防盜報(bào)警探測器的工作原理

在安防領(lǐng)域里，入侵探測器作為防盜報(bào)警系統(tǒng)的“眼睛”，其作用至關(guān)重要，探測器的選用、安裝正確與否，將會直接關(guān)系到整個(gè)防盜報(bào)警系統(tǒng)能否正常、有效地發(fā)揮作用。在報(bào)警系統(tǒng)工程安裝、調(diào)試過程中，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)各類誤報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象都是由于探測器的安裝問題所致，或者由于設(shè)計(jì)人員沒有按應(yīng)用環(huán)境正確地選用探測器而造成，從而不能有效地滿足其安裝點(diǎn)的要求。因此往往會出現(xiàn)將不恰當(dāng)?shù)念愋?、型號的探測器使用在不恰當(dāng)?shù)膱龊稀?/span>
    為了確保防盜報(bào)警系統(tǒng)的可*、有效，盡可能減少誤報(bào)、漏報(bào)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對探測器的選用、安裝過程中應(yīng)當(dāng)注意的一些要點(diǎn)有充分的認(rèn)識，并且了解各種不同性質(zhì)的探測器，由于其工作原理不同，所使用的環(huán)境要求也不盡相同。
下面以各類探測器的原理為切入點(diǎn)，來簡述如何選用各類探測器以及安裝探測器應(yīng)該注意的要點(diǎn)。
被動紅外探測器
     被動式紅外探測器不向空間輻射能量，而是依*接收人體發(fā)出的紅外輻射來進(jìn)行報(bào)警。任何溫度在零攝氏度以上的物體都會不斷地向外界輻射紅外線，人體的表面溫度為36℃，其大部分輻射的能量集中在8 ~ 12μm的波長范圍內(nèi)。
在探測區(qū)域內(nèi)，人體透過衣服的紅外輻射能量被探測器的菲涅耳透鏡聚焦于熱釋電傳感器上。當(dāng)人體（入侵者）在這一探測范圍中運(yùn)動時(shí)，順次地進(jìn)入菲涅耳透鏡的某一視區(qū)，又走出這一視區(qū)，熱釋電傳感器對運(yùn)動的人體一會兒“看”到，然后又“看”不到，這種人體移動時(shí)變化的熱釋電信號就觸發(fā)探測器產(chǎn)生報(bào)警信號。傳感器輸出信號的頻率大約為0.1~10Hz ，這一頻率范圍是由探測器中的菲涅爾透鏡、人體運(yùn)動速度和熱釋電傳感器本身的特性決定。
被動式紅外探測器根據(jù)視區(qū)探測模式，可直接安裝在墻上、天花板上或墻角，其布置和安裝的原則如下：
1、 安裝高度通常為2~4m，在此高度探測器可獲得zui大探測有效距離。
2、探測器對橫向切割探測視區(qū)的人體運(yùn)動zui敏感，故安裝時(shí)應(yīng)盡量利用這個(gè)特性達(dá)到*效果。
3、應(yīng)該充分注意探測背景的紅外輻射情況，并且要求選擇的背景是不動的。
4、警戒區(qū)內(nèi)不要有空調(diào)或熱源，如果無法避免熱源，則應(yīng)與熱源保持至少1.5m以上的間隔距離，并且探測器不要對準(zhǔn)燈泡、火爐、冰箱散熱器、空調(diào)的出風(fēng)口。
5、探測器不要對準(zhǔn)強(qiáng)光源，應(yīng)避免正對陽光或陽光反射的地方，也應(yīng)避開窗戶。
6、探測器視區(qū)內(nèi)不要有遮擋物和電風(fēng)扇葉片的干擾，也不要安裝在強(qiáng)電磁輻射源附近（例如無線電發(fā)射機(jī)、電動機(jī)）。
7、被動紅外探測器不要安裝在容易震動的物體上，否則物體震動將導(dǎo)致探測器震動，相當(dāng)于背景輻射的變化，會引起誤報(bào)。
8、要注意探測器的視角范圍，防止“死角”。
主動紅外探測器（紅外對射、紅外柵欄）
