《安全防范工程》PPT課件.ppt

《《安全防范工程》PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《安全防范工程》PPT課件.ppt（225頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

安全防范工程 主講人 溫懷疆 第3章入侵探測與報(bào)警技術(shù) 3 1入侵探測與報(bào)警技術(shù)概述3 1 1入侵探測與報(bào)警技術(shù)的基本概念報(bào)警系統(tǒng) 在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)能發(fā)出報(bào)警信號的系統(tǒng) 通常由探測器 傳輸信道和報(bào)警控制器三部分組成 1 探測器 是指在需要防范的場所安裝的能探測出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的設(shè)備 由傳感器和前置信號處理器兩部分組成 a 傳感器 是探測器的核心 是把危險(xiǎn)情況引起的某種物理量的變化轉(zhuǎn)換成原始電信號 b 前置信號處理器 對原始電信號進(jìn)行處理 使之成為可以在信道中傳輸?shù)碾娦盘?2 傳輸信道 使傳輸探測電信號和巡檢控制電信號的通道 信道的種類很多 概括起來可以分為有線傳輸信道和無線傳輸信道 3 報(bào)警控制器 是整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的核心 對信道傳輸過來的入侵探測電信號作進(jìn)一步的處理 若判定出現(xiàn)危險(xiǎn)情況 立即發(fā)出聲光報(bào)警信號 引起人們的警覺 以便采取相應(yīng)的控制行動 3 1 2入侵探測報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)的基本組成 一個(gè)完善而有效的技術(shù)防范配合人力防范的入侵探測與報(bào)警技術(shù)系統(tǒng)網(wǎng)的組成通常如圖3 1所示 該系統(tǒng)主要是由報(bào)警探測器 報(bào)警控制器 傳輸系統(tǒng) 通信系統(tǒng)及保安警衛(wèi)力量所組成 圖3 1技防配合人防的入侵探測報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)的基本組成 上級報(bào)警指揮中心 報(bào)警控制信號 無線 有線 入侵探測報(bào)警系統(tǒng)的最基本組成如圖3 2所示 圖3 2入侵探測報(bào)警系統(tǒng)的基本組成 2 1 3入侵探測報(bào)警系統(tǒng)在安全技術(shù)防范工作中的作用1 入侵探測報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用范圍十分廣泛 可以在應(yīng)用維護(hù)社會治安之外方面推廣應(yīng)用 2 入侵探測報(bào)警系統(tǒng)具有快速反應(yīng)能力 可及時(shí)發(fā)現(xiàn)案情 提高破案率 3 入侵探測報(bào)警系統(tǒng)具有威懾作用 犯罪分子不敢輕易作案 減少了發(fā)案率 4 入侵探測報(bào)警系統(tǒng)協(xié)助人防擔(dān)任警戒和報(bào)警任務(wù) 可節(jié)省人力 物力和財(cái)力 3 2入侵探測器3 2 1入侵探測器概述1 入侵探測器的作用入侵探測器 入侵報(bào)警探頭 安裝于防范現(xiàn)場 專門用來探測移動目標(biāo) 決定報(bào)警系統(tǒng)的性能 用途和報(bào)警系統(tǒng)的可靠性 是降低誤報(bào)和漏報(bào)的決定因素 2 入侵探測器的種類 1 按使用場所不同來分戶內(nèi)型入侵探測器 戶外型入侵探測器 周界入侵探測器 重點(diǎn)物體防盜探測器等等 2 按探測原理不同來分雷達(dá)式微波探測器 微波墻式探測器 主動式紅外探測器 被動式紅外探測器 開關(guān)式探測器 超聲波探測器 聲控探測器 振動探測器 玻璃破碎探測器 電場感應(yīng)式探測器 電容變化探測器 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器 超聲波 被動紅外雙技術(shù)探測器等 3 按警戒范圍來分點(diǎn)控制型探測器 線控制型探測器 面控制型探測器及空間控制型探測器 如下表2 1所示 表2 1按探測器的警戒范圍分類 4 按工作方式來分主動式探測器 在工作時(shí) 探測器本身要向防范現(xiàn)場不斷發(fā)出某種形式的能量 如紅外光 超聲波和微波等能量 被動式探測器 在工作時(shí) 探測器本身不需要向防范現(xiàn)場發(fā)出能量 而是依靠直接接收被探測目標(biāo)本身發(fā)出或產(chǎn)生的某種形式的能量 如振動 紅外能量等 3 入侵探測器的主要技術(shù)性能指標(biāo) 1 漏報(bào)率漏報(bào)次數(shù)占應(yīng)當(dāng)報(bào)警次數(shù)的百分比就是漏報(bào)率 2 探測率實(shí)際報(bào)警次數(shù)占應(yīng)當(dāng)報(bào)警的次數(shù)的百分比就是探測率 3 誤報(bào)率探測器不應(yīng)該報(bào)警卻發(fā)出報(bào)警信號的現(xiàn)象稱為誤報(bào)警 單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)誤報(bào)警的次數(shù)就是誤報(bào)率 4 探測范圍表示方法探測距離 探測視場角探測面積 或體積 例如 