在安防领域里,入侵探测器作为防盗报警系统的“眼睛”,其作用至关重要,探测器的选用、安装正确与否,将会直接关系到整个防盗报警系统能否正常、有效地发挥作用。在报警系统工程安装、调试过程中,可以发现绝大多数各类误报、漏报现象都是由于探测器的安装问题所致,或者由于设计人员没有按应用环境正确地选用探测器而造成,从而不能有效地满足其安装点的要求。因此往往会出现将不恰当的类型、型号的探测器使用在不恰当的场合。
为了确保防盗报警系统的可*、有效,尽可能减少误报、漏报的发生,应当对探测器的选用、安装过程中应当注意的一些要点有充分的认识,并且了解各种不同性质的探测器,由于其工作原理不同,所使用的环境要求也不尽相同。
下面以各类探测器的原理为切入点,来简述如何选用各类探测器以及安装探测器应该注意的要点。
被动红外探测器
被动式红外探测器不向空间辐射能量,而是依*接收人体发出的红外辐射来进行报警。任何温度在绝对零摄氏度以上的物体都会不断地向外界辐射红外线,人体的表面温度为36℃,其大部分辐射的能量集中在8 ~ 12μm的波长范围内。
在探测区域内,人体透过衣服的红外辐射能量被探测器的菲涅耳透镜聚焦于热释电传感器上。当人体（入侵者）在这一探测范围中运动时,顺次地进入菲涅耳透镜的某一视区,又走出这一视区,热释电传感器对运动的人体一会儿“看”到,然后又“看”不到,这种人体移动时变化的热释电信号就触发探测器产生报警信号。传感器输出信号的频率大约为0.1~10Hz ,这一频率范围是由探测器中的菲涅尔透镜、人体运动速度和热释电传感器本身的特性决定。
被动式红外探测器根据视区探测模式,可直接安装在墙上、天花板上或墙角,其布置和安装的原则如下：
1、 安装高度通常为2~4m,在此高度探测器可获得最大探测有效距离。
2、探测器对横向切割探测视区的人体运动最敏感,故安装时应尽量利用这个特性达到最佳效果。
3、应该充分注意探测背景的红外辐射情况,并且要求选择的背景是不动的。
4、警戒区内最好不要有空调或热源,如果无法避免热源,则应与热源保持至少1.5m以上的间隔距离,并且探测器不要对准灯泡、火炉、冰箱散热器、空调的出风口。
5、探测器不要对准强光源,应避免正对阳光或阳光反射的地方,也应避开窗户。
6、探测器视区内不要有遮挡物和电风扇叶片的干扰,也不要安装在强电磁辐射源附近（例如无线电发射机、电动机）。
7、被动红外探测器不要安装在容易震动的物体上,否则物体震动将导致探测器震动,相当于背景辐射的变化,会引起误报。
8、要注意探测器的视角范围,防止“死角”。
主动红外探测器（红外对射、红外栅栏）
主动式红外探测器由发射器和接收器两部分组成。发射器向正对向安装的、在数米或数十米乃至数百米远的接收器发出红外线射束,当红外线射束被物体遮挡时,接收器即发出报警信号,因此它又被称为红外对射探测器或红外栅栏。红外对射有双光束、三光束、四光束等,红外栅栏一般在四光束以上,甚至有多至十几束。
主动红外探测器应安装在固定的物体上,尤其是发射器和接收器较远时,不论是发射器是接收器,轻微的晃动就会引起误报,并且要极力避免树叶、晃动物体对红外光束的干扰。当使用多对红外对射探测器或者红外栅栏组成光墙或光网时,要避免消除红外光束的交*误射(如图1A、B中虚线所示),方法是合理选择发射器和接收器的安装位置使不发生交*误射,或选用不同频率的红外对射探测器,调节各探测器使在不同的频率段工作。
双鉴探测器
各种探测器有其优点,但也各有其不足之处,单技术的微波探测器对物体的振动(如门、窗的抖动等)往往会发生误报警,而被动红外探测器对防范区域内任何快速的温度变化,或温度较高的热对流等也会发生误报警。为了减少探测器误报问题,人们提出互补型双技术方法,即把两种不同探测原理的探测器结合起来,组成双技术的组合型探测器,又称为双鉴探测器。双鉴探测器集两者的优点于一体,取长补短,对环境干扰因素有较强的抑制作用。
目前双鉴探测器主要是微波+被动红外探测器,微波—被动红外双技术探测器实际上是将这两种探测技术的探测器封装在一个壳体内,并将两个探测器的输出信号共同送到“与门”电路,只有当两种探测技术的传感器都探测到移动的人体时,才触发报警。其基本工作原理如图2所示。
双鉴探测器把微波和被动红外两种探测技术结合在一起,它们同时对人体的移动和体温进行探测并相互鉴证之后才发出报警,由于两种探测器的误报基本上互相抑制了,而两者同时发生误报的概率又极小,所以误报率能大大下降。
安装双鉴探测器时,要求在警戒范围内两种探测器的灵敏度尽可能保持均衡。微波探测器一般对物体纵向移动最敏感,而被动红外探测器则对横向切割视区的人体移动最敏感,因此为使这两种探测传感器都处于较敏感状态,在安装微波—被动红外双鉴探测器时,宜使探测器轴线与警戒区可能的入侵方向成45°夹角为最好。
