada
porque la valoración combinada de las señales de los dos canales
del dispositivo de antienmascaramiento está combinada con la
valoración de las señales del sensor infrarrojo que se realiza en
un canal que en lo sucesivo será denominado el canal PIR, y porque
el disparo de alarmas por intrusión o enmascaramiento se realiza
basándose en las señales en los tres canales.
Esta forma de realización preferida representa
otro aumento de la resistencia a falsas alarmas, puesto que vuelve
al detector en gran medida inmune a fallos por insectos. Cuando un
insecto grande se mueve cerca de la ventana de entrada, esto puede
conducir a que se produzca una señal de alarma en el canal PIR.
Puesto que el insecto también provocaría una señal de alarma en el
canal PL, debido a la señal de alarma en el canal PL puede
bloquearse la señal en el canal PIR. Una señal de alarma en el canal
PIR, sin que haya al mismo tiempo una señal de alarma en el canal
PL, sería en cambio una alarma auténtica por intrusión y una señal
de alarma en el canal PIR habiendo al mismo tiempo una señal de
alarma en el canal PL y RT sería un intento de enmascaramiento.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización y de los
dibujos. Muestran:
la figura 1, un corte longitudinal a través de un
detector infrarrojo pasivo según la invención;
la figura 2, una vista en la dirección de la
flecha II de la fig. 1; y
la figura 3, un esquema en bloques de la
valoración de señales.
La figura 1 muestra un corte longitudinal a
través de un detector infrarrojo pasivo según la invención en la
dirección perpendicular respecto a la pared posterior o el fondo de
éste y la fig. 2 muestra una vista desde atrás, habiéndose quitado
la pared posterior del detector y habiéndose retirado el espejo que
enfoca la radiación infrarroja incidente del detector. Según la
representación, el detector infrarrojo pasivo está formado
fundamentalmente por una carcasa de dos piezas con un fondo 1 y una
tapa 2, por una ventana 3 de entrada prevista en la tapa 2, para la
radiación infrarroja que incide del local a vigilar en el detector,
por una placa 4 de circuitos impresos dispuesta en el interior del
detector, en la que están dispuestos, entre otras cosas, un sensor 5
infrarrojo y un circuito 6 de valoración, y por un espejo 7
dispuesto también en el interior del detector para la focalización
de la radiación infrarroja que incide a través de la ventana 3 de
entrada en el sensor 5 infrarrojo.
La ventana 3 de entrada, que está hecha, por
ejemplo, de polietileno o polipropileno, y que sólo es permeable
para radiación en el intervalo de longitudes de onda de
aproximadamente 5 a 15 \mum, está insertada en una parte inclinada
o cóncava de la tapa 2 y está delimitada lateralmente por salientes
F de la tapa 2. El espejo 7 está realizado de tal forma que absorbe
la radiación en el infrarrojo cercano y que refleja la radiación
corporal. Respecto a la forma del espejo se remite al documento
EP-A-0 303 913 y, respecto al
material del espejo, al documento
EP-A-0 707 294. La ventana 3 de
entrada, el espejo 7, el sensor 5 infrarrojo y el circuito 6 de
valoración sirven para la detección de la intrusión de una persona
en el local vigilado. La ventana 3 de entrada puede estar realizada
como lente Fresnel y puede enfocar la radiación infrarroja en el
sensor 5 infrarrojo en lugar del espejo 7.
El detector infrarrojo pasivo mostrado está
equipado con un denominado dispositivo de antienmascaramiento para
la detección de eventos o modificaciones ópticas directamente
delante del detector y de modificaciones de las propiedades ópticas
de la ventana 3 de entrada, en particular de un sabotaje del
detector. Un sabotaje de este tipo sirve para manipular el detector
de forma que ya no pueda llegar radiación infrarroja al sensor
infrarrojo, de modo que ya no se detecten personas no autorizadas,
pudiendo moverse éstas libremente en el local vigilado. El sabotaje
se realiza en la mayoría de los casos mientras el detector está
desactivado, cuando está en un modo stand-by y
cuando las personas que se encuentran en el local vigilado no
disparan ninguna alarma.