某一被動紅外探測器的探測范圍為一立體扇形空間區(qū)域 表示成 探測距離 15m 水平視場角120 垂直視場角43 垂直視場角 水平視場角 5 報(bào)警傳送方式 最大傳輸距離傳送方式 有線傳送 無線傳送 最大傳輸距離 在探測器發(fā)揮正常警戒功能的條件下 從探測器到報(bào)警控制器之間的最大有線或無線的傳輸距離 6 探測靈敏度能使探測器發(fā)出報(bào)警信號的最低門限信號或最小輸入探測信號 該指標(biāo)反映了探測器對入侵目標(biāo)產(chǎn)生報(bào)警的反應(yīng)能力 7 功耗探測器在工作時(shí)間的功率消耗 分為靜態(tài) 非報(bào)警狀態(tài) 功耗及動態(tài) 報(bào)警狀態(tài) 功耗 8 工作電壓探測器工作時(shí)的電源電壓 交流或直流 一般用伏特 V 來表示 9 工作電流 I 10 環(huán)境溫度 3 3開關(guān)式探測器開關(guān)式探測器通常屬于點(diǎn)控制型探測器 通過各種類型開關(guān)接點(diǎn)的閉合或斷開狀態(tài)觸發(fā)電路報(bào)警 觸發(fā)報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號的方式一般有兩種 一種是短路報(bào)警方式 開關(guān)接點(diǎn)的閉合 另一種是開路報(bào)警方式 開關(guān)接點(diǎn)的斷開 3 3 1開關(guān)式探測器的基本工作原理基本工作原理如圖2 3所示 圖2 3開關(guān)式探測器的基本工作原理 常用的開關(guān)式傳感器 磁控開關(guān) 微動開關(guān) 壓力墊或用金屬絲 金屬條 金屬箔等來代用的多種類型的開關(guān) 可以將壓力 磁場力或位移等物理量的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化 啟動報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號的方式 3 3 2磁控開關(guān) 又稱磁控管開關(guān)或磁簧開關(guān) 1 磁控開關(guān)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理磁控開關(guān)是由永久磁鐵塊及干簧管 又稱磁簧管或磁控管 兩部分組成的 干簧管是一個(gè)內(nèi)部充有惰性氣體 如氮?dú)?的玻璃管 其內(nèi)裝有兩個(gè)金屬簧片 形成觸點(diǎn)A和B 如圖2 4所示 圖2 4磁控開關(guān)的工作原理 當(dāng)需要用磁控開關(guān)去警戒多個(gè)門 窗時(shí) 可采用如圖3 5所示的串聯(lián)方式 圖3 5磁控開關(guān)的串聯(lián)使用 3 磁控開關(guān)的安裝使用要點(diǎn) 1 磁控管的金屬簧片有較好的彈性且易于吸合 同時(shí)磁性體必須要有足夠的強(qiáng)度和壽命 以易于安裝且減少誤報(bào) 2 要經(jīng)常注意檢查永久磁鐵的磁性是否減弱 否則會導(dǎo)致開關(guān)失靈 3 一般普通的磁控開關(guān)不宜在鋼 鐵物體上直接安裝 這樣會使磁性削弱 縮短磁鐵的使用壽命 4 磁控開關(guān)的有明裝式 表面安裝式 和暗裝式 隱藏安裝式 應(yīng)根據(jù)防范部位的特點(diǎn)和要求選擇 還有如圖 b 所示的三個(gè)接點(diǎn)的撳鍵開關(guān) A B兩點(diǎn)間為常閉接觸 A C兩點(diǎn)間為常開 3 3 3微動開關(guān)這種開關(guān)做成一個(gè)整體部件 需要靠外部的作用力通過傳動部件帶動 將內(nèi)部簧片的接點(diǎn)接通或斷開 最簡單的一種是如圖 a 所示的兩個(gè)接點(diǎn)的按鈕開關(guān) 只要按鈕被壓下 A B兩點(diǎn)間即可接通 壓力去除 A B兩點(diǎn)間斷開 3 3 4緊急報(bào)警開關(guān)當(dāng)在銀行 家庭 機(jī)關(guān) 工廠等各種場合出現(xiàn)人室搶劫 盜竊等險(xiǎn)情或其他異常情況時(shí) 往往需要采用人工操作來實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)警 這時(shí) 就可采用緊急報(bào)警按鈕開關(guān)和腳挑式或腳踏式開關(guān) 3 3 5壓力墊壓力墊是由兩條平行放置的具有彈性的金屬帶構(gòu)成 中間有幾處用很薄的絕緣材料 如泡沫塑料 將兩塊金屬條支撐著絕緣隔開 如圖2 9所示 兩塊金屬條分別接到報(bào)警電路中 相當(dāng)于一個(gè)接點(diǎn)斷開的開關(guān) 圖3 9壓力墊 金屬帶 絕緣材料 壓力墊通常放在窗戶 樓梯和保險(xiǎn)柜周圍的地毯下面 當(dāng)入侵者踏上地毯時(shí) 人體的壓力會使兩根金屬帶相通 使終端電阻被短路 從而觸發(fā)報(bào)警 如圖3 10所示 圖3 10利用壓力墊報(bào)警 3 4微波探測器3 4 1微波 電磁波 的主要特點(diǎn)1 波長很短的 從lmm到lm 頻率從300MHz到300GHz 2 直線傳播 很容易被反射 3 波段寬 波段的頻帶寬度為299700MHz 300MHz一300GHz 4 對非金屬材料 如木材 玻璃 墻 塑料等 有一定的穿透能力 而對金屬物體有良好的反射特性 圖3 11微波的定向傳送 5 波長很短 可以用尺寸較小的天線 如喇叭天線和拋物面天線 把電磁波集中成為一束 像探照燈的光束那樣作定向傳送 如圖3 11所示 所以 微波設(shè)備 包括收 發(fā)信機(jī)等 比長 中 短波等設(shè)備要小 3 4 2微波探測器的種類微波探測器主要有兩種類型 第一種 雷達(dá)式微波探測器 