МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ В СИСТЕМАХ БЕЗОПАСНОСТИ

В системах безопасности используются различные типы инфракрасных извещателей и большое количество внешние факторы, влияющие на их работоспособность [1, с. 48]. Существуют различные методы исследования данных факторов на функционирование инфракрасных извещателей.

Примером такого исследования является ГОСТ Р 50777-2014 «Извещатели пассивные оптико-электронные инфракрасные для закрытых помещений и открытых площадок. Общие технические требования и методы испытаний» [2], который распространяется на пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели (далее – ПОЭИИ), предназначенные для формирования извещения о тревоге при несанкционированном проникновении и перемещении в охраняемой зоне.

В данном ГОСТе описан порядок проведения испытаний на устойчивость к внешним воздействующим факторам, а именно;

• испытания на холод;
• испытания на сухое тепло;
• повышенная относительная влажность воздуха т. д.

Данные испытания позволят проверить извещатели на работоспособность в различных условиях и в дальнейшем уменьшить количество ложных срабатываний.

Рассмотрим пример оценка влияния температуры окружающие среды на шумовой сигнал инфракрасного извещателя в среде MatLAB.

MatLAB – это пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете. Язык, инструментарий и встроенные математические функции позволяют исследовать различные подходы и получать решение быстрее, чем с использованием электронных таблиц или традиционных языков программирования, таких как C/C++ или Java. Matlab широко используется в следующих областях [1 с. 49]:

– обработка сигналов и связь;

– обработка изображений и видео;

– системы управления;

– вычислительная биология.

Для исследования шумового сигнала ИК-датчика была найдена его модель, корректно работающая при фиксированной температуре +30°C [3]:

                                                                                                                     (1)

Где  – случайная величина, распределенная по нормальному закону с математическим ожиданием 0 и среднеквадратическим отклонением 1; F – передаточная функция фильтра четвертого порядка. В операторном виде функция фильтра имеет следующий вид:

 ,                                                                                        (2)

Инфракрасный извещатель подвергался воздействию различных температур от -40 до +40⁰С. В качестве климатической установки использовалась климат-камера JCT401FA.

В результате исследования получили, что постоянная составляющая сигнала при изменении температуры окружающей среды практически не изменяется, а также, что с ростом температуры окружающей среды увеличивается амплитуда шумового сигнала.

Далее для более точной оценки схожести спектров воспользовались коэффициентом корреляции спектров, рассчитываемым по формуле:

                                                                                                 (3)

где X, Y – спектры исследуемых сигналов.

Результаты расчета коэффициента корреляции свидетельствуют о том, что на разных температурах спектры коррелируются со средней степенью корреляции, поэтому при оценке влияния температуры достаточно ограничиться оценкой ее влияния на величину уровня шума.

В результате была получена аппроксимация зависимости коэффицента влияния температуры в виде полинома третьего порядка:

                                                       (4)

где t – температура в градусах по Цельсию.

В результате была получена формула, с помощью которой можно моделировать шумовой сигнал ИК-датчика в любом диапазоне рабочих температур:

                                                                                                     (5)

Список литературы:

1. Алефиренко, В.М. Виды инфракрасных извещателей и внешние факторы, влияющие на них в системах безопасности / В.М. Алефиренко, И.И. Фурсевич // сб. публикаций научного журнала «Znanstvena Misel» No 31/2019 С-П., 2019. – С. 48 – 51.
2. ГОСТ Р 50777-2014 [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://docs.cntd.ru/document/1200114265 (дата обращения: 28.11.2019).
3. Оценка влияние температуры окружающие среды на шумовой сигнал инфракрасного извещателя [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://docplayer.ru/62474837-Ocenka-vliyaniya-temperatury-okruzhayushchey-sredy-na-shumovoy-signal-infrakrasnogo-datchika.html (дата обращения: 28.11.2019).