Ο ανιχνευτής υπερήχων είναι μια συσκευή ανίχνευσης κίνησης σε εσωτερικό χώρο. Διαχωρίζονται στους ενεργούς και στους παθητικούς ανιχνευτές.
Οι παθητικοί ανιχνευτές υπερήχων είναι ουσιαστικά συσκευές ανίχνευσης κίνησης, που «αντιλαμβάνονται» υπερήχους μέσα σε ένα καθορισμένο χώρο -την επιτηρούμενη ζώνη- και αντιδρούν σε συχνότητες που σχετίζονται με ενέργειες εισβολέων, όπως το σπάσιμο γυαλιών, το χτύπημα μετάλλων, το σπάσιμο τούβλων ή τσιμέντου, κτλ.
Οι ενεργοί ανιχνευτές υπερήχων εκπέμπουν ενέργεια σε μορφή υπερηχητικών κυμάτων και αντιδρούν στις αλλαγές της μορφής της ανακλώμενης ενέργειας των υπερήχων που λαμβάνει ο αισθητήρας τους. Για τον εντοπισμό εισβολέων χρησιμοποιούν μια τεχνική που βασίζεται στην ολίσθηση συχνότητας της ανακλώμενης ενέργειας. Το σήμα των υπέρηχων εκπέμπεται από την συσκευή του αισθητήρα μέσω του αέρα σε μορφή κύματος, διαταράσσοντας την κινητική ενέργεια των μορίων του αέρα. Το κύμα ανακλάται πίσω από τον περιβάλλοντα χώρο και έτσι η συσκευή ακούει ένα χαρακτηριστικό τόνο από το προστατευόμενο περιβάλλον. Όταν ένας εισβολέας μπεί στο δωμάτιο, η μορφή του κύματος διαταράσσεται και ανακλάται πίσω γρηγορότερα. Έτσι αλλάζει ο τόνος, το αντιλαμβάνεται ο αισθητήρας και δημιουργεί συναγερμό.
Οι ανιχνευτές υπερήχων συνήθως αναρτώνται σε οροφές και σε τοίχους. Οι θερμικές αλλαγές του περιβάλλοντος δεν επηρεάζουν την λειτουργία τους. Η εκπεμπόμενη ενέργεια των υπερήχων δεν περνά μέσα από αντικείμενα και υλικά (τοίχους, έπιπλα, κτλ), με αποτέλεσμα να δημιουργούνται νεκρές ζώνες επιτήρησης. Στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με άλλους τύπους ανιχνευτών, όπως τους PIR, ώστε να αυξάνεται η πιθανότητα εντόπισης ύποπτων κινήσεων με χαμηλό ποσοστό ψευδοσυναγερμών.
Πλεονέκτημα των συγκεκριμένων ανιχνευτών είναι ότι δεν επηρεάζονται από θερμοκρασιακές μεταβολές, εκτός και εάν είναι ιδιαίτερα έντονες. Επίσης, οι υπέρηχοι δεν μπορούν να διαπεράσουν σταθερά εμπόδια (π.χ. ένα τοίχο) και συνεπώς μπορούν να ελέγξουν αποτελεσματικά μια κλειστή ζώνη, χωρίς να επηρεάζονται από ενέργειες που λαμβάνουν χώρα σε γειτονικούς χώρους. Αυτό το πλεονέκτημα μας δίνει τη δυνατότητα να ενεργοποιήσουμε μία ζώνη στην οποία έχουμε εγκαταστήσει ανιχνευτές υπερήχων, ενώ εμείς δραστηριοποιούμαστε σε κάποιο όμορο χώρο.
Οι ακουστικοί ανιχνευτές (ήχου) αφουγκράζονται για ήχους που δημιουργούνται από την είσοδο ενός εισβολέα εντός της προστατευμένης περιοχής. Χρησιμοποιούνται κυρίως για εσωτερικές εφαρμογές και μόνο σε περιπτώσεις όπου οι φυσικοί ήχοι του περιβάλλοντος έχουν χαμηλή ένταση, ώστε να μην καλύπτονται οι θόρυβοι που παράγονται από ενέργειες διείσδυσης.
Ο αισθητήρας αποτελείται από μικρόφωνα (διατάξεις λήψης) που τοποθετούνται στους τοίχους ή στις οροφές των παρακολουθούμενων περιοχών και μια μονάδα ενίσχυσης η οποία περιλαμβάνεται στο κύκλωμα επεξεργασίας σήματος του αισθητήρα. Οι αισθητήρες ήχου τοποθετούνται σε περιοχές όπου ο θόρυβος κατά την διάρκεια μιας εισβολής αναμένεται να είναι μεγαλύτερος από τον θόρυβο σε κανονικές συνθήκες. Αν υπάρχει παρασιτικός θόρυβος και η ρύθμιση του αισθητήρα δεν είναι σε θέση να τον αντισταθμίσει, τότε το μικρόφωνο μπορεί να μην είναι σε θέση να ανιχνεύσει τον θόρυβο από μια εισβολή. Στην παρουσία υπερβολικού θορύβου ο αισθητήρας ήχου δεν θα πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στην προστασία του χώρου.