第二種 微波墻式探測器 3 4 3雷達(dá)式微波探測器雷達(dá)式微波探測器是利用無線電波的多普勒效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的探測 1 多普勒效應(yīng)物理學(xué)中的多普勒原理告訴我們 在微波段 當(dāng)以一種頻率發(fā)送時(shí) 在微波能覆蓋的范圍內(nèi) 當(dāng)有移動物體時(shí) 將以另一種頻率反射 這樣發(fā)射頻率和反射頻率有一個(gè)頻率差異 這種頻率差異與很多因素有關(guān) 其中包括移動物體的速度 與探測器的徑向角度等 2 雷達(dá)式微波探測器的組成及基本工作原理雷達(dá)式是一種將微波收 發(fā)天線共用的探測器 工作原理基于多普勒效應(yīng) 微波的波長很短 在1mm 1000mm之間 因此很容易被物體反射 微波信號遇到移動物體反射后會產(chǎn)生多普勒效應(yīng) 即經(jīng)反射后的微波信號與發(fā)射波信號的頻率會產(chǎn)生微小的偏移 反射波頻差 其組成如方框圖2 12所示 圖3 12雷達(dá)式微波探測器的基本組成 fo f fo fdf fo fd 如果微波探測器發(fā)射信號的頻率為10GHz 光速C為30萬千m s 則對應(yīng)人體的不同運(yùn)動速度V所產(chǎn)生的多普勒頻率如表3 2所示 表3 2對應(yīng)人體不同運(yùn)動速度所產(chǎn)生的多普勒頻率 從表中看出 人體在不同運(yùn)動速度下產(chǎn)生的多普勒頻率是處于音頻頻段的低端 只要能檢出這一較低的多普 勒頻率就能區(qū)分出是運(yùn)動目標(biāo)還是固定目標(biāo) 完成檢測人體運(yùn)動的傳感報(bào)警功能 3 雷達(dá)式微波探測器的主要特點(diǎn) 1 雷達(dá)式微波探測器對警戒區(qū)域內(nèi)活動目標(biāo)的探測是有一定范圍的 其警戒范圍為一個(gè)立體防范空間 其控制范圍比較大 可以覆蓋60 95 的水平輻射角 控制面積可達(dá)幾十 幾百平方米 其探測區(qū)域圖形如圖3 13所示 圖3 13雷達(dá)式微波探測器的探測區(qū)域 水平區(qū)域 垂直區(qū)域 水平輻射角 2 微波探測器的發(fā)射能圖與所采用的天線結(jié)構(gòu)有關(guān) 如圖3 14所示 采用全向天線 如1 4波長的單極天線 可產(chǎn)生近乎圓球形或橢圓形的發(fā)射范圍 這種能場適合保護(hù)大面積的房間或倉庫等處 而采用定向天線 如喇叭天線 可以產(chǎn)生寬淚滴形或又窄又長的淚滴形能圖 適合保護(hù)狹長的地點(diǎn) 如走廊或通道等 圖3 14微波場形成的控制范圍能圖 4 雷達(dá)式微波探測器安裝使用要點(diǎn) 1 微波段的電磁波由于波長較短 穿透力強(qiáng) 玻璃 木板 磚墻等非金屬材料都可穿透 所以在安裝時(shí)不要面對室外 以免室外有人通過引起誤報(bào) 使用微波入侵探測器靈敏度不要過高 調(diào)節(jié)到2 3時(shí)較為合適 過高誤報(bào)會增多 通常是將報(bào)警探測器懸掛在高處 距地面1 5 2m左右 探頭稍向下俯視 使其方向性指向地面 并把探測器的探測覆蓋區(qū)限定在所要保護(hù)的區(qū)域之內(nèi) 這樣可使因其穿透性能造成的不良影響減至最小 如圖3 15所示 圖中實(shí)線所示的覆蓋區(qū)顯然比虛線所示的覆蓋區(qū)要更可靠些 圖3 15微波探測器的安裝 2 微波有較強(qiáng)反射特性 在監(jiān)控防范區(qū)域內(nèi)不應(yīng)有過大 過厚的物體 特別是金屬物體 如鐵柜等 否則在其后陰影部分會形成探測盲區(qū) 造成防范漏洞或產(chǎn)生反射誤報(bào) 圖3 16微波探頭不應(yīng)對著大型金屬物體 金屬物體 移動汽車 微波探頭 3 微波探測器的探頭不應(yīng)對準(zhǔn)可能會活動的物體 4 微波探測器不應(yīng)對準(zhǔn)日光燈 水銀燈等氣體放電燈光源 5 雷達(dá)式微波探測器屬于室內(nèi)應(yīng)用型探測器 6 當(dāng)在同一室內(nèi)需要安裝兩臺以上的微波探測器時(shí) 它們之間的微波發(fā)射頻率應(yīng)當(dāng)有所差異 一般相差25MHz左右 而且不要相對放置 以防止交叉干擾 產(chǎn)生誤報(bào)警 2 4 4微波墻式探測器1 微波墻式探測器的組成及基本工作原理微波墻式探測器是一種將微波收 發(fā)設(shè)備分置的利用場干擾原理或波束阻斷式原理的微波探測器 微波指向性天線發(fā)射出定向性很好的調(diào)制微波束 工作頻率通常選擇在9至11GHz 微波接收天線與發(fā)射天線相對放置 當(dāng)接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或探測目標(biāo)時(shí) 由于破壞了微波的正常傳播 使接收到的微波信號有所減弱 以此來判斷在接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間是否有人侵入 其基本組成如圖2 17所示 圖3 17微波墻式報(bào)警器的基本組成 微波束 2 微波墻式探測器的主要特點(diǎn) 1 墻式微波探測器在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的微波電磁場形成了一道看不見的警戒線 可以長達(dá)幾百米 寬2到4米 高3到4米 酷似一道圍墻 因此稱為微波墻式探測器或微波柵欄 適用于露天倉庫 施工現(xiàn)場 飛機(jī)場 監(jiān)獄 勞改場或博物館等大樓墻外的室外周界場所的警戒防范工作 也可以用它來警戒展覽館 