các hệ thống an ninh và an toàn trong cuộc sống

4.1. Các h th ng an ninh v an to n trong cu c s ng.ệ ố à à ộ ố Marc Thuillard,Siemen,Cerberus,Mannedorf,Switzerland. 4.1.1 Gi i thi u chung.ớ ệ Ch ng n y miêu t các c m bi n thông minh c s d ng trong l nh v cươ à ả ả ế đượ ử ụ ĩ ự an ninh v an to n trong cu c s ng."An to n trong cu c s ng" bao g m báoà à ộ ố à ộ ố ồ cháy,báo hi u khí ga,các h th ng t t v s tán."An ninh" liên quan n báoệ ệ ố ắ à ơ đế hi u trém,ki m soát ra v o v h th ng CCTV.ệ ể à à ệ ố Ngay t ban u các c th s ng ã c n c c m th y tho i mái v anừ đầ ơ ể ố đ ầ đượ ả ấ ả à to n.Trong khi các m i nguy hi m sinh ra t b n nhân t c b n c a khoaà ố ể ừ ố ố ơ ả ủ h c Hy L p c i l t,n c,không khí v l a,thì chính con ng i l iọ ạ ổ đạ à đấ ướ à ử ườ ạ c ng l m cho các m i e do ó t ng lên.Ví d nh chi n tranh,thù h n s cà à ố đ ạđ ă ụ ư ế ậ ắ t c,chia r ng phái,c p bóc,xâm l c,kh ng b .Ngo i ra còn có r tộ ẽ đả ướ ượ ủ ố à ấ nhi u m i e do khác n a.ề ố đ ạ ữ Ng i ta c ng nh n ra r ng s huy ng l c l ng phòng b m t cách k pườ ũ ậ ằ ự độ ự ượ ị ộ ị th i d a v o h th ng báo hi u s m có th gi m nh ho c th m chí lo i bờ ự à ệ ố ệ ớ ể ả ẹ ặ ậ ạ ỏ c các thi t h i.V o th i k c i,lính canh l ng i gi vai trò ch ođượ ệ ạ à ờ ỳ ổ đạ à ườ ữ ủ đạ trong ph ng th c n y.Theo th i gian con ng i ng y c ng chú tr ng v oươ ứ à ờ ườ à à ọ à các công ngh h tr ho c th m chí thay th ng i lính gác trong nhi mệđể ỗ ợ ặ ậ ế ườ ệ v báo hi u s m.Phát minh n i b t nh t trong th i k c i l chi c chìaụ ệ ớ ổ ậ ấ ờ ỳ ổ đạ à ế khoá,v i ch c n ng ng n ch n nh ng cu c thâm nh p không mongớ ứ ă ă ặ ữ ộ ậ mu n.Cho n ng y nay nó v n c phát tri n trong các h th ng ki mố đế à ẫ đượ ể ệ ố ể soát v o ra hi n i.à ệ đạ Cùng v i s ra i c a i n,h th ng báo hi u s m u tiên c ng ã xu tớ ự đờ ủ đệ ệ ố ệ ớ đầ ũ đ ấ hi n.T t c các h th ng u mu n phát hi n ra m i nguy hi m c ng s mệ ấ ả ệ ố đề ố ệ ố ể à ớ c ng t t.H u h t các công ngh u s d ng s ti p xúc kích thích óngà ố ầ ế ệđề ử ụ ự ế để đ m ng h báo hi u,ví d nh khi m t tên trém dÉm lên hay b c qua m tởđồ ồ ệ ụ ư ộ ướ ộ s i dây c ng xung quanh m t dinh thù ang c b o v .ợ ă ộ đ đượ ả ệ S phát tri n c a các "c m bi n" có m t tiêu chu n ch t ch trong thự ể ủ ả ế ộ ẩ ặ ẽ ế gi i ng v t.Chính nh ng lo i v t ã có nh ng h th ng c m nh n phátớ độ ậ ữ à ậ đ ữ ệ ố ả ậ để hi n nguy hi m(ho c th c n) m công ngh hi n i còng không th th cệ ể ặ ứ ă à ệ ệ đạ ể ự hi n c.R t nhi u các nguyên lý t o nên n n t ng cho s phát tri n c aệ đượ ấ ề ạ ề ả ự ể ủ c m bi n ã c th c hi n trong t nhiên.Ví d nh vi c s d ng sóng siêuả ế đ đượ ự ệ ự ụ ư ệ ử ụ âm c a d i,kh n ng c m nh n h ng ngo i c a r n uôi chuông,v c sủ ơ ả ă ả ậ ồ ạ ủ ắ đ à ả ự c m nh n mùi v v n l b n n ng c a r t nhi u lo i v t.