Protezione volumetrica

La protezione volumetrica ha lo scopo di rilevare la presenza di un intruso all'interno di un area (stanza, capannone , ufficio...), essa viene realizzata attraverso l'impiego di sensori detti appunto volumetrici che basano il loro funzionamento sul monitoraggio di determinate grandezze fisiche. A seconda della grandezza fisica monitorata i sensori si dividono in: microonde, infrarossi, doppia tecnologia.

Rivelatore volumetrico infrarosso

L'infrarosso è un particolare tipo di radiazione elettromagnetica invisibile ad occhio nudo ed emessa da qualsiasi corpo che abbia una temperatura diversa dallo zero assoluto (praticamente qualsiasi corpo reale). Il dispositivo elettronico in grado di rilevare la radiazione infrarossa si chiama PIR (Passive Infrared Sensor) o piroelettrico, esso è costituito da un materiale cristallino che - quando esposto al calore sotto forma di radiazione infrarossa - genera una carica elettrica superficiale. Quando la quantità di radiazione che colpisce il cristallo cambia, cambia anche la quantità di carica che può essere misurata. La tensione di uscita è funzione della quantità di radiazione infrarosso rilevata all'ingresso. Sfortunatamente, l’uscita è influenzata anche da vibrazioni, interferenze radio e luce solare.

Funzionamento

Il rivelatore volumetrico infrarosso non offre un elevato grado di sicurezza, ma il suo rapporto qualità/prezzo lo rende ideale per applicazioni in bassa sicurezza. Esso è costituito da una lente di Fresnel, che ha il compito di suddividere l'area di rilevazione in fasci e di convogliare la radiazione infrarossa, presente nel suo angolo di visuale (l'angolo varia a seconda del tipo di lente utilizzata), sul  sensore piroelettrico. L'elettronica a bordo del rivelatore ha il compito di analizzare il segnale e stabilire se si è in presenza di un allarme o di un disturbo. A seconda di come viene trattato il segnale proveniente dal PIR possiamo distinguere due tipi di rivelatori: quello analogico, meno immune ai falsi allarmi e meno costoso, e quello digitale. Nel rivelatore volumetrico infrarosso digitale il segnale  restituito dal PIR viene convertito   in digitale e  confrontato con degli altri valori presenti nella libreria di un microprocessore. All'interno di questa libreria vengono memorizzati sia i valori relativi alla radiazione infrarossa prodotta  dal passaggio di un essere umano, sia quelli relativi  alla radiazione infrarossa prodotta  da elementi di disturbo, quali correnti d'aria calda o campi elettromagnetici, in questo modo si da al sensore la possibilità di discriminare un allarme reale da un disturbo. E' ovvio che più i componenti sono di buona qualità, più i valori  presenti nelle librerie sono accurati, più il sensore è in grado di discriminare i falsi allarmi e più il costo del componente lievita.

I rivelatori infrarossi possono essere ulteriormente suddivisi in attivi e passivi.

• Rivelatore volumetrico infrarosso attivo:   si compone di due parti (TX/RX), una che emette  radiazione infrarossa e l'altra che la riceve. La condizione d'allarme si ha quando un corpo, attraversando il fascio, interrompe il segnale, come nel caso delle barriere per la protezione perimetrale.
  
• Rivelatore volumetrico infrarosso passivo:  non emette nessun segnale  ma rimane in attesa di catturare la radiazione infrarossa che passa davanti al suo campo di copertura. Tale campo dipende dalla lente di Fresnel e può variare tra i 90° e i 110° con una portata di 8-10 m.

Installazione

Un'installazione errata del componente potrebbe pregiudicarne il funzionamento e generare degli allarmi intempestivi o, ancora peggio, non generarli in caso di intrusione reale, quindi per una corretta installazione:

• Posizionare il sensore all'altezza indicata dal costruttore in modo da non alterare  il campo di copertura.
• Evitare l'esposizione diretta ai raggi solari.
• Non installare in prossimità di sorgenti di calore o di correnti d'aria.
• Evitare di posizionare oggetti, in prossimità del sensore, che potrebbero pregiudicarne il campo di copertura.
• A fine installazione verificare il campo di copertura attraverso un "walk test", cioè camminate per la stanza e verificate, tramite l'accensione del led d'allarme, che le zone sensibili siano protette.

Rivelatore volumetrico a microonde

Le microonde son un particolare tipo di radiazione elettromagnetica ad altissima frequenza,  compresa tra 0,1 m, che corrisponde alla frequenza di circa 2-3 GHz, e 1 mm, che corrisponde a circa 300 GHz. 

Funzionamento

Il rivelatore volumetrico a microonde viene definito attivo in quanto, attraverso l'emissione di microonde, genera un campo elettromagnetico che satura l'ambiente circostante. L'emissione delle microonde avviene grazie ad un dispositivo elettronico, il Diodo Gunn. Per quanto riguarda il tipo di rivelazione essa può avvenire in due modi:

1) Il sensore emette una quantità di radiazione che satura l'ambiente circostante e crea una condizione di equilibrio, se un oggetto si muove all'interno dell'area protetta l'equilibrio si rompe e il sensore deve ripristinarlo aumentando l'assorbimento di energia, questo aumento genera l'allarme.

2) Il sensore è provvisto da una parte trasmittente ed una ricevente, in condizioni di quiete la frequenza del segnale trasmesso equivale a quella del segnale ricevuto, in caso di movimento, per via dell'effetto Doppler, la frequenza cambia, tale cambiamento genera l'allarme.

Installazione 

I rivelatori a microonde vengono usati in applicazioni a media ed alta sicurezza,  sono meno immuni ai falsi allarmi e necessitano di particolari accorgimenti installativi, in quanto le microonde attraversano i muri i vetri e possono propagarsi per riflessione. Una volta installato il sensore bisogna fare parecchie prove di copertura, in modo da regolare al meglio, attraverso l'apposito trimmer, l'emissione del segnale.

Cause di falsi allarmi:

• Tendaggi che si muovono a causa del vento;
• Tubazioni dell'acqua, anche se incassate;
• Forti correnti d'aria.

Rivelatori volumetrici a doppia tecnologia

I rivelatori volumetrici a doppia tecnologia basano il loro funzionamento su entrambe le tecnologie, infrarosso e microonde. Il vantaggio di questo tipo di rilevatore sta nel fatto che prima di  generare una segnalazione d'allarme bisogna che tale condizione venga confermata da entrambe le tecnologie, riducendo sensibilmente il numero dei falsi allarmi. Questo tipo di funzionamento viene detto in "AND", l'AND è un operatore Booleano che significa "e" cioè la condizione d'allarme è vera solo se entrambe (una "e" l'altra) le tecnologie sono in allarme, in alcuni casi però il rivelatore potrebbe funzionare in "OR" che è anch'esso un operatore Booleano che significa "o" cioè la condizione d'allarme è vera anche se solo una (una "o" l'altra) delle tecnologie è in allarme.

Installazione

I rivelatori volumetrici a doppia tecnologia sono consigliati in tutte quelle situazioni dove l'utilizzo di una sola tecnologia potrebbe generare dei falsi allarmi, è comunque consigliabile abbinarli a sensori di diversa natura in modo da ottenere una protezione di tipo misto.

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