機(jī)要大樓等室內(nèi)的狹長走廊 以防壞人進(jìn)入重要場所 2 采用微波脈沖調(diào)制發(fā)射信號 優(yōu)點(diǎn) 電源耗電少 便于使用備用電源 可延長備用電池的使用壽命 放大器相對頻帶窄 機(jī)內(nèi)噪聲小 抗干擾性較強(qiáng) 3 工作可靠性較好 只要安裝得當(dāng) 誤報(bào)漏報(bào)率較低 3 微波墻式探測器安裝使用要點(diǎn) 1 當(dāng)防范區(qū)具有比較開闊 平坦和直線性較好的外周界線時(shí) 根據(jù)微波射束的直線性傳播特性 適宜采用兩個(gè)相對方向發(fā)射的微波射束組成一個(gè)警戒墻 2 當(dāng)防護(hù)區(qū)的外周界線平直度較差 曲折過多或地面高低起伏不平時(shí) 則不宜采用微波墻 3 使用中 通常采用L型托架將微波收 發(fā)機(jī)安裝在墻上或樁柱上 收 發(fā)機(jī)之間要有清晰的視線 如圖2 18所示 圖3 18微波墻式探測器的安裝 4 戶外使用時(shí) 可根據(jù)防范區(qū)域外周界的形狀 合理布局幾組對向放置的收 發(fā)機(jī) 并注意各設(shè)備之間的間隔 如圖3 19所示 圖中T TRANSMITTER 代表發(fā)射機(jī) R RE CEIVER 代表接收機(jī) 圖3 19微波墻式探測器的布局 3M T1 T2 R1 R2 T T T T T R R R R R 微波對射入侵探測器 300B型 室外周界探測器 3 5紅外探測器利用紅外線的基本理論和特點(diǎn)制成的探測器稱為紅外探測器 3 5 1紅外線在電磁波譜中的位置 3 5 2主動式紅外探測器 主動式紅外探測器基本模型圖 光學(xué)透鏡 它起到將紅外光聚焦成較細(xì)的平行光束的作用 以使紅外光的能量能集中傳送 紅外發(fā)光管是置于發(fā)端光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)上 而光敏晶體管是置于收端光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)上 如圖3 22所示 圖3 22利用光學(xué)透鏡將紅外光聚集成束 紅外發(fā)射管 紅外接收管 紅外光束 采用調(diào)制的紅外光源具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn) 其一 可以降低電源的功耗 其二 使紅外探測器具有較強(qiáng)的抗干擾能力 提高了工作的穩(wěn)定性 ABS 5A單光束微型 1 主動式紅外探測器的防范布局方式主動式紅外探測器可根據(jù)防范要求 防范區(qū)的大小和形狀的不同 分別構(gòu)成警戒線 警戒網(wǎng) 多層警戒等不同的防范布局方式 根據(jù)紅外發(fā)射機(jī)及紅外接收機(jī)設(shè)置的位置不同 主動式紅外探測器又可分為對向型安裝方式及反射型安裝方式兩種 1 對向型安裝方式 紅外發(fā)射機(jī)與紅外接收機(jī)對向設(shè)置 圖3 23對向型安裝方式 發(fā)射 接收 發(fā)射1 發(fā)射2 發(fā)射3 接收1 接收2 接收3 單光束型 多光束型 發(fā)射 接收 圖3 24其他類型的多光束組合而成的警戒網(wǎng) 根據(jù)警戒區(qū)域的形狀不同 將多組紅外發(fā)射機(jī)和紅外接收機(jī)合理配置 構(gòu)成不同形狀的紅外線周界封鎖線 圖3 25四組紅外收 發(fā)機(jī)構(gòu)成的周界警戒線 紅外發(fā)射探頭 紅外接收探頭 警戒直線距離較長時(shí) 采用幾組收 發(fā)設(shè)備接力形式 發(fā)射 發(fā)射 接收 接收 目前使用較多的雙光束主動式紅外探測器的防范布局方式 多組紅外發(fā)射機(jī)與接收機(jī)一起使用 應(yīng)注意消除射束的交叉誤射 如圖中虛線所示 2 反射型安裝方式 a縮短紅外發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的直線距離 便于就近安裝 管理 圖2 28反射型安裝方式 紅外入射光 紅外反射光 b通過反射鏡的多次反射 將紅外光束的警戒線擴(kuò)展成紅外警戒面或警戒網(wǎng) 圖2 29利用反射型安裝方式所形成的紅外警戒網(wǎng) 反射鏡 3 主動式紅外探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn) 1 屬于線控制型探測器 控制范圍為一線狀分布的狹長空間 2 監(jiān)控距離較遠(yuǎn) 可長達(dá)百米以上 3 具有體積小 重量輕 耗電省 操作安裝簡便 價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn) 4 用于室內(nèi)警戒時(shí) 工作可靠性較高 但用于室外警戒時(shí) 受環(huán)境氣候影響較大 5 由于光學(xué)系統(tǒng)的透鏡表面是裸露在空氣之中 極易被塵埃等雜物所污染 6 所構(gòu)成的警戒線或警戒網(wǎng)可因環(huán)境不同隨意配置 使用起來靈活方便 2 5 3被動式紅外探測器直接探測來自移動目標(biāo)的紅外輻射 1 自然界物體的紅外輻射特性在自然界 任何高于絕對溫度 273度 時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜 不同溫度的物體 其釋放的紅外能量的波長是不一樣的 如表2 3所示 表3 3不同溫度下物體的紅外輻射峰值波長 結(jié)論 物體表面的溫度越高 其輻射的紅外線波長越短 2 被動式紅外探測器的組成及基本工作原理 1 基本工作原理組成框圖 它主要由光學(xué)透鏡系統(tǒng) 熱釋電紅外傳感器 放大器 信號處理器組成 光學(xué)透熱釋電放大器信號鏡系統(tǒng)傳感器處理器 紅外輻射 2 在被動式紅外探測器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件 a熱釋電紅外傳感器 PIR 它能將波長為8一12um之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?