ả ậ ị ố à ả ă ủ ấ ề à ậ Trong ph n n y chúng ta s th o lu n v nh ng công ngh v nguyên lýầ à ẽ ả ậ ề ữ ệ à c a c m bi n d nh cho vi c c nh báo s m các tình hu ng nguy hi m trongủ ả ế à ệ ả ớ ố ể các to nh ,ví d nh ho ho n,rò r khí ga hay tr m c p.Nh v y chúng taà à ụ ư ả ạ ỉ ộ ắ ư ậ s nói n c m bi n cháy,c m bi n khí ga,c m bi n v s xâm nh p vẽ đế ả ế ả ế ả ế ề ự ậ à c m bi n ra v o.Chúng ta có th nh ngh a c m bi n l m t thi t b có thả ế à ể đị ĩ ả ế à ộ ế ị ể bi n i các d u hi u c a nh ng tình hu ng nguy hi m th nh các tín hi uế đổ ấ ệ ủ ữ ố ể à ệ có th phân tích c.Các máy dò tìm th ng bao g m các b c m bi n,vể đượ ườ ồ ộ ả ế à chính các máy dò tìm s x lý thông tin c a nh ng b c m bi n n y.ẽ ử ủ ữ ộ ả ế à Nh ng nguyên t c v t lý v hoá h c l m n n t ng cho các c m bi n hi nữ ắ ậ à ọ à ề ả ả ế ệ i h u h t l d hi u.Th thách chính trong thi t k máy dò tìm khôngđạ ầ ế à ễ ể ử ế ế ph i l tìm ra các nguy hi m,m l vi c phát hi n v tri t tiêu các tín hi uả à ể à à ệ ệ à ệ ệ v o gi .à ả 1 Trong ph n l n các tr ng h p,m i nguy hi m v các hi n t ng gi l r tầ ớ ườ ợ ố ể à ệ ượ ả à ấ gi ng nhau v có th có chung m t ngu n g c.M t máy dò tìm t t ph iố à ể ộ ồ ố ộ ố ả phân bi t c các phân t khói t m t ng n l a th t v i nh ng h t bôi.M tệ đượ ư ừ ộ ọ ử ậ ớ ữ ạ ộ cái máy vi tính có th t o ra s dao ng nhi t (Schlieren),v m t cáiể ạ ự độ ệ độ à ộ máy dò h ng ngo i th ng có th t ng nh m ó l m t tên trém.S ph nồ ạ ụđộ ể ưở ầ đ à ộ ự ả x ánh sáng m t tr i có th t o ra các tín hi u gi cho m t cái máy dò ánhạ ặ ờ ể ạ ệ ả ộ sáng.Các ngu n gi còn có th nh h ng n các máy dò a ch n dùng ồ ả ểả ưở đế đị ấ để phát hi n s xâm nh p t trên mái,các máy dò siêu âm v vi sóng trong hệ ự ậ ừ à ệ th ng báo hi u trém,v máy dò khí.Trong h th ng i u khi n ra v o,c nố ệ à ệ ố đề ể à ầ ph i nh n ra nh ng ng i có quy n ra v o trong m i th i i m v lo i bả ậ ữ ườ ề à ọ ờ để à ạ ỏ nh ng ng i khác.Vi c n y c n c th c hi n v i tin c y cao.ữ ườ ệ à ầ đượ ự ệ ớ độ ậ M t th thách n a cho nh ng k s l ph i thi t k các máy dò tìm có ộ ử ữ ữ ỹ ư à ả ế ế độ "thông minh" cao. ây l m t khái ni m r ng liên quan n nh y trongĐ à ộ ệ ộ đế độ ậ vi c phát hi n ra các tình hu ng nguy hi m úng lúc v lo i b các hi nệ ệ ố ể đ à ạ ỏ ệ t ng gi . i u n y c n ph i t c v i yêu c u kinh t (giá th p) trongượ ảĐề à ầ ả đạ đượ ớ ầ ế ấ m t i u ki n môi tr ng khó kh n.Vi c thi t k máy dò tìm c n ph i tuânộ đề ệ ườ ă ệ ế ế ầ ả theo các quy t c c h c, i n t v ph n m m.ắ ơ ọ đệ ử à ầ ề M c dù ch chính c a cu n sách n y l c m bi n thông minh,chúngặ ủ đề ủ ố à à ả ế tôi th y c n ph i m r ng v n ,trong ó bao g m vi c gi i thi u các khíaấ ầ ả ở ộ ấ đề đ ồ ệ ớ ệ c nh c a h th ng c nh báo v c a h th ng i u khi n kh n c p c kíchạ ủ ệ ố ả à ủ ệ ố đề ể ẩ ấ đượ ho t b i nh ng sensor trên.Vì c y chúng tôi s d nh v i o n nói v hạ ở ữ ậ ẽ à à đ ạ để ề ệ th ng t t v trung tâm ti p nh n c nh báo. ây l to n b quá trình t khiố ắ à ế ậ ả Đ à à ộ ừ nguy hi m c phát hi n n khi nó c lo i b .