Δεδομένου ότι ένας ακουστικός αισθητήρας είναι απρόσβλητος από τις αλλαγές στο θερμικό περιβάλλον, η χρήση του
αισθητήρα με ένα αισθητήρα ανίχνευσης κίνησης θερμικής λήψης μπορεί να παρέχει μαζί ηχητική και θερμική κάλυψη κατά των εισβολέων. Τα συνήθη αίτια που προκαλούν μη αξιόπιστες ανιχνεύσεις είναι οι μη αποτελεσματικές ρυθμίσεις ευαισθησίας του αισθητήρα, αλλά και ο θόρυβος από εξωγενείς πηγές θορύβου (π.χ. ρολόγια, εξοπλισμός γραφείου, λέβητες, κλιματιστικά, κτλ).
Μια σημαντική ομάδα ανιχνευτών εξωτερικού χώρου είναι οι ανιχνευτές ηλεκτρικού πεδίου. Οι συγκεκριμένες διατάξεις παράγουν ένα ηλεκτροστατικό πεδίο ανάμεσα ή γύρω από μια συστοιχία ενσύρματων αγωγών και μιας ηλεκτρικής γείωσης. Κάθε διαταραχή στο πεδίο, που προκαλείται από πιθανή διείσδυση, ενεργοποιεί τους ανιχνευτές και δίνει σήμα συναγερμού.
Οι ανιχνευτές ηλεκτρικού πεδίου χρησιμοποιούνται και αποδεικνύονται πολύ αποτελεσματικοί σε περιφράξεις χώρων. Όλα τα καλώδια τοποθετούνται παράλληλα μεταξύ τους και ως προς το έδαφος, ώστε να επιτευχθεί ομοιόμορφη ευαισθησία σε όλο το μήκος του φράκτη. Ελατήρια χρησιμοποιούνται στις συνδέσεις για να εξασφαλιστεί η κατάλληλη ένταση του καλωδίου και να μειωθούν οι ταλαντώσεις που προκαλούνται λόγω ανέμων.
Αρχή λειτουργίας: Ο αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου αποτελείται από μία πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος η οποία διεγείρει ένα καλώδιο πεδίου (με δύο ή περισσότερα αισθητήρια καλώδια), γύρω από το οποίο δημιουργείται ένα ηλεκτροστατικό πεδίο. Επίσης υπάρχει ένα κύκλωμα επεξεργασίας και ενίσχυσης σήματος. Το εναλλασσόμενο ρεύμα του καλωδίου δημιουργεί ένα ηλεκτροστατικό πεδίο στον αέρα ανάμεσα στο καλώδιο πεδίου και στην γη. Όταν ένας εισβολέας εισέλθει μέσα σε αυτό το πεδίο, μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικών φορτίων ρέει προς τον εισβολέα και διαταράσσεται το πεδίο. Έτσι ο επεξεργαστής ανιχνεύει την αλλαγή και δημιουργεί σήμα συναγερμού.
Για την μείωση των ψευδών συναγερμών, το σήμα περνάει μέσα από ένα φίλτρο απόρριψης των υψηλών συχνοτήτων που προκαλούνται από τις δονήσεις του αέρα και ένα φίλτρο απόρριψης των χαμηλών συχνοτήτων που προκαλούνται από αντικείμενα που προσκρούουν στα σύρματα περίφραξης. Ωστόσο το φίλτρο επιτρέπει στις συχνότητες που σχετίζονται με χαρακτηριστικά εισβολής να περνούν στην μονάδα επεξεργασίας. Τρείς προϋποθέσεις πρέπει να υφίστανται για να έχουμε δημιουργία συναγερμού:
- το πλάτος του σήματος πρέπει να υπερβαίνει μια προκαθορισμένη τιμή
- η συχνότητα πρέπει να είναι σε μια περιοχή που σχετίζεται με την παρουσία ανθρώπων και
- το σήμα πρέπει να εξακολουθεί να υφίσταται για μια καθορισμένη χρονική περίοδο.
