ES2226259T3 - Detector infrarrojo pasivo. - Google Patents

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.

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.