ể đượ ệ đế đượ ạ ỏ N i dung c a ph n n y d a r t nhi u v o nh ng ki n th c c xây d ngộ ủ ầ à ự ấ ề à ữ ế ứ đượ ự công ty chúng tôi trong nhi u n m qua,nó ã c ng d ng phát tri nở ề ă đ đượ ứ ụ để ể các h th ng an to n v an ninh.Trong th c t ,chính s phát minh ra máy dòệ ố à à ự ế ự tìm ion hoá ã m u cho n n công nghi p n y.Chúng tôi mu n cám nđ ở đầ ề ệ à ố ơ các ng nghi p trong công ty, ã có nh ng óng góp v l i khuyên có giáđồ ệ đ ữ đ à ờ tr , c bi t l R.Beckers(trung tâm ti p nh n c nh báo), U.Krienen,ị đặ ệ à ế ậ ả M.Schumacher (c m bi n nh n d ng),M.Muller(h th ng t t) v H.Kupfer.ả ế ậ ạ ệ ố ắ à 4.1.2 C m bi n v l a.ả ế ề ử 4.1.2.1 c tính v t lý c a l a,bôi khói,khí v ánh sáng.Đặ ậ ủ ử à c i m c a nh ng ng n l a cháy âm Ø l khói v khí,cùng v i s phátĐặ để ủ ữ ọ ử à à ớ ự x v gia t ng nhi t khi ng n l a bùng cháy.Các máy phát hi n l a sạ à ă ệ độ ọ ử ệ ử ử d ng m t trong nh ng hi u ng v t lý n y phát hi n ra ho ho n s mụ ộ ữ ệ ứ ậ à để ệ ả ạ ớ nh t gi m thi u t i a s phá h .Cùng v i s phát tri n c a xu h ngấ để ả ể ố đ ự ủ ớ ự ể ủ ướ công ngh , c m bi n l a c ng ã tr i qua nh ng thay i v nâng c p quanệ ả ế ử ũ đ ả ữ đổ à ấ tr ng.ọ Trong vòng h n 50 n m,các máy phát hi n khói u thu c lo i ion hoá.ơ ă ệ đề ộ ạ Khói c phát hi n b ng cách o s thay i c a d n trong m t bu ngđượ ệ ằ đ ự đổ ủ độ ẫ ộ ồ ion hoá có các ph n t khói.T 10 n m tr l i ây,các máy phát hi n khóiầ ử ừ ă ở ạ đ ệ quang i n s d ng ph ng pháp o s tán x c a ánh sáng t các phân tđ ệ ử ụ ươ đ ự ạ ủ ừ ử khói trong m t bu ng quang ã b t u thay th các máy ion hoá.ộ ồ đ ắ đầ ế 2 Các máy phát hi n l a không ch bao g m hai lo i trên.S h p th ánhệ ử ỉ ồ ạ ự ấ ụ sáng c ng d ng trong máy dò chùm tuy n tính.Các máy phát hi n l ađượ ứ ụ ế ệ ử c ng có th d a v o s b c x nhi t c a ng n l a.Các máy phát hi n ánh l aũ ể ự à ự ứ ạ ệ ủ ọ ử ệ ử o s phát x c a l a trong vùng t h ng ngo i n t ngo i.Các máy dòđ ự ạ ủ ử ừ ồ ạ đế ử ạ nhi t s a ra l i c nh báo khi có s gia t ng áng k c a nhi t .Ngo iệ ẽ đư ờ ả ự ă đ ể ủ ệ độ à ra, nhi u hi u ng khác c ng có th c s d ng phát hi n l a:vi cânề ệ ứ ũ ể đượ ử ụ để ệ ử b ng th ch anh,s thay i t c lan truy n âm thanh,v s dao ng c a ápằ ạ ự đổ ố độ ề à ự độ ủ su t, s khúc x c a ánh sáng, Tuy nhiên không có m t nguyên lý n o,dùấ ự ạ ủ ộ à c th nghi m th nh công trong phòng thí nghi m, c phát tri n th nhđượ ử ệ à ệ đượ ể à s n ph m s l ng l n trong ho t ng th ng m i.Trong th c t , tinả ẩ ố ượ ớ ạ độ ươ ạ ự ếđộ c y,giá th nh v kh n ng dò tìm c a các máy phát hi n l a v khói ã tậ à à ả ă ủ ệ ử à đ đặ ra m t tiêu chu n cao cho vi c th ng m i hóa các ph ng pháp dò tìmộ ẩ ệ ươ ạ ươ m i.ớ áp ng c a m t máy dò tìm i v i ng n l a ph thu c v o nguyên lýĐ ứ ủ ộ đố ớ ọ ử ụ ộ à dò v lo i khói.Hình 4.1-1 so sánh nh y c a m t máy dò tìm ki u tán xà ạ độ ậ ủ ộ ể ạ ánh sáng v m t máy dò ion hoá nh l m t h m c a kích th c phânà ộ ư à ộ à ủ ướ t .Máy dò ion hoá áp ng t t h n máy dò quang kích th c phân tư đ ứ ố ơ ở ướ ủ nh ,còn v i kích th c phân t l n thì ng c l i.ỏ ớ ướ ử ớ ượ ạ áp ng c a m t máy dò tìm còn ph thu c v o thi t k chính xác c a Đ ứ ủ ộ ụ ộ à ế ế ủ nó. V i máy dò tán x ánh sáng, nh y c a nó v i nh ng lo i khói khác ớ ạ độ ạ ủ ớ ữ ạ nhau l khác nhau,ví d nh s liên quan t i góc t o b i chùm sáng v tr c à ụ ư ự ớ ạ ở à ụ c a máy dò.