Métodos de sabotaje o enmascaramiento conocidos
son el recubrimiento del detector con un objeto adecuado, tal como,
por ejemplo, una caja, un sombrero o una pantalla, y el rociado de
la ventana de entrada con un spray impermeable a la radiación
infrarroja, tal como, por ejemplo, un spray de adhesivo o laca para
el pelo. Los detectores infrarrojos pasivos modernos deben ser
capaces de detectar automáticamente un enmascaramiento de este tipo,
concretamente y de forma preferible en el momento del
enmascaramiento o, como muy tarde, al activar el detector o la
instalación. Existen distintas estrategias para ello, pero al menos
en el caso de detectores conectados con una central, hoy día los
detectores están siempre conectados y suministran señales de alarma
a la central también mientras están desactivados en el modo
stand-by, aunque la central suprime estas señales
en el modo stand-by. Si el detector está siempre
conectado, puede detectar intentos de sabotaje sin retardo de
tiempo e indicarlos a la central.
El dispositivo de antienmascaramiento del
detector está realizado de tal forma que pueda detectar de forma
segura los dos métodos de enmascaramiento indicados. En el lado
frontal del detector, poco por encima de la ventana 3 de entrada,
están dispuestos un emisor 8 óptico, por ejemplo, un diodo LED
infrarrojo con una longitud de onda de 950 nm, y un receptor 9
óptico, por ejemplo, un fotodiodo infrarrojo, encontrándose el
emisor 8 en el lado exterior y el receptor 9 en el lado interior de
la tapa 2 de la carcasa. El emisor 8 irradia continuamente
radiación infrarroja del detector, que en el estado de
funcionamiento normal se irradia al espacio vigilado delante del
detector. No obstante, en cuanto un objeto se coloque a poca
distancia delante del detector o se encuentre allí, una gran parte
de la radiación emitida por el emisor 8 es reflejada y llega a
través de la ventana 3 de entrada al receptor 9. El aumento de la
radiación recibida originado con ello se interpreta como intento de
enmascaramiento.
En el espacio interior del detector, en la zona
de una de las dos alas F, está dispuesto un emisor 10 óptico
adicional, por ejemplo, un diodo LED infrarrojo, que emite
radiación infrarroja a un pozo 11 de luz. El pozo 11 de luz está
realizado de forma acodada y desemboca en una ventana 12 permeable
a la radiación infrarroja, que está prevista en la pared lateral
del saliente F en cuestión orientada hacia la ventana 3 de entrada.
Según la representación, este saliente F es el saliente adyacente al
emisor 8, que está dispuesto en el lado opuesto al receptor 9. La
radiación infrarroja emitida por el emisor 10 adicional llega a
través del pozo 11 de luz a través de un espejo 11a y la ventana 12,
con un ángulo de incidencia llano, a la ventana 3 de entrada y
entra en condiciones normales a través de ésta. A través de la
ventana 12, la radiación emitida por el emisor 10 adicional se
enfoca al centro de la ventana 3 de entrada y llega a través de ésta
al receptor 9.
No obstante, si se ha enmascarado la ventana 3 de
entrada, es decir, si se ha hecho impermeable a la radiación
infrarroja, llega menos radiación a la ventana 3 de entrada o la
radiación incidente en la ventana de entrada del emisor 10 adicional
es reflejada por la ventana 3 de entrada y llega menos radiación al
receptor 9, lo cual se interpreta como intento de enmascaramiento.
Para evitar reflexiones de la radiación que sale de la ventana 12
de la fuente 10 luminosa adicional, en la pared lateral del saliente
F opuesto a la ventana 12, esta pared lateral está dotada al menos
en parte de un revestimiento absorbente de radiación
infrarroja.