振动探测器
振动探测器是以探测入侵者的走动或进行各种破坏活动时所产生的振动信号来作为报警依据,例如,入侵者在进行凿墙、钻洞、破坏门、窗、撬保险柜等破坏活动时,都会引起这些物体的振动,以这些振动信号来触发报警的探测器就称为振动探测器。
振动探测器的基本工作原理
振动传感器是振动探测器的核心组成部件,振动探测器的基本工作原理如图3所示。
常用的几种振动探测器
根据所使用的振动传感器的不同,振动探测器可分为：机械式振动探测器、惯性棒电子式振动探测器、电动式振动探测器、压电晶体振动探测器、电子式全面型振动探测器等多种类型。
不同类型的振动探测器其工作机理及安装要求也各有差异,以加拿大“枫叶” PA-950振动探测器为例,它属于压电晶体振动探测器。该型振动探测器工作原理是利用压电晶体的压电效应。压电晶体是一种特殊的晶体,它可以将施加于其上的机械作用力转变为相应大小的电压,即模拟的电信号。此电信号的频率及幅度与机械振动的频率及幅度成正比。利用压电晶体的压电效应就可做成压电晶体振动探测器,其应用范围广阔。
振动探测器的安装使用要点
1． 振动探测器属于面控制型探测器,室内明装、暗装均可,通常安装于可能入侵的墙壁、天花板、地面或保险柜上;
2． 探测器安装要牢固 ,振动传感器应紧贴安装面,安装面应为干燥的平面;
3． 安装于墙体时,距地面高2-2.4ｍ为宜,探测器垂直于墙面;
4． 埋入地下使用时深度为10cm左右,不宜埋入土质松软地带;
5． 振动探测器不宜用于附近有强震动干扰源的场所;
6． 安装的位置应远离振动源(如旋转的电机、变压器、风扇、空调),如无法避开震动源,则视振动源震动情况,距离振动源1-3米;
7． 注意在振动探测器频率范围内的高频震动、超声波的干扰容易引起误报。
玻璃破碎探测器
玻璃破碎探测器是专门用来探测玻璃破碎的探测器。当犯罪分子打碎玻璃试图入侵作案时,即可发出报警信号。
以加拿大“枫叶”PA-456玻璃破碎探测器为例,其是属于次声波—玻璃破碎高频声响双技术探测器 ,因此它也是一种双鉴探测器,此种类型的探测器比普通的声控型单技术玻璃破碎探测器或声控—振动型双技术玻璃破碎探测器的性能有了进一步的提高,是目前较好的一种玻璃破碎探测器。
探测玻璃破碎高频声响的原理
参见图4,玻璃破碎时发出的响亮刺耳的声音频率是处于大约10～15KHZ的高频段范围内,将带通放大器的带宽选在10～15KHz的范围内,就可将玻璃破碎时产生的高频声音信号取出,从而触发报警。但对人的脚步声、说话声、雷雨声等却具有较强的抑制作用,从而可以降低误报率。
次声波的产生
次声波是频率低于20Hz的声波,属于不可闻声波。
经过实验分析表明：当敲击门、窗等处的玻璃(此时玻璃还未破碎)时,会产生一个超低频的弹性振动波,这种机械振动波就属于次声波,而当玻璃破碎时,才会发出高频声音。
除此之外,以下一些原因也同样会导致次声波的产生。
一般的建筑物,通常其内部的各个房间(或单元)是通过室内的门、窗户、墙壁、地面、天花板等物体与室外环境相互隔开的,这就造成了房间内部与外部的环境,在温度、气压等方面存在着一定的差异。特别是对于那些门、窗紧闭、封闭性较好的房间,这种室内外的环境差异就更大些。
当入侵者试图进室作案时,必定要选择在这个房间的某个位置打开一个通道,如打碎玻璃,强行进入。由于室内外环境不同所造成的温差、气压差,会在缺口打开的瞬间时产生气流,并伴随产生超低频的机械振动波,即为次声波,其频率甚至可低于10Hz以下。
由此可见,当入侵者在打碎玻璃的瞬间,不仅会产生玻璃破碎时的可闻声波还会产生次声波。
次声波探测技术原理
见图5,由声电传感器将接收到的包含有高、中、低频等多种频率的声波信号转换为相应的电信号后,通过低通放大器,将次声波频率范围内的声波取出,并加以信号放大,达到一定的阈值即可触发报警。
玻璃破碎探测器的安装使用要点
1． 玻璃破碎探测器适用于一切需要防玻璃破碎的场所;
2． 安装时应将声电传感器正对着警戒的主要方向;
3． 安装时要尽量*近所要保护的玻璃,并尽可能地远离噪声干扰源,以减少误报警;
4． 也可以用一个玻璃破碎探测器来保护警戒区内的多面玻璃窗 ;
5． 探测器不要对准通风口或换气扇,也不要*近门铃,以确保工作可*性。
另外,次声波—玻璃破碎高频声响双鉴式玻璃破碎探测器安装方式比较简易,可以安装在室内任何地方,只需满足探测器的探测范围半径要求即可。
(DVOL本文转自：中国DV传媒 http://www.dvol.cn)