ủ Hình 4.1-1. nh y c a các hai máy dò khói.Độ ạ ủ 3 Hình 4.1-2 so sánh áp ng c a b n lo i máy dò v i nh ng lo i l a khácđ ứ ủ ố ạ ớ ữ ạ ử nhau.Hai máy dò quang ph n ng v i ng n l a cháy âm Ø t t h n l máy dòả ứ ớ ọ ử ố ơ à ion hoá,còn máy dò ion hoá ph n ng t t h n v i nh ng phân t khói nhả ứ ố ơ ớ ữ ử ỏ c a ng n l a.B ng cách k t h p nguyên lý quang h c v máy dò nhi t,ta cóủ ọ ử ằ ế ợ ọ à ệ th t o ra m t máy dò chung cho t t c các lo i l a.ể ạ ộ ấ ả ạ ử Hình 4.1-2. áp ng c a các máy dò khói.Đ ứ ủ Th i gian g n ây ã xu t hi n các máy dò khói c m nh n khí b oxyờ ầ đ đ ấ ệ ả ậ ị hoá t các v t li u ang cháy.Tuy nhiên, hi n nay, ch a có m t máy dò n oừ ậ ệ đ ệ ư ộ à t c các tiêu chu n v ho t ng v tin c y.Máy dò khói c b ođạ đượ ẩ ề ạ độ à độ ậ đượ ả m ho t ng t t t -30 n 75 C v có tu i th kho ng h n 10 n m.Cđả ạ độ ố ừ đế độ à ổ ọ ả ơ ă ả hai ch s trên u không t c các yêu c u hi n nay i v i c m bi nỉ ố đề đạ đượ ầ ệ đố ớ ả ế khí. Tuy nhiên, ã có nh ng nghiên c u quan tr ng v nh ng n l c phátđ ữ ứ ọ à ữ ỗ ự tri n công ngh m i cho vi c dò tìm khí, v chúng ta có th hy v ng v oể ệ ớ ệ à ể ọ à nh ng ti n b c a các thi t b trong m t t ng lai g n.ữ ế ộ ủ ế ị ộ ươ ầ Trong nh ng ám cháy không mong mu n,khói có th sinh ra theo nh ngữ đ ố ể ữ c ch khác nhau, ví d nh do ám cháy bùng hay cháy âm Ø.Hi n t ngơ ế ụ ư đ ệ ượ nhi t phân sinh ra khi có s truy n nhi t c a m t ngu n nhi t bên ngo i. Sệ ự ề ệ ủ ộ ồ ệ à ự khác nhau gi a nhi t phân v cháy âm Ø l :trong cháy âm Ø, quá trình oxyữ ệ à à hoá t nó di n ra.Trong khi t t c các v t li u u có th b nhi t phân thìự ễ ấ ả ậ ệ đề ể ị ệ ch có ít trong chóng có th cháy âm Ø, trong ó có nh ng th r t quen thu cỉ ể đ ữ ứ ấ ộ nh gi y, x p v g .ư ấ ố à ỗ Trong m t ph m vi n o ó, các c tính v t lý c a khói v s gia t ngộ ạ à đ đặ ậ ủ à ự ă nhi t có th liên quan n d ng c a ng n l a.Nhi t phân v cháy âm Øệ độ ể đế ạ ủ ọ ử ệ à th ng sinh ra nh ng ám khói v i m t l ng l n mu i khói không nhìnườ ữ đ ớ ộ ượ ớ ộ th y c v c nh ng mu i khói nhìn th y c m u en.Nhi t c a quáấ đượ à ả ữ ộ ấ đượ ầ đ ệ độ ủ trình nhi t phân v cháy âm Ø th ng nh h n r t nhi u nhi t c a ng nệ à ườ ỏ ơ ấ ề ệ độ ủ ọ l a cháy bùng.ử S tán x ánh sáng ph thu c v o kích th c, s l ng, v chi t su t c aự ạ ụ ộ à ướ ố ượ à ế ấ ủ các phân t .Tính toán s tán x c a ánh sáng v s h p th c a nh ng hìnhử ự ạ ủ à ự ấ ụ ủ ữ c u nh v i kích th c v s phân b cho tr c l m t v n kinh i nầ ỏ ớ ướ à ự ố ướ à ộ ấ đề để trong quang h c.Vi c áp d ng gi thuy t Mie v Rayleigh t ra r t hi u quọ ệ ụ ả ế à ỏ ấ ệ ả trong vi c d oán s tán x ánh sáng trong các ch ng trình mô ph ng c aệ ựđ ự ạ ươ ỏ ủ 4 máy tính.Ng c l i, tìm ra các c tính c a khói t nh ng o l ngượ ạ để đặ ủ ừ ữ đ ườ quang h c l c c k khó kh n.Trong cu n sách vi t v s h p th ánh sángọ à ự ỳ ă ố ế ề ự ấ ụ c a mình, Bohren v Huffman ã so sánh vi c mô t các phân t t nh ngủ à đ ệ ả ử ừ ữ o l ng quang h c nh l vi c xác nh m t lo i thú ã tuy t ch ng tđ ườ ọ ư à ệ đị ộ à đ ệ ủ ừ nh ng b c chân hoá th ch c a nó!Tính toán s tán x ánh sáng trong th cữ ướ ạ ủ ự ạ ự t l r t khó kh n b i vì các phân t khói có th liên k t th nh nh ng hìnhế à ấ ă ở ử ể ế à ữ d ng r t ph c t p.M t ví d i n hình l s "gi i" c a khói. c tr ng c aạ ấ ứ ạ ộ ụđể à ự à đ ủ Đặ ư ủ nó l s liên k t c a các phân t khói d n n s gi m tû kh i c a phân t .