并能對自然界中的白光信號具有抑制作用 因此在被動式紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi) 當(dāng)無人體移動時(shí) 熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度 當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū) 通過菲涅爾透鏡 熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號 因此 紅外探測器的基本概念就是感應(yīng)移動物體與背景物體的溫度的差異 b菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡有兩種形式 即折射式和反射式 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè) 一是聚焦作用 即將紅外信號折射 反射 到熱釋電元件PIR上 第二個(gè)作用是將警戒區(qū) 視場 內(nèi)分為若干個(gè)感光區(qū)和非感光區(qū) 使進(jìn)入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式使PIR獲得變化的紅外信號 這樣熱釋電元件PIR就能產(chǎn)生與之變化相對應(yīng)的電信號 3 單波束型被動紅外探測器 圖2 31采用反射式光學(xué)系統(tǒng)的被動紅外報(bào)警器 利用曲面反射鏡將來自目標(biāo)的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上 紅外輻射 這種方式的探測器警戒視場 感光 角較窄 一般僅在5 以下 但作用距離較遠(yuǎn) 可長達(dá)百米 因此 又可稱為是直線遠(yuǎn)距離控制型被動紅外探測器 適合用來保衛(wèi)狹長的走廊和通道以及封鎖門窗和圍墻等 視場 探測器 4 多波束型被動紅外探測器多波束型被動紅外探測器就是采用性能優(yōu)良的紅外塑料透鏡 多層光束結(jié)構(gòu)的菲涅耳透鏡 結(jié)構(gòu)如圖3 33所示 圖3 33三層多視場菲涅耳透鏡組 采用不同光束結(jié)構(gòu)的聚焦式菲涅耳透鏡光學(xué)系統(tǒng) 可形成垂直整體形幕簾式以及小角度長距離與大角度近距離的視場組合 如圖3 34所示為其中的幾種 圖3 34不同規(guī)格紅外透鏡鏡頭產(chǎn)生的視場圖 采用多視場菲涅耳透鏡 將來自視場范圍的紅外輻射經(jīng)透射 折射 聚焦后匯集在紅外傳感器元件PIR上 多波束型被動式紅外探測器的警戒視場角比單波束型被動式紅外探測器的警戒視場角要大得多 水平視場角可大于90 垂直視場角最大也可達(dá)90 但其作用距離較近 一般只有幾米到十幾米 一般來說 視場角增大時(shí) 作用距離將減小 因此多波束被動式紅外探測器又可稱為是大視角短距離控制型被動式紅外探測器 5 防止被動紅外探測器 PIR 產(chǎn)生誤報(bào)的幾項(xiàng)技術(shù)措施 1 產(chǎn)生誤報(bào)的原因a外界的因素 外界的熱光源 尤其是白光光源 如陽光 照明光源等 外界的射頻信號 b內(nèi)部因素 內(nèi)部由于器件的噪聲和干擾等 如光熱釋感應(yīng)器的信號瞬變等 2 采取的技術(shù)措施a采用溫度補(bǔ)償電路 放大器增益的補(bǔ)償特性是呈線性遞增形式 如圖3 35所示 圖2 35線性補(bǔ)償特性 人體溫度 放大器增益的補(bǔ)償特性是呈拋物線遞增形式 如圖3 36所示 圖2 36拋物線補(bǔ)償特性 人體溫度 37 b采用二元紅外光敏元件 PIR 傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元 而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反 環(huán)境背景輻射對兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用 使其產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)相互抵消 于是探測器無信號輸出 雙元紅外光敏元件 二元紅外光敏元件 PIR 與多視場菲涅耳透鏡組合使用 q t 可采用 脈沖計(jì)數(shù) 方式工作 c防射頻干擾的措施 表面貼片技術(shù) 表面貼片式元件 SMD 是直接貼焊在電路板上 沒有引腳線 因此沒有相當(dāng)于構(gòu)成射頻干擾 RFI 所必需的 天線 從而使到探頭的防射頻干擾達(dá)到10V m 該指標(biāo)的含義是一個(gè)100W的無線設(shè)備在3米處發(fā)射而不會引起誤報(bào) d采用濾光抑制的防白光干擾措施為了僅僅對人體的波長為10 m左右的紅外輻射敏感 在PIR的輻射照面上通常覆蓋有特殊的防白光鏡片 白光 如車頭燈 電筒等發(fā)出的光通常是PIR誤報(bào)的原因 而被動紅外探測器的菲涅爾鏡片有效消除白光的干擾達(dá)到2000燭光強(qiáng)度 該指標(biāo)相當(dāng)于機(jī)場的跑道燈在2米處照射探頭而不會誤報(bào) 