Ένα πλεονέκτημα που έχει ο αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου σε σχέση με τους υπόλοιπους αισθητήρες φρακτών είναι το κύκλωμα αυτορύθμισής του, που βρίσκεται στο τμήμα επεξεργασίας του σήματος και απορρίπτει τον θόρυβο του αέρα και του περιβάλλοντος. Αυτό το κύκλωμα απαιτεί το πλάτος του σήματος, όχι μόνο να ξεπερνά μια προκαθορισμένη στάθμη, αλλά να το κάνει για ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα.
Ο αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου έχει ένα εξαιρετικά χαμηλό ποσοστό ψευδών συναγερμών. Επίσης, σε ορισμένες περιπτώσεις το σκάψιμο μιας σήραγγας κάτω από τον φράκτη μπορεί να ανιχνευτεί, ανάλογα με το πόσο κοντά γίνεται αυτό ως προς τον αισθητήρα.
Δυσμενείς καιρικές συνθήκες (βροχή, χιόνι, καταιγίδες, κτλ) μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα. Επιπλέον, η έντονη βλάστηση και η κίνηση ζώων κατά μήκος του φράκτη μπορούν να διεγείρουν τον αισθητήρα.
Μια άλλη κατηγορία ανιχνευτών που βασίζεται στις ιδιότητες των ηλεκτροστατικών πεδίων είναι οι ανιχνευτές χωρητικότητας που λειτουργούν ελέγχοντας τις μεταβολές στη χωρητικότητα των πεδίων. Οι ανιχνευτές αυτής της κατηγορίας αποτελούνται από τρία ηλεκτροφόρα σύρματα (χαμηλής τάσης) που τοποθετούνται πάνω από το φράκτη. Γύρω από τα σύρματα παράγεται ένα ηλεκτρικό πεδίο, με το φράκτη να αποτελεί την ηλεκτρική γείωση. Συνήθως απαιτείται επαφή με τα σύρματα για την ενεργοποίηση του συναγερμού, αλλά αυξάνοντας την ευαισθησία του πεδίου μπορεί να ανιχνευθεί και παρουσία, χωρίς να είναι απαραίτητη η άμεση φυσική επαφή.
Τα καλώδια προστατεύουν την κορυφή ενός φράκτη ή ενός τοίχου χρησιμοποιώντας στηρίγματα υψηλού διηλεκτρικού. Λόγω της αρχής λειτουργίας του συστήματος, οι καιρικές συνθήκες και οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές δεν επηρεάζουν την ικανότητα ανίχνευσης του αισθητήρα. Ζώα και πουλιά που έρχονται σε επαφή με τον φράκτη θα προκαλέσουν συναγερμό. Για αυτό τον λόγο θα πρέπει να απομακρυνθούν θάμνοι και χόρτα που μπορεί να είναι πηγή τροφής και καταφύγιο για τα ζώα. Επιπλέον αντικείμενα που μετακινούνται από τον άνεμο ή οτιδήποτε άλλο έρχεται σε επαφή με τον φράκτη, μπορεί να αλλάξει τα χαρακτηριστικά του και να δημιουργήσει συνθήκες ψευδοσυναγερμού. Τεντώνοντας τα καλώδια με ελατήρια στα τερματικά του σημεία μπορεί να μειωθεί η πιθανότητα εμφάνισης ψευδών συναγερμών από τους παραπάνω λόγους.
Οι ανιχνευτές κραδασμών είναι σχεδιασμένοι να τοποθετούνται σε περιφράξεις, τοίχους, οροφές, πατώματα, κτλ και προορίζονται για την ανίχνευση μηχανικών δονήσεων που προκαλούνται από χτυπήματα, κόψιμο συρμάτων, πριόνισμα, τεμαχισμό, αναρρίχηση σε ένα φράκτη, κτλ.
Οι ανιχνευτές αυτής της κατηγορίας αντιλαμβάνονται τις μηχανικές δονήσεις χρησιμοποιώντας ηλεκτρομηχανικούς ή πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες, οι οποίοι μετατρέπουν τους κραδασμούς σε ηλεκτρικά σήματα. Τα σήματα αυτά στέλνονται σε έναν επεξεργαστή και αναλύονται. Ανάλογα με τη συχνότητα του σήματος, αγνοείται το ερέθισμα ή ενεργοποιείται ο συναγερμός.
Ασταθής ή ακατάλληλη τοποθέτηση των αισθητήρων (π.χ. σε υλικά που δεν ευνοούν την μετάδοση κραδασμών) θα δημιουργήσουν συνθήκες μη αξιόπιστης ανίχνευσης. Επίσης οι τοίχοι που θα τοποθετηθούν οι αισθητήρες κραδασμού δεν θα πρέπει να είναι εκτεθειμένοι σε εξωτερικές δονήσεις (π.χ. από πέρασμα τρένων ή αεροπλάνων).