à ự ế ủ ư ẫ đế ự ả ố ủ ư S tán x v h p th ph thu c r t nhi u v o b c sóng v s phân c c ự ạ à ấ ụ ụ ộ ấ ề à ướ à ự ự c a ngu n sáng.Hình 4.1-3 cho ta bi t s tán x ánh sáng trong m t hình ủ ồ ế ự ạ ộ c u v i chi t su t cho tr c.T ví d n y có th rót ra m t s quy t c c b n ầ ớ ế ấ ướ ừ ụ à ể ộ ố ắ ơ ả sau: Phân t l n:ử ớ • Phân t l n có m t c t tán x v i m t s hình tròn.S tán x ánh ử ớ ặ ắ ạ ớ ộ ố ự ạ sáng ph thu c r t nhi u v o góc tán x .ụ ộ ấ ề à ạ • T t c các tia sáng u tán x theo h ng thu n. ấ ả đề ạ ướ ậ Phân t nh :ử ỏ • Tán x ánh sáng ph thu c m nh v o s phân c c.ạ ụ ộ ạ à ự ự • Tû l tán x thu n trên tán x ng c nh h n so v i phân t l n.ệ ạ ậ ạ ượ ỏ ơ ớ ử ớ 5 Nh ng quy t c n gi n n y có ý ngh a quan tr ng trong vi c thi t k máyữ ắ đơ ả à ĩ ọ ệ ế ế phát hi n khói theo ki u tán x quang.Ví d nh quy t c l có nhi u tiaệ ể ạ ụ ư ắ à ề sáng b tán x góc nh (tán x thu n) h n l góc l n (tán x ng c).Phị ạở ỏ ạ ậ ơ à ở ớ ạ ượ ụ thu c v o h t khói, tû l gi a tán x thu n v tán x ng c có th lên nộ à ạ ệ ữ ạ ậ à ạ ượ ể đế 50.Nh v y, m ch i n khuyÕch i tín hi u trong máy dò s d ng tánư ậ ạ đệ để đạ ệ ử ụ x ng c s ph c t p h n.S khác nhau gi a tán x thu n v tán x ng cạ ượ ẽ ứ ạ ơ ự ữ ạ ậ à ạ ượ c minh ho trên hình 4.1-4.đượ ạ Vi c thi t k m t máy dò quang ph thu c v o áp ng c n thi t i v iệ ế ế ọ ụ ộ à đ ứ ầ ế đố ớ nh ng lo i khói khác nhau.S l a ch n góc tán x s xác nh áp ng c aữ ạ ự ự ọ ạ ẽ đị đ ứ ủ máy dò.Ch ng h n nh l m t cái máy dò tìm s d ng góc tán x l n (tánẳ ạ ư à ộ ử ụ ạ ớ x ng c) s nh y h n i v i các phân t nh .ạ ượ ẽ ậ ơ đố ớ ử ỏ Hình 4.1-4 S tán x c a ánh sáng do các phân t c miêu t trong ph ng trìnhự ạ ủ ử đượ ả ươ Mie v Rayleigh.Trong khi s tán x do phân t nh có th c mô t b ngà ự ạ ử ỏ ểđượ ả ằ gi thuy t Rayleigh thì tán x do phân t l n l i th ng n m trong mi n giáả ế ạ ử ớ ạ ườ ằ ề tr c a gi thuy t Mie. ng kính trung bình c a phân t khói th ng n mị ủ ả ế Đườ ủ ử ườ ằ trong vùng chuy n ti p gi a mi n Rayleigh v mi n Mie.S phân b kíchể ế ữ ề à ề ự ố th c phân t c a h t khói ph thu c v o lo i l a v v t li u cháy âm Ø hayướ ử ủ ạ ụ ộ à ạ ử à ậ ệ cháy bùng.V i ng n l a cháy bùng, ph n l n các phân t có kích th cớ ọ ử ầ ớ ử ướ 6 d i 0.3ướ µ m, trong khi ó kích th c phân t khói c a ng n l a cháy âm Øđ ướ ử ủ ọ ử th ng l n h n.Hình .1-5 mô t s phân b kích th c phân t th ng g p.ườ ớ ơ ả ự ố ướ ử ườ ặ 4.1.2.1.1.Tán x Rayleigh.ạ Gi thuy t rayleigh miêu t s tán x c a ánh sáng c a các phân t nh ,ả ế ả ự ạ ủ ủ ử ỏ v i bán kính r nh h n r t nhi u so v i b c sóng ớ ỏ ơ ấ ề ớ ướ λ (2 π r/ λ <1).Hình 4.1- 5 mô t tóm t t các k t qu chính c a gi thuy t Rayleigh.