使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用 e防小動物措施防小寵物是被動紅外探測器的一種重要的功能 每個(gè)生產(chǎn)廠家對抗小寵物干擾的處理方式是不一樣的 有 物理方式 通過菲涅爾透鏡的分割方式的改變來降低由于小寵物引起誤報(bào)的概率 效果有限 信號處理分析方式 對探測到的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 然后分析其中的信號周期 幅度 極性 這些因素具體反應(yīng)出移動物體的速度 熱釋紅外能量的大小 以及單位時(shí)間內(nèi)的位移 探測器中的微處理器將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較 由此判斷移動物體可能是人還是小動物 采用四元紅外光敏元件 交替極性脈沖計(jì)數(shù) 小動物移動只有一組脈沖輸出 人體移動有兩組脈沖輸出 被動紅外探測器采用交替極脈沖計(jì)數(shù)以識別雙元紅外元件輸出的正負(fù)極性的脈沖信號 只有人體移動才能觸發(fā)正負(fù)極性脈沖 才觸發(fā)警報(bào)一般脈沖計(jì)數(shù)功能只是單純計(jì)數(shù)雙元紅外元件輸出的脈沖信號 對電器干擾引發(fā)的脈沖會誤觸發(fā)警報(bào) 6 被動式紅外探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn)任何一種被動式紅外探測器在其出廠說明書上都有感應(yīng)視區(qū)的模型圖 在這個(gè)模型上我們可以了解 探測器應(yīng)該安裝的高度 探測器下視區(qū)的角度應(yīng)是多少 最遠(yuǎn)的警戒距離 最寬的警戒作用范圍 警戒角度 可視感應(yīng)帶的方向有了這些信息就可以對被動式紅外探測器有一個(gè)基本的了解 對正確使用被動式紅外探測器將有很大的幫助作用 1 使用要點(diǎn) 1 被動式紅外探測器屬于空間控制型探測器 2 由于紅外線的穿透性能較差 在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)不應(yīng)有障礙物 否則會造成探測 盲區(qū) 3 為了防止誤報(bào)警 不應(yīng)將被動式紅外探測器探頭對準(zhǔn)任何溫度會快速改變的物體 特別是發(fā)熱體 4 應(yīng)使探測器具有最大的警戒范圍 使可能的入侵者都能處于紅外警戒的光束范圍之內(nèi) 并使入侵者的活動有利于橫向穿越光束帶區(qū) 這樣可以提高探測的靈敏度 5 被動式紅外探測器的產(chǎn)品多數(shù)都是壁掛式的 需安裝在離地面約2 3m的墻壁上 6 在同一室內(nèi)安裝數(shù)個(gè)被動式紅外探測器時(shí) 也不會產(chǎn)生相互之間的干擾 7 注意保護(hù)菲涅耳透鏡 8 基于上述原因 被動式紅外探測器基本上屬于室內(nèi)應(yīng)用型探測器 2 安裝注意事項(xiàng) 根據(jù)說明書確定正常的安裝角度 不宜面對玻璃門窗 不宜正對冷熱通風(fēng)口或冷熱源 注意非法入侵路線 3 6超聲波探測器1 機(jī)械振動波 聲波 20 20000Hz頻率范圍內(nèi) 能引起人耳聽覺的可聞聲波信號 超聲波 高于20000Hz頻率的聲波信號 次聲波 低于20Hz頻率的聲波信號2 超聲波探測器 利用人耳聽不到的超聲波段 20000Hz以上 的機(jī)械振動波來作為探測源 專門用來探測移動物體的空間型探測器 3 超聲波探測器的分類根據(jù)其結(jié)構(gòu)和安裝方法的不同可分為兩種類型 多普勒型超聲波探測器 收 發(fā)兩個(gè)超聲波換能器合置于同一殼體內(nèi) 工作原理基于聲波的多普勒效應(yīng) 聲場型超聲波探測器 收 發(fā)兩個(gè)超聲波換能器分別放置在不同的位置 工作原理不同于一般的多普勒效應(yīng) 3 6 1超聲波換能器1 作用 將高于20000Hz頻率以上的電信號轉(zhuǎn)換成為機(jī)械振動波信號 聲波信號 2 超聲波傳感器 常用的有兩種 壓電晶體傳感器 磁致伸縮傳感器 1 壓電晶體傳感器 壓電效應(yīng) 所謂壓電效應(yīng) 就是指在外力的作用下誘發(fā)極化 在壓電材料 如石英 酒石酸鉀鈉 鈦酸鋇等一些離子型晶體的電介質(zhì) 中產(chǎn)生一個(gè)電場的現(xiàn)象 如果外力發(fā)生變化 如從拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力 電場的方向也要隨之改變 也就是說 壓電材料能夠?qū)ν饨鐧C(jī)械壓力產(chǎn)生電反應(yīng) 逆壓電效應(yīng) 相反 電信號也能夠使它們產(chǎn)生壓力 使壓電材料發(fā)生形變 V V FF d d d d 壓電效應(yīng) 逆壓電效應(yīng) 電源E 這種能夠?qū)C(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)化的能力對傳感器來說是非常有用的 例如 超聲波發(fā)射裝置的換能器是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)而制成的 超聲波接收裝置的換能器是利用壓電晶體的正壓電效應(yīng)而制成的 2 磁致伸縮換能器 鐵 鈷 鎳及其合金與鐵氧化體等材料 其長度能隨著所處磁場的強(qiáng)度或伸或縮的現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng) 磁致伸縮換能器又可分為金屬的和鐵氧體的兩類 金屬換能器 機(jī)械強(qiáng)度高 單位面積輻射功率大 工作性能穩(wěn)定 電聲效率較低 鐵氧體 磁致伸縮換能器的電聲效率較高 