Según la figura 3, el circuito 6 de valoración
contiene un canal 13 PIR conectado con el sensor 5 infrarrojo y dos
canales conectados con el receptor 9 óptico, un canal 14 PL y un
canal 15 RT. Las salidas de los tres canales conducen a una etapa
16, en la que tiene lugar una combinación de las señales de estos
canales. El resultado de esta combinación forma la base de decisión
para la emisión de una señal de alarma mediante el detector. Como
variante, también pueden estar combinadas entre sí sólo las salidas
del canal 14 PL y del canal 15 RT. El canal 13 PIR es el canal
existente en cualquier detector infrarrojo pasivo para la
valoración de la señal del sensor 5 infrarrojo expuesto a la
radiación infrarroja del local vigilado. En la salida de este canal
se obtiene una señal, que indica la entrada de un objeto que emite
radiación infrarroja en el local vigilado. Se parte de que el canal
15 PIR 13 es conocido, de modo que se renuncia a una descripción
detallada.
El canal 14 PL y el canal 15 RT sirven para la
valoración de la señal de antienmascaramiento del receptor 9 óptico,
significando PL Proximity Latch y RT, Real Time. La velocidad de
exploración y la resolución se eligen de tal forma que sean
suficientes para los dos canales. Tanto en el canal 14 PL como en el
canal 15 RT se compara la señal del receptor 9 óptico con un umbral
de alarma y preferiblemente también con varios umbrales de
prealarma, de modo que en la salida del canal correspondiente
puedan obtenerse informaciones del tipo señal pequeña, mediana o
grande. Los umbrales de prealarma no solamente tienen la ventaja de
que de esta forma sean posibles más combinaciones lógicas, sino que
también sea más fácil el cumplimiento de normas especificas de cada
país.
El canal 14 PL está caracterizado porque en él se
dispara una alarma o prealarma por enmascaramiento ya en caso de
sobrepasarse brevemente los umbrales y porque esta alarma no se
desactiva automáticamente, sino que requiere una intervención por
parte del usuario de la instalación. Este modo es típico para un
modo de funcionamiento en el que la instalación es controlada por
el personal antes de la activación, pudiendo desactivarse en esta
ocasión eventuales
alarmas por enmascaramiento.
alarmas por enmascaramiento.
El canal 15 RT reacciona en cambio a valores que
sobrepasan los valores umbrales o valores de referencia
correspondientes de forma estable en el tiempo, es decir, durante
un tiempo prolongado. Una alarma por enmascaramiento sólo se dispara
cuando el valor se sobrepasa durante un tiempo suficientemente
largo. Además, la alarma por enmascaramiento se desactiva sin
intervención por parte del usuario en cuanto desaparezca el valor
superior al umbral y el detector vuelva a su estado normal.
La gran ventaja de la combinación de los dos
canales 14 y 15 está en que sólo se dispara una alarma por
enmascaramiento si los dos canales lo recomiendan, de modo que en
cualquier caso se reducen las falsas alarmas. Además, gracias a la
combinación existe la posibilidad de elegir los valores umbrales o
los valores de referencia de forma más precisa, puesto que por la
valoración de la información de los dos canales con estos valores
no siempre es necesario estar del lado "seguro". Finalmente,
también es posible renunciar a todos los valores umbrales o al
menos a determinados valores umbrales y trabajar en lugar de ello
con valores indeterminados y procesar éstos según las reglas de la
lógica fuzzy o también en una red neuronal (véase al respecto, por
ejemplo, el documento EP-A-0 646
901).
Cuando en el canal 14 PL se presenta, por
ejemplo, una señal de prealarma, es decir, se ha sobrepasado un
valor umbral que asciende a un 50% del valor de alarma, y cuando en
el canal 15 RT se presenta a continuación una señal de prealarma
prolongada, esto indica un enmascaramiento y se dispara una alarma
por enmascaramiento. En el uso hasta ahora aislado del canal PL o
RT no se habría producido un disparo de alarma. O cuando se produce
una señal de alarma en el canal 14 PL, sin que se produzca una señal
de prealarma en el canal 15 RT, podría haberse tratado de un
insecto grande o de una persona que haya pasado por el detector y
no se dispara ninguna alarma. Estos dos ejemplos muestran que la
combinación o la valoración combinada del canal 14 PL y del canal 15
RT conduce, por un lado, a una mayor sensibilidad y, por el otro, a
una mayor resistencia.