ả ắ ế ả ủ ả ế Hình 4.1-5 Hình 4.1-6 7 4.1.2.1.2.Gi thuy t Mie v s tán x .ả ế ề ự ạ Mi n Mie c c tr ng b i s dao ng nhanh c a m t c t tán x , lề đượ đặ ư ở ự độ ủ ặ ắ ạ à h m c a chi t su t, b c sóng,góc tán x v bán kính phân t .S phân bà ủ ế ấ ướ ạ à ử ự ố c a các phân t khói th ng l r ng.Tuy nhiên không t n t i s khác bi t vủ ử ườ à ộ ồ ạ ự ệ ề ch t gi a nh ng phân t l n m u tr ng v nh ng phân t nh m u en.Hìnhấ ữ ữ ử ớ ầ ắ à ữ ử ỏ ầ đ 4.1-7 bi u di n t ng quan gi a ph m vi m t c t tán x c a ng n l a cháyể ễ ươ ữ ạ ặ ắ ạ ủ ọ ử bùng v m t ng n l a cháy y u trên s i cotton nh l m t h m c a góc tánà ộ ọ ử ế ợ ư à ộ à ủ x .Tû l tr ng/ en cao h n v i góc tán x l n.Trong th c t , i u ó có ngh aạ ệ ắ đ ơ ớ ạ ớ ự ế đề đ ĩ l máy dò tìm s d ng tán x ng c nh y v i nh ng phân t nh m u enà ử ụ ạ ượ ậ ớ ữ ử ỏ ầ đ h n l máy dò tán x thu n. u i m chính c a tán x thu n l m t c t tánơ à ạ ậ Ư để ủ ạ ậ à ặ ắ x nh . i u n y òi h i m t xung ánh sáng m nh h n, ho c l m t sạ ỏ Đề à đ ỏ ộ ạ ơ ặ à ộ ự khuyÕch i nhi u h n u thu.đạ ề ơ ởđầ 4.1.2.1.3.S h p th .ự ấ ụ Hình 4.1-8 th hi n m t c t h p th c a n c.Trong vùng b chi ph i b iể ệ ặ ắ ấ ụ ủ ướ ị ố ở s tán x , m t c t h p th gi m r t nhanh.Mi n Mie c c tr ng b i sự ạ ặ ắ ấ ụ ả ấ ề đượ đặ ư ở ự dao ng.V i nh ng phân t l n,m t c t h p th x p x 2 (do ó c g i lđộ ớ ữ ử ớ ặ ắ ấ ụ ấ ỉ đ đượ ọ à ngh ch lý tri t tiêu).ị ệ M t c t tri t tiêu gi m ch m h n m t c t tán x¹Nhặ ắ ệ ả ậ ơ ặ ắ v y máy dò tri t tiêuậ ệ s nh y h n máy dò tán x ánh sáng.Hình 4.1-9 so sánh áp ng c a máyẽ ậ ơ ạ đ ứ ủ dò tri t tiêu v i máy dò tán x .Máy dò tri t tiêu nh y v i nh ng ng n l aệ ớ ạ ệ ậ ớ ữ ọ ử sinh ra do t g hay Heptan h n l v i nh ng ng n l a cháy âm Ø.đố ỗ ơ à ớ ữ ọ ử Hình 4.1-7 8 Hình 4.1-8 Hình 4.1-9 4.1.2.2 Nguyên lý c m nh n khói.ả ậ 4.1.2.2.1.Ion hoá. 9 Nguyên lý c b n c a máy dò ion hoá c gi i thích trên hình 4.1-10.M tơ ả ủ đượ ả ộ bu ng o l ng c gi i h n b i hai i n c c v nh ng ph n cáchồ đ ườ đượ ớ ạ ở đ ệ ự à ữ ầ i n.M t ngu n b c x vô tuy n,th ng l Am,phát ra nh ng h t đệ ộ ồ ứ ạ ế ườ à ữ ạ α .Không khí trong bu ng o l ng b ion hoá ch y u t o ra các ion nh c tíchồ đ ườ ị ủ ế ạ ỏ đượ i n n l c hai c c tính.M t i n áp nh (kho ng 5V) c t v ođ ệ đơ ẻ ở ả ự ộ đ ệ ỏ ả đượ đặ à gi a các i n c c. Khi ch a có khói,ch có m t dòng i n nh kho ngữ đ ệ ự ư ỉ ộ đ ệ ỏ ả 20pA.Khi cho khói v o trong bu ng,m t ph n áng k các ion s liên k tà ồ ộ ầ đ ể ẽ ế v i các phân t l n.Lúc n y các phân t l n óng vai trò nh m t i m táiớ ử ớ à ủ ớ đ ư ộ để h p c a các ion nh .T c trôi c a các phân t khói l n nh h n các phânợ ủ ỏ ố độ ủ ử ớ ỏ ơ t khói nh .K t qu cu i cùng l s suy gi m c a dòng ion.