防盜報警探測器的工作原理

在安防領域里，入侵探測器作為防盜報警系統的“眼睛”，其作用至關重要，探測器的選用、安裝正確與否，將會直接關系到整個防盜報警系統能否正常、有效地發揮作用。在報警系統工程安裝、調試過程中，可以發現絕大多數各類誤報、漏報現象都是由于探測器的安裝問題所致，或者由于設計人員沒有按應用環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的要求。因此往往會出現將不恰當的類型、型號的探測器使用在不恰當的場合。
    為了確保防盜報警系統的可*、有效，盡可能減少誤報、漏報的發生，應當對探測器的選用、安裝過程中應當注意的一些要點有充分的認識，并且了解各種不同性質的探測器，由于其工作原理不同，所使用的環境要求也不盡相同。
下面以各類探測器的原理為切入點，來簡述如何選用各類探測器以及安裝探測器應該注意的要點。
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*接收人體發出的紅外輻射來進行報警。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。
在探測區域內，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。當人體（入侵者）在這一探測范圍中運動時，順次地進入菲涅耳透鏡的某一視區，又走出這一視區，熱釋電傳感器對運動的人體一會兒“看”到，然后又“看”不到，這種人體移動時變化的熱釋電信號就觸發探測器產生報警信號。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視區探測模式，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的人體運動zui敏感，故安裝時應盡量利用這個特性達到*效果。
3、應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、警戒區內不要有空調或熱源，如果無法避免熱源，則應與熱源保持至少1.5m以上的間隔距離，并且探測器不要對準燈泡、火爐、冰箱散熱器、空調的出風口。
5、探測器不要對準強光源，應避免正對陽光或陽光反射的地方，也應避開窗戶。
6、探測器視區內不要有遮擋物和電風扇葉片的干擾，也不要安裝在強電磁輻射源附近（例如無線電發射機、電動機）。
7、被動紅外探測器不要安裝在容易震動的物體上，否則物體震動將導致探測器震動，相當于背景輻射的變化，會引起誤報。
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射器和接收器兩部分組成。發射器向正對向安裝的、在數米或數十米乃至數百米遠的接收器發出紅外線射束，當紅外線射束被物體遮擋時，接收器即發出報警信號，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。
主動紅外探測器應安裝在固定的物體上，尤其是發射器和接收器較遠時，不論是發射器是接收器，輕微的晃動就會引起誤報，并且要極力避免樹葉、晃動物體對紅外光束的干擾。當使用多對紅外對射探測器或者紅外柵欄組成光墻或光網時，要避免消除紅外光束的交*誤射（如圖1A、B中虛線所示），方法是合理選擇發射器和接收器的安裝位置使不發生交*誤射，或選用不同頻率的紅外對射探測器，調節各探測器使在不同的頻率段工作。
雙鑒探測器
    各種探測器有其優點，但也各有其不足之處，單技術的微波探測器對物體的振動（如門、窗的抖動等）往往會發生誤報警，而被動紅外探測器對防范區域內任何快速的溫度變化，或溫度較高的熱對流等也會發生誤報警。為了減少探測器誤報問題，人們提出互補型雙技術方法，即把兩種不同探測原理的探測器結合起來，組成雙技術的組合型探測器，又稱為雙鑒探測器。雙鑒探測器集兩者的優點于一體，取長補短，對環境干擾因素有較強的抑制作用。
目前雙鑒探測器主要是微波+被動紅外探測器，微波—被動紅外雙技術探測器實際上是將這兩種探測技術的探測器封裝在一個殼體內，并將兩個探測器的輸出信號共同送到“與門”電路，只有當兩種探測技術的傳感器都探測到移動的人體時，才觸發報警。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結合在一起，它們同時對人體的移動和體溫進行探測并相互鑒證之后才發出報警，由于兩種探測器的誤報基本上互相抑制了，而兩者同時發生誤報的概率又極小，所以誤報率能大大下降。
安裝雙鑒探測器時，要求在警戒范圍內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，在安裝微波—被動紅外雙鑒探測器時，宜使探測器軸線與警戒區可能的入侵方向成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行各種破壞活動時所產生的振動信號來作為報警依據，例如，入侵者在進行鑿墻、鉆洞、破壞門、窗、撬保險柜等破壞活動時，都會引起這些物體的振動，以這些振動信號來觸發報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
    根據所使用的振動傳感器的不同，振動探測器可分為：機械式振動探測器、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理及安裝要求也各有差異，以遠拓科技的“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。壓電晶體是一種特殊的晶體，它可以將施加于其上的機械作用力轉變為相應大小的電壓，即模擬的電信號。可廣泛應用于各種墻體、玻璃、ATM機、保險柜、庫房門窗、機動車等場合的防盜裝置中。特別設計作金屬和水泥墻防破壞用，適用于保險箱、金屬門、密室、錢箱和銀行水泥墻、自動柜員機、ATM取款機、保險箱等防擊防敲物體等保護防盜保險柜

此電信號的頻率及幅度與機械振動的頻率及幅度成正比。利用壓電晶體的壓電效應就可做成壓電晶體振動探測器，其應用范圍廣闊。
振動探測器的安裝使用要點
1． 振動探測器屬于面控制型探測器，室內明裝、暗裝均可，通常安裝于可能入侵的墻壁、天花板、地面或保險柜上；
2． 探測器安裝要牢固 ，振動傳感器應緊貼安裝面，安裝面應為干燥的平面；
3． 安裝于墻體時，距地面高2-2.4ｍ為宜，探測器垂直于墻面；
4． 埋入地下使用時深度為10cm左右，不宜埋入土質松軟地帶；
5． 振動探測器不宜用于附近有強震動干擾源的場所；
6． 安裝的位置應遠離振動源（如旋轉的電機、變壓器、風扇、空調），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的高頻震動、超聲波的干擾容易引起誤報。
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。當犯罪分子打碎玻璃試圖入侵作案時，即可發出報警信號。
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玻璃破碎探測器或聲控—振動型雙技術玻璃破碎探測器的性能有了進一步的提高，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，玻璃破碎時發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，將帶通放大器的帶寬選在10～15KHz的范圍內，就可將玻璃破碎時產生的高頻聲音信號取出，從而觸發報警。但對人的腳步聲、說話聲、雷雨聲等卻具有較強的抑制作用，從而可以降低誤報率。
次聲波的產生
次聲波是頻率低于20Hz的聲波，屬于不可聞聲波。
經過實驗分析表明：當敲擊門、窗等處的玻璃（此時玻璃還未破碎）時，會產生一個超低頻的彈性振動波，這種機械振動波就屬于次聲波，而當玻璃破碎時，才會發出高頻聲音。
除此之外，以下一些原因也同樣會導致次聲波的產生。
一般的建筑物，通常其內部的各個房間（或單元）是通過室內的門、窗戶、墻壁、地面、天花板等物體與室外環境相互隔開的，這就造成了房間內部與外部的環境，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，這種室內外的環境差異就更大些。
當入侵者試圖進室作案時，必定要選擇在這個房間的某個位置打開一個通道,如打碎玻璃，強行進入。由于室內外環境不同所造成的溫差、氣壓差，會在缺口打開的瞬間時產生氣流，并伴隨產生超低頻的機械振動波，即為次聲波，其頻率甚至可低于10Hz以下。

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