但機(jī)械強(qiáng)度低 單位面積幅射功率小 3 超聲波換能器發(fā)射的能場分布 1 收 發(fā)合置型 多普勒型超聲波探測器 其發(fā)射的超聲波的能場分布具有一定的方向性 一般為面向方向區(qū)域呈橢圓形能場分布 控制面積可達(dá)幾十平方米 2 收 發(fā)分置型 聲場型探測器 兩個(gè)換能器分別放置在不同的位置 它的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)多采用非定向型 即全向型 換能器或半向型換能器 非定向型換能器產(chǎn)生半球型的能場分布模式 半向型產(chǎn)生錐形 猶如鮮花主瓣 能場分布模式 收 發(fā)分置的超聲波探測器警戒范圍大 可控制幾百立方米空間 多組使用可以警戒更大的空間 3 6 2多普勒型超聲波探測器1 工作原理超聲波探測器主要是由發(fā)射機(jī) 接收機(jī)和信號處理電路幾部分所組成 將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)合置的多普勒型超聲波探測器的基本組成如下圖所示 聲波與電磁波的多普勒效應(yīng)的原理完全相同 多普勒型超聲波探測器模型圖 2 安裝多普勒型超聲波探測器通常裝在天花板或墻上 如圖所示 安裝在天花板上安裝在墻上安裝兩個(gè)探頭 3 6 3聲場型超聲波探測器1 工作原理聲場型超聲波探測器工作原理與前述的多普勒超聲波探測器有所不同 其探測靈敏度也與移動人體的運(yùn)動方向無關(guān) 電路結(jié)構(gòu)如圖所示 振驅(qū)放檢判蕩動大波決 發(fā)送換能器接收換能器 2 安裝收 發(fā)機(jī)分置的超聲波探測器其控制空間可達(dá)幾百立方米 由于可以采用數(shù)對以至十幾對收 發(fā)機(jī)并聯(lián)使用的方式 故可以根據(jù)房間的大小分別采用一發(fā) 一收 一控 三發(fā) 三收 一控和六發(fā) 三收 一控等多種不同的布局系統(tǒng) 達(dá)到警戒更大空間范圍的目的 如圖所示 安裝在同一側(cè)天花板上 異側(cè)一發(fā)一收安裝三發(fā)三收安裝 發(fā)射換能器 接受換能器 3 超聲波探測器利用超聲波的哪些特性 1 超聲波有良好的指向性 在超聲波探測中 聲源的尺寸一般都大于波長數(shù)倍以上 聲束能集中在特定方向上 2 超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射 折射 波型轉(zhuǎn)換 利用這些特性 可以獲得從異質(zhì)界面反射回來的反射波及不同波型 從而達(dá)到探測的目的 4 在超聲波探測中為什么要使用脈沖波 1 可使瞬時(shí)內(nèi)發(fā)射能量很大 而總能量不大 2 可做時(shí)標(biāo)用 測量超聲波在空間的傳播時(shí)間 從而對目標(biāo)進(jìn)行定位 3 可顯著減少發(fā)射波與反射波之間干涉區(qū)的長度 4 從工程技術(shù)上比較容易制造出脈沖波的超聲波探測器 3 6 4超聲波探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn)1 超聲波探測器屬于空間控制型探測器2 室內(nèi)的密封性要求高 不應(yīng)有大容量的空氣流動 不能有過多的門窗且需緊閉 應(yīng)該避開通風(fēng)設(shè)備及氣體的流動 3 房間的隔音性能要好 以減少外界噪聲引起的誤報(bào) 4 超聲波對物體沒有穿透性能 因此使用時(shí)應(yīng)避免物體的遮擋 玻璃 隔板 房門等對超聲波的反射能力較差 不應(yīng)正對安裝 5 超聲波是以空氣作為傳輸介質(zhì)的 因此空氣的溫度和相對濕度會影響其探測靈敏度 當(dāng)溫度為21 相對濕度38 時(shí) 超聲波的衰減最為嚴(yán)重 探測范圍也最小 3 7聲控探測器利用聲電傳感器做成的監(jiān)聽頭對監(jiān)控現(xiàn)場進(jìn)行立體式空間警戒的探測系統(tǒng)通常稱為聲控探測器 2 7 1聲控探測器的組成及基本工作原理1 作用聲控探測器是用來探測人侵者在防范區(qū)域室內(nèi)的走動或進(jìn)行盜竊和破壞活動 如撬鎖 開啟門窗 搬運(yùn) 拆卸東西等 時(shí)所發(fā)出的聲響 并以探測聲音的聲強(qiáng)來作為報(bào)警的依據(jù) 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單 只需在防護(hù)區(qū)域內(nèi)安裝一定數(shù)量的聲控頭 把接收到的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號 并經(jīng)電路處理后送到報(bào)警控制器 當(dāng)聲音的強(qiáng)度超過一定電平時(shí) 就可觸發(fā)電路發(fā)出聲 光等報(bào)警信號 其基本組成如圖所示 聲控報(bào)警系統(tǒng)主要是由聲控頭和報(bào)警監(jiān)聽控制器兩個(gè)部分所組成 聲控頭置于監(jiān)控現(xiàn)場 控制器置于值班中心 K 3 7 2聲控探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn)1 聲控探測器屬于空間控制型探測器2 聲控探測器與其他類型的探測器一樣 一般也設(shè)置有報(bào)警靈敏度調(diào)節(jié)裝置3 采用選頻式聲控報(bào)警電路可進(jìn)一步解決在特定環(huán)境中使用聲控報(bào)警器誤報(bào)問題 3 8振動探測器警戒對象 1 建筑物振動入侵探測器 當(dāng)入侵者對建筑物進(jìn)行打擊時(shí) 例如 入侵者在進(jìn)行鑿墻 