ử ỏ ế ả ố à ự ả ủ Hình 4.1-10 Ap su t v nhi t trong bu ng ion hoá ph thu c l n nhau.Ta có thấ à ệ độ ồ ụ ộ ẫ ể gi m nh s ph thu c n y b ng cách thi t k bu ng ion hóa m t cách c nả ỏ ự ụ ộ à ằ ế ế ồ ộ ẩ th n.Tham s t i u chính l n ng l ng c a ngu n b c x i n t ,nó sậ ố ố ư à ă ượ ủ ồ ứ ạ đ ệ ừ ẽ xác nh kích th c c a phân t đị ướ ủ ử α ,kích th c hình h c c a bu ng v i nướ ọ ủ ồ àđ ệ áp gi a hai i n c c. i v i m t bu ng ion hoá,th i gian t n t i c a các ionữ đệ ự Đố ớ ộ ồ ờ ồ ạ ủ nh có liên quan n tr ng t lên nó.V i nh ng tr ng m nh,các ion trôiỏ đế ườ đặ ớ ữ ườ ạ nhanh trong bu ng t o ra m t dòng i n l n.H u h t các ion sinh ra u nồ ạ ộ đệ ớ ầ ế đề đế c i n c c.Trong tr ng h p n y,bu ng ion hoá ho t ng nh m t ngu nđượ đệ ự ườ ợ à ồ ạ độ ư ộ ồ dòng. Còn v i nh ng tr ng y u,dòng i n s nh h n nh ng nh y l iớ ữ ườ ế đệ ẽ ỏ ơ ư độ ậ ạ t ng lên. i n tr ng trong bu ng ion hoá c n c chon sao cho có m tă Đệ ườ ồ ầ đượ ộ dòng i n l n ng th i v n t c nh y cao.Kích th c hình h cđệ đủ ớ đồ ờ ẫ đạ đượ độ ậ ướ ọ c a bu ng c t i u hoá khi có s cân b ng th c s gi a mi n n c c vủ ồ đượ ố ư ự ằ ự ự ữ ề đơ ự à mi n l ng c c.ề ưỡ ự M i quan h dòng áp c a m t bu ng ion hóa b nh h ng b i th tíchố ệ ủ ộ ồ ị ả ưở ở ể c a bu ng m còn liên quan n "s ch" c a b m t ngu n b c x vôủ ồ à đế độ ạ ủ ề ặ ồ ứ ạ tuy n (hình 4.1-11).Các c tuy n I-V khác nhau có th dùng nguyênế đặ ế ể để nhân c a s suy gi m dòng i n.ủ ự ả đ ệ Vi c o l ng nh ng dòng i n c pA òi h i i n tr cao.Trong nguyênệ đ ườ ữ đ ệ ỡ đ ỏ đệ ở lý m t bu ng, m t i n tr (kho ng 20Gộ ồ ộ đệ ở ả Ω ) c dùng l m ph n t thamđượ à ầ ử kh o.Trong nguyên lý hai bu ng,bu ng th nh t ho t ng ch bão hoả ồ ồ ứ ấ ạ độ ở ếđộ à 10 [...]... panel iu khin bng cỏc dũng thụng tin.V trớ ca mỏy dũ cú th c th hin panel d i dng text hoc ha Trong h thng iu khin c,mỏy dũ truyn thụng tin v trng thỏi ca nú cho panel .Trong h thng analog,giỏ tr ph thuc vo thi gian c a sensor c truyn n panel,sau ú panel s x lý tớn hiu v quyt nh cỏc hot ng tip theo.Cũn trong h thng tng tỏc,MC trong mỏy dũ s x lý tớn hiu v quyt nh xem cú a ra bỏo hiu hay khụng.Panel... nhit bờ tụng trong cỏc cụng trỡnh l n.Cũn h thng Raman thỡ li kinh t hn. im chớnh ca h thng quang so u vi mỏy dũ nhit chớnh l s tit kim Giỏ thnh ca laser quang khụng tng nhiu khi di ca s i quang t ng lờn,nhng giỏ thnh ca mỏy dũ nhit li ph thuc nhiu vo kớch thc lp t.Vỡ vy h thng laser quang thng c dựng trong cỏc ng hm Hiu ng Raman s tng lờn khi ỏnh sỏng ti kớch thớch cỏc phõn t trong si quang.S tng tỏc... chỏy bựng Hỡnh 4.1-11.Mi quan h dũng-ỏp ca mt bung ion húa Chỳng ta hóy quan tõm n cõn bng n ca m t ion. n gin, chỳng ta gi thit l cỏc ion u cú cựng n,cựng linh ng à v in tớch trung bỡnh trờn cỏc ion ln l nh.Thụng s n cú th c tớnh nh sau: I =an ì n+3 Er ì rnN à (4.1-1) trong ú I l s ion c sinh ra trờn mt n v th tớch trong m t n v thi gian,N l s phõn t khúi cú bỏn kớnh r trong m t n v th tớch v... phỏt hng ngoi ch c úng mch trong phộp o th hai.B lc c tớch hp trong ASIC cú chc nng nh hỡnh 4.1-12 Bờn cnh in t v quang hc,cũn cú nhiu vn quan trng cho mỏy phỏt hin khúi,vớ d nh l li bo v 12 Hỡnh 4.1-13.Mỏy dũ khúi tỏn x ỏnh sỏng Mỏy phỏt hin khúi quang hc ang dn thay th mỏy ion húa trờn t t c cỏc th trng.Cú nhiu nguyờn nhõn dn n s thay i trờn.Th nht mỏy phỏt hin khúi quang hc c hng li t s phỏt trin... ng chớnh ca cỏc t bo quang