La resistencia a falsas alarmas se aumenta aún
más, y concretamente no solamente frente a un enmascaramiento, sino
también frente a falsas alarmas por intrusión, si se añade el canal
13 PIR a la combinación del canal 14 PL y del canal 15 RT. De esta
manera, por ejemplo, el insecto grande mencionado en el último
ejemplo podría disparar una alarma PIR, aunque ésta puede
suprimirse si al mismo tiempo existe una señal de alarma en el
canal 14 PL. Por otro lado, una señal de alarma en el canal 13 PIR
sin señal de alarma en el canal 14 PL se interpreta como auténtica
alarma por intrusión y una señal de alarma en el canal 13 PIR junto
con una señal de alarma en el canal 14 PL y en el canal 15 RT, como
intento de enmascaramiento, emitiéndose una señal de alarma
correspondiente.
Claims (9)
1. Detector infrarrojo pasivo con una ventana (3)
de entrada para radiación infrarroja, un sensor (5) infrarrojo con
un circuito (6) de valoración y con un dispositivo de
antienmascaramiento que presenta un emisor (8, 10) óptico y un
receptor (9) óptico para la detección de eventos o modificaciones
ópticas directamente delante del detector y/o de modificaciones de
las propiedades ópticas de la ventana (3) de entrada,
caracterizado porque la valoración de las señales del
dispositivo de antienmascaramiento se realiza en dos canales (14,
15), reaccionando uno de los canales (14), denominado en lo
sucesivo el canal PL, a eventos o modificaciones limitados en el
tiempo y el otro canal (15), denominado en lo sucesivo el canal RT,
a eventos o modificaciones estables en el tiempo, y porque se
realiza una valoración combinada de las señales de los dos canales
(14, 15).
2. Detector infrarrojo según la reivindicación 1,
caracterizado porque en cada canal (14, 15) se estudia la
señal en cuestión mediante comparación con al menos un valor umbral
o valor de referencia o mediante una lógica fuzzy, y porque la
valoración combinada consiste en una combinación de los resultados
del estudio en los dos canales (14, 15).
3. Detector infrarrojo según la reivindicación 2,
caracterizado porque en cada canal (14, 15) están definidos,
además de los valores umbrales o valores de referencia que
corresponden al nivel de alarma en cuestión, o además de la regla
correspondiente de la lógica fuzzy, distintos valores o reglas para
niveles de prealarma, y porque se realiza una comparación de las
señales con los niveles indicados.
4. Detector infrarrojo según la reivindicación 3,
caracterizado porque al producirse una señal de prealarma en
el canal (14) PL y en el canal (15) RT se dispara una alarma por
enmascaramiento.
5. Detector infrarrojo según la reivindicación 3,
caracterizado porque al producirse una señal de alarma en el
canal (14) PL sin producirse al mismo tiempo una señal de prealarma
en el canal (15) RT no se dispara una alarma por
enmascaramiento.
6. Detector infrarrojo según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la valoración
combinada de las señales de los dos canales (14, 15) del dispositivo
de antienmascaramiento está combinada con la valoración de las
señales del sensor (5) infrarrojo que se realiza en un canal (13)
denominado en lo sucesivo el canal PIR, y porque el disparo de
alarmas por intrusión o enmascaramiento se realiza basándose en las
señales en los tres canales (13, 14, 15).
7. Detector infrarrojo según la reivindicación 6,
caracterizado porque, cuando se presentan al mismo tiempo
una alarma por enmascaramiento en el canal (14) PL y una alarma por
intrusión en el canal (13) PIR, se produce una supresión de la
alarma por intrusión.
8. Detector infrarrojo según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo
de antienmascaramiento presenta dos sensores (8, 10) ópticos, de los
que el primero (8) está dispuesto en el lado exterior, en el lado
frontal del detector, y expone el espacio directamente delante del
detector a la radiación, y de los cuales el segundo (10) está
dispuesto en el interior del detector y dirige su radiación a la
ventana (3) de entrada.
9. Detector infrarrojo según la reivindicación 8,
caracterizado porque el receptor (9) óptico está expuesto a
la radiación reflejada del espacio directamente delante del
detector del primer emisor (8) óptico y a la radicación que ha
pasado por la ventana (3) de entrada del segundo emisor (10)
óptico.
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