Ο αισθητήρας ανίχνευσης θραύσης κρυστάλλων ελέγχει το πιθανό σπάσιμο τζαμιών, καθώς αναγνωρίζει τη συχνότητα των τζαμιών όταν σπάνε ή όταν κόβονται με διαμάντι. Τοποθετείται ως ένα μόνιμο εσωτερικό στοιχείο της εγκατάστασης συναγερμού, σε τοίχους ή ταβάνια, με προσανατολισμό προς την επιφάνεια της τζαμαρίας που προστατεύει.
Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στο ότι φιλτράρει και αναλύει μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή συχνοτήτων του ακουστικού φάσματος από τις συχνότητες που λαμβάνει, ψάχνοντας να βρει συχνότητες που συνδέονται με το σπάσιμο ή το κόψιμο ενός γυαλιού.
Υπάρχουν τρεις τύποι αισθητήρων:
- Ακουστικοί αισθητήρες: μέσω ενός μικροφώνου, αφουγκράζονται και ανιχνεύουν συγκεκριμένες υψηλές συχνότητες που δημιουργούνται κατά την θραύση ενός τζαμιού.
- Αισθητήρες παλμού: "αισθάνονται" την συχνότητα παλμού των 5KHz που δημιουργείται όταν ένα τζάμι σπάσει.
- Διπλής τεχνολογίας (ακουστικός και παλμού): Ο συνδυασμός των δύο αισθητήρων παρουσιάζει χαμηλό ποσοστό εμφάνισης ψευδών συναγερμών, καθώς πρέπει ταυτόχρονα να δώσουν σήμα εξόδου και οι δύο αισθητήρες.
Λειτουργούν σαν ανοιχτοί διακόπτες οι οποίοι κλείνουν κύκλωμα και δίνουν έξοδο όταν δεχτούν πίεση σε οποιοδήποτε σημείο τους. Συνήθως, τοποθετούνται σε εισόδους κάτω από πλαίσια ή χαλιά. Πρέπει να αναφερθεί ότι όσο εξελίσσεται η τεχνολογία, κυκλοφορούν στην αγορά αισθητήρες-ανιχνευτές που διαθέτουν συνδυασμό λειτουργιών για τη μέγιστη αποτελεσματικότητα.
Αρχή λειτουργίας: Οι αισθητήρες πίεσης αποτελούνται από σωλήνες υπό πίεση που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση ή τμήμα σωλήνων γεμισμένα με νερό ή εναλλακτικά με αντιψυκτικό. Συνήθως δύο αισθητήριες σωλήνες χρησιμοποιούνται ανά ζώνη. Το μέγεθος της ζώνης ποικίλει ανάλογα με τη πυκνότητα του εδάφους, τη σύνθεση και την φύση των υλικών του εδάφους. Οι σωλήνες είναι πολύ ευαίσθητες στις μεταβολές της πίεσης και αντιδρούν στην πίεση που ασκείται σε αυτές, ενώ είναι θαμμένες κάτω από το έδαφος. Με την βοήθεια ενός επεξεργαστή ελέγχεται και ρυθμίζεται η πίεση μέσα στους σωλήνες. Σήμα συναγερμού δημιουργείται αν η πίεση διαφέρει πέρα από ένα συγκεκριμένο όριο.
Όταν ένας εισβολέας ή ένα όχημα πλησιάζει την ζώνη ανίχνευσης, το έδαφος συμπιέζεται σε άμεση σχέση με το βάρος που ασκείται από τα άτομα ή τα οχήματα που κινούνται. Ένας εισβολέας που τρέχει, ασκεί περισσότερη πίεση από κάποιον που περπατάει. Επίσης ένα άτομο μεγάλου βάρους θα δημιουργήσει μεγαλύτερη πίεση στο έδαφος περπατώντας, παρά κινούμενος με χέρια και γόνατα.
Ο θαμμένος αισθητήρας σωλήνα, που βρίσκεται πιο κοντά στο σημείο πίεσης, αντιδρά στην πίεση που μεταφέρεται μέσω του εδάφους και με την σειρά του αλλάζει αναλογικά την πίεση κατά μήκος του σωλήνα, ακόμα και στα πιο απομακρυσμένα του σημεία. Η μονάδα ανίχνευσης πίεσης ανιχνεύει την αλλαγή της πίεσης ανάμεσα στις δύο σωλήνες και δημιουργεί ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με την πίεση που ασκείται. Τα σήματα από τις δύο σωλήνες συγκρίνονται και στέλνονται στον αναλυτή. Όταν η πίεση στις δύο σωλήνες υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο, η μονάδα ελέγχου εκπέμπει ένα σήμα συναγερμού.