主動式紅外探測器由發(fā)射器和接收器兩部分組成。發(fā)射器向正對向安裝的、在數(shù)米或數(shù)十米乃至數(shù)百米遠(yuǎn)的接收器發(fā)出紅外線射束，當(dāng)紅外線射束被物體遮擋時(shí)，接收器即發(fā)出報(bào)警信號，因此它又被稱為紅外對射探測器或紅外柵欄。紅外對射有雙光束、三光束、四光束等，紅外柵欄一般在四光束以上，甚至有多至十幾束。
主動紅外探測器應(yīng)安裝在固定的物體上，尤其是發(fā)射器和接收器較遠(yuǎn)時(shí)，不論是發(fā)射器是接收器，輕微的晃動就會引起誤報(bào)，并且要極力避免樹葉、晃動物體對紅外光束的干擾。當(dāng)使用多對紅外對射探測器或者紅外柵欄組成光墻或光網(wǎng)時(shí)，要避免消除紅外光束的交*誤射（如圖1A、B中虛線所示），方法是合理選擇發(fā)射器和接收器的安裝位置使不發(fā)生交*誤射，或選用不同頻率的紅外對射探測器，調(diào)節(jié)各探測器使在不同的頻率段工作。
雙鑒探測器
    各種探測器有其優(yōu)點(diǎn)，但也各有其不足之處，單技術(shù)的微波探測器對物體的振動（如門、窗的抖動等）往往會發(fā)生誤報(bào)警，而被動紅外探測器對防范區(qū)域內(nèi)任何快速的溫度變化，或溫度較高的熱對流等也會發(fā)生誤報(bào)警。為了減少探測器誤報(bào)問題，人們提出互補(bǔ)型雙技術(shù)方法，即把兩種不同探測原理的探測器結(jié)合起來，組成雙技術(shù)的組合型探測器，又稱為雙鑒探測器。雙鑒探測器集兩者的優(yōu)點(diǎn)于一體，取長補(bǔ)短，對環(huán)境干擾因素有較強(qiáng)的抑制作用。
目前雙鑒探測器主要是微波+被動紅外探測器，微波—被動紅外雙技術(shù)探測器實(shí)際上是將這兩種探測技術(shù)的探測器封裝在一個(gè)殼體內(nèi)，并將兩個(gè)探測器的輸出信號共同送到“與門”電路，只有當(dāng)兩種探測技術(shù)的傳感器都探測到移動的人體時(shí)，才觸發(fā)報(bào)警。其基本工作原理如圖2所示。
雙鑒探測器把微波和被動紅外兩種探測技術(shù)結(jié)合在一起，它們同時(shí)對人體的移動和體溫進(jìn)行探測并相互鑒證之后才發(fā)出報(bào)警，由于兩種探測器的誤報(bào)基本上互相抑制了，而兩者同時(shí)發(fā)生誤報(bào)的概率又極小，所以誤報(bào)率能大大下降。
安裝雙鑒探測器時(shí)，要求在警戒范圍內(nèi)兩種探測器的靈敏度盡可能保持均衡。微波探測器一般對物體縱向移動zui敏感，而被動紅外探測器則對橫向切割視區(qū)的人體移動zui敏感，因此為使這兩種探測傳感器都處于較敏感狀態(tài)，在安裝微波—被動紅外雙鑒探測器時(shí)，宜使探測器軸線與警戒區(qū)可能的入侵方向成45°夾角為。
振動探測器YT-JB3
    振動探測器是以探測入侵者的走動或進(jìn)行各種破壞活動時(shí)所產(chǎn)生的振動信號來作為報(bào)警依據(jù)，例如，入侵者在進(jìn)行鑿墻、鉆洞、破壞門、窗、撬保險(xiǎn)柜等破壞活動時(shí)，都會引起這些物體的振動，以這些振動信號來觸發(fā)報(bào)警的探測器就稱為振動探測器。
振動探測器的基本工作原理
振動傳感器是振動探測器的核心組成部件，振動探測器的基本工作原理如圖3所示。
常用的幾種振動探測器
    根據(jù)所使用的振動傳感器的不同，振動探測器可分為：機(jī)械式振動探測器、慣性棒電子式振動探測器、電動式振動探測器、壓電晶體振動探測器、電子式全面型振動探測器等多種類型。
    不同類型的振動探測器其工作機(jī)理及安裝要求也各有差異，以遠(yuǎn)拓科技的“YT-JB3振動探測器為例，它屬于壓電晶體振動探測器。該型振動探測器工作原理是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)。壓電晶體是一種特殊的晶體，它可以將施加于其上的機(jī)械作用力轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)大小的電壓，即模擬的電信號。可廣泛應(yīng)用于各種墻體、玻璃、ATM機(jī)、保險(xiǎn)柜、庫房門窗、機(jī)動車等場合的防盜裝置中。特別設(shè)計(jì)作金屬和水泥墻防破壞用，適用于保險(xiǎn)箱、金屬門、密室、錢箱和銀行水泥墻、自動柜員機(jī)、ATM取款機(jī)、保險(xiǎn)箱等防擊防敲物體等保護(hù)防盜保險(xiǎn)柜