õm l trong kim tra cht lng khụng khớ trong nh.Mt th trng quan trng na l phỏt hin s rũ ca freon v ammonia Hỡnh 4.1-35 Ngoi ra cũn cú nhiu phng phỏp khỏc o nng khớ,vớ d nh k thut IR tỏn x v khụng tỏn x,hoc l phng phỏp o cỏc khớ mu.Tuy vy,khụng cú phng phỏp no trong s cỏc phng phỏp trờn c s d ng mt cỏch rng rói trong thc t vỡ lý do kinh t v khú khn trong lp t 26 4.1.3.4... khỏc nhau 4.1.2.3.2.Laser si quang Cỏc phng phỏp khỏc nhau s dng laser si quang ó c phỏt tri n trong vi nm gn õy(Hỡnh 4.1-18).Cỏc sensor ny da vo m t s hi n 15 tng vt lý.Gn õy,cỏc h thng da trờn s tỏn x khụng n h i ca ỏnh sỏng qua cỏc si quang ó xut hin trờn th trng.Vi m c ớch nghiờn cu thỡ h thng Brillouin t ra tri hn h thng Raman.H thng LASBI ca hc vin Metrology Lausanne ó trin khai thnh cụng h... trng thỏi ca cỏc mỏy dũ nh ng v trớ khỏc nhau Ngy nay hu ht cỏc h thng u l hu tuyn nh ng ng i ta hy v ng rng trong tng lai s cú s pha trn gia hu tuyn v vụ tuyn.Chỳng ta cng ó cú nhiu tin b trong vic phỏt trin cụng ngh khụng dõy ni mỏy dũ vi panel iu khin Cỏc h thng pha trn ang tr nờn quan trng trong vic bo v cỏc cụng trỡnh kin trỳc p,khụng cho phộp kộo dõy n mỏy dũ Hỡnh 4.1-28 4.1.2.7.Cỏc khỏi nim v... burst .Trong ki u xung, ngi ta gi i nhng xung ngn (~150 à s) v mnh,cũn trong kiu burst l mt chui xung.u v nhc im ca hai phng phỏp ny vn ang l ch cho nhiu cuc tranh lun.Ngi ta ó phỏt trin nhng t bo quang v nhng mch khuyếch i cụng ngh CMOS hot ng trong khong nA o lng v x lý ỏnh sỏng tỏn x cng thp.Mch in s bin i tớn hiu t t bo quang thnh mt in ỏp,sau ú a vo m t b ADC loi b cỏc li sinh ra do s bự... 4,3 à m c to ra trong sut quỏ trỡnh chỏy ca vt liu h u c .Hai sensor cũn l i o bc x hai bc súng khỏc phõn bit bc x tht vi cỏc hi n t ng gi.Hỡnh 4.1-23 biu din ph ca ngn la,bc x mt tri v bc x ca vt en,vi nhiu c tớnh cú th s dng trong x lý tớn hiu. tin cy ca mỏy phỏt hin la ph thuc rt nhiu vo thut toỏn phõn tớch cỏc tớn hiu khỏc nhau Nhng phỏt trin quan trng trong lnh vc n y c gi i thớch trong phn 4.1.7... nay ,trong cỏc ng dng nh.Nú cú giỏ thnh sn xut lp t thp 20 Hỡnh 4.1-27 Vo cui nhng nm 1970 cỏc h thng mi xut hin trờn th tr ng ó bt u tn dng s phỏt trin nhanh chúng ca cỏc dng c vi in t(ASIC, MC,MP ).u im chớnh ca cỏc dng c ny l tiờu th ớt nng lng,hot ng tt,giỏ thnh h Cỏc h thng c gii thiu ln lt l h thng i u khin c,h thng analog v h thng tng tỏc.Khụng ging trong cụng ngh truy n thng,cỏc mỏy o trong . ng trong l nh v cươ à ả ả ế đượ ử ụ ĩ ự an ninh v an to n trong cu c s ng." ;An to n trong cu c s ng" bao g m báoà à ộ ố à ộ ố ồ cháy,báo hi u khí ga ,các h th ng t t v s tán." ;An ninh& quot;. 4.1. Các h th ng an ninh v an to n trong cu c s ng.ệ ố à à ộ ố Marc Thuillard,Siemen,Cerberus,Mannedorf,Switzerland. 4.1.1 Gi i thi u chung.ớ ệ Ch ng n y miêu t các c m bi n thông. th ng laser quang th ng c dùng trong các ng h m.ắ đặ ậ ệ ố ườ đượ đườ ầ Hi u ng Raman s t ng lên khi ánh sáng t i kích thích các phân tệ ứ ẽ ă ớ ử trong s i quang.S t ng tác gi a các phân t v