此電信號的頻率及幅度與機(jī)械振動的頻率及幅度成正比。利用壓電晶體的壓電效應(yīng)就可做成壓電晶體振動探測器，其應(yīng)用范圍廣闊。
振動探測器的安裝使用要點(diǎn)
1． 振動探測器屬于面控制型探測器，室內(nèi)明裝、暗裝均可，通常安裝于可能入侵的墻壁、天花板、地面或保險(xiǎn)柜上；
2． 探測器安裝要牢固 ，振動傳感器應(yīng)緊貼安裝面，安裝面應(yīng)為干燥的平面；
3． 安裝于墻體時(shí)，距地面高2-2.4ｍ為宜，探測器垂直于墻面；
4． 埋入地下使用時(shí)深度為10cm左右，不宜埋入土質(zhì)松軟地帶；
5． 振動探測器不宜用于附近有強(qiáng)震動干擾源的場所；
6． 安裝的位置應(yīng)遠(yuǎn)離振動源（如旋轉(zhuǎn)的電機(jī)、變壓器、風(fēng)扇、空調(diào)），如無法避開震動源，則視振動源震動情況，距離振動源1-3米；
7． 注意在振動探測器頻率范圍內(nèi)的高頻震動、超聲波的干擾容易引起誤報(bào)。
玻璃破碎探測器
    玻璃破碎探測器是專門用來探測玻璃破碎的探測器。當(dāng)犯罪分子打碎玻璃試圖入侵作案時(shí)，即可發(fā)出報(bào)警信號。
玻璃破碎探測器其是屬于次聲波—玻璃破碎高頻聲響雙技術(shù)探測器 ，因此它也是一種雙鑒探測器，此種類型的探測器比普通的聲控型單技術(shù)玻璃破碎探測器或聲控—振動型雙技術(shù)玻璃破碎探測器的性能有了進(jìn)一步的提高，是目前較好的一種玻璃破碎探測器。
探測玻璃破碎高頻聲響的原理
參見圖4，玻璃破碎時(shí)發(fā)出的響亮刺耳的聲音頻率是處于大約10～15KHZ的高頻段范圍內(nèi)，將帶通放大器的帶寬選在10～15KHz的范圍內(nèi)，就可將玻璃破碎時(shí)產(chǎn)生的高頻聲音信號取出，從而觸發(fā)報(bào)警。但對人的腳步聲、說話聲、雷雨聲等卻具有較強(qiáng)的抑制作用，從而可以降低誤報(bào)率。
次聲波的產(chǎn)生
次聲波是頻率低于20Hz的聲波，屬于不可聞聲波。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析表明：當(dāng)敲擊門、窗等處的玻璃（此時(shí)玻璃還未破碎）時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)超低頻的彈性振動波，這種機(jī)械振動波就屬于次聲波，而當(dāng)玻璃破碎時(shí)，才會發(fā)出高頻聲音。
除此之外，以下一些原因也同樣會導(dǎo)致次聲波的產(chǎn)生。
一般的建筑物，通常其內(nèi)部的各個(gè)房間（或單元）是通過室內(nèi)的門、窗戶、墻壁、地面、天花板等物體與室外環(huán)境相互隔開的，這就造成了房間內(nèi)部與外部的環(huán)境，在溫度、氣壓等方面存在著一定的差異。特別是對于那些門、窗緊閉、封閉性較好的房間，這種室內(nèi)外的環(huán)境差異就更大些。
當(dāng)入侵者試圖進(jìn)室作案時(shí)，必定要選擇在這個(gè)房間的某個(gè)位置打開一個(gè)通道,如打碎玻璃，強(qiáng)行進(jìn)入。由于室內(nèi)外環(huán)境不同所造成的溫差、氣壓差，會在缺口打開的瞬間時(shí)產(chǎn)生氣流，并伴隨產(chǎn)生超低頻的機(jī)械振動波，即為次聲波，其頻率甚至可低于10Hz以下。

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