鉆洞 破壞門 窗 等破壞活動時(shí)能夠響應(yīng)其引起的機(jī)械沖擊并產(chǎn)生報(bào)警信號的探測裝置 2 地音振動入侵探測器 對入侵者在探測范圍內(nèi)的地面行走或車輛行駛產(chǎn)生的機(jī)械沖擊引起的振動信號能產(chǎn)生報(bào)警的探測裝置 3 保險(xiǎn)柜振動入侵探測器 當(dāng)保險(xiǎn)柜受到打擊或正常開啟時(shí)能響應(yīng)其引起的振動并產(chǎn)生報(bào)警信號的探測裝置 3 8 1振動探測器的基本工作原理1 振動探測器的基本工作原理如圖所示 2 術(shù)語 1 振動入侵探測器 在警戒區(qū)內(nèi)能對入侵者引起的機(jī)械振動 沖擊 而發(fā)出報(bào)警的探測裝置 2 振動傳感器 振動入侵探測器中 能敏感振動沖擊并將其轉(zhuǎn)換成電信號的部件 3 適調(diào)放大器 振動入侵探測器中 能將傳感器輸出的電信號變換并放大到觸發(fā)器所需電平的部件 4 觸發(fā)器 在振動入侵探測器中 能將適調(diào)放大器輸出電平轉(zhuǎn)換成繼電器開關(guān)狀態(tài)的部件 2 8 2常用的幾種振動探測器震動傳感器是震動探測器的核心部件 常用的震動傳感器有位移式傳感器 機(jī)械式 速度傳感器 電動式 加速度傳感器 壓電晶體式 電子式全面型振動傳感器等多種類型 震動探測器基本上屬于面控制型探測器 1 位移 機(jī)械 式振動探測器位移 機(jī)械 式振動探測器是一種振動型的機(jī)械開關(guān) 類型有多種 常見的有水銀式 重錘式 鋼球式 當(dāng)直接或間接受到機(jī)械沖擊震動時(shí) 水銀珠 鋼珠 重錘都會離開原來的位置而出發(fā)報(bào)警 這種傳感器靈敏度低 控制范圍小 只適合小范圍控制 如門窗 保險(xiǎn)柜 局部的墻體 鋼珠式雖然可以用于建筑物 但只有4m 左右 很少使用 1 開關(guān)觸點(diǎn)常閉式機(jī)械震動傳感器 A B C是三根固定垂直放置的金屬桿 D是一個(gè)圓球 A B C 為三塊鑲箝在球體上的金屬片 平時(shí)圓球表面與三個(gè)金屬桿的頂端接點(diǎn)A B C相接觸 其接線如圖 b 所示 將上述組件封裝在同一殼體內(nèi) 即可形成一種特殊結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)常閉的開關(guān) 振動傳感器 ABC A B C 報(bào)警電路 A ABB C C 2 開關(guān)觸點(diǎn)常開式機(jī)械震動傳感器 在一塊金屬板上有一個(gè)圓孔 在圓孔中心懸有一根細(xì)圓金屬棒 棒與板孔之間留有少許的空隙 即構(gòu)成一個(gè)極為簡單的觸點(diǎn)常開式機(jī)械振動傳感器 金屬板 金屬棒 2 慣性棒電子式振動探測器 慣性棒震動傳感器由懸掛于兩支鍍金接觸棒之間的鍍金慣性棒構(gòu)成 接觸任何一端都可構(gòu)成封閉回路 傳感器因此接收到入侵者的震動沖擊并將信息傳給分析器 在安裝時(shí)要注意使探測器上標(biāo)明的D或N方向垂直向下 D方向向下的交叉金屬架呈60 靈敏度較低 N方向向下的交叉金屬架呈90 靈敏度較高 如圖所示 N方向向下垂直D方向向下垂直 60 慣性棒震動傳感器安裝方法有較大靈活性 可安于垂直或傾斜的墻壁和屋頂上 在常規(guī)靈敏度 N 下 慣性棒和接觸棒安裝成90度角 在低靈敏度 D 下 慣性棒和接觸棒裝成60度角 因此調(diào)整靈敏度時(shí)只需將傳感器旋轉(zhuǎn)180度 采用1至8次多重計(jì)數(shù) 可調(diào)整輸入靈敏度和撞擊反應(yīng)強(qiáng)度 最大程度避免警報(bào)錯(cuò)誤 3 電子式全面型振動探測器所謂全面型振動探測器是指該探測器可以探測到由各種入侵方式 如爆炸 焊槍 錘擊 電鉆 電鋸 水壓工具等所引發(fā)的振動信號 但對在防范區(qū)內(nèi)人員的正常走動則不會引起誤報(bào) 它包含了對振動頻率 振動周期和振動幅度三者的分析 三組感應(yīng)器感應(yīng)三種不同的振動方式 從而有效地探測出非法入侵所產(chǎn)生的振動 但卻抑制了環(huán)境的干擾因素 其信號分析原理如圖所示 探測振動頻率 如錘擊 鑿 4 電動式振動 速度 探測器 1 組成結(jié)構(gòu)電動式傳感器 它是由永久磁鐵 線圈 彈簧 阻尼器和殼體等組成 如圖所示 2 工作原理當(dāng)外殼受到振動時(shí) 就會使永久磁鐵和線圈之間產(chǎn)生相對運(yùn)動 由于線圈中的磁通不斷地發(fā)生變化 根據(jù)電磁感應(yīng)定律 在線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 此電動勢的大小與線圈中磁通的變化率成正比 即 中為線圈中的磁通 N為線圈的匝數(shù) 將線圈與報(bào)警電路相連 當(dāng)感應(yīng)電動勢的幅度大小與持續(xù)時(shí)間滿足報(bào)警要求時(shí) 即可發(fā)出報(bào)警信號 3 特點(diǎn)a 傳感器靈敏度高 控制范圍大 穩(wěn)定性較好 b 磁鐵在線圈中的垂直加速位移尤為敏感 c 極高的探測率 適合周界的鋼絲網(wǎng)面振動入 侵 地音振動入侵和建筑物振動入侵探測 d 加工工藝要求較高 因此價(jià)格比較高 5 壓電晶體振動 加速度 探測器壓電式探測器的心臟是一片壓電材料 通常是一種表現(xiàn)出獨(dú)特壓電效應(yīng)的人工極化的鐵電陶瓷片 當(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力時(shí) 不論張力或壓縮 在它的兩個(gè)極面上會產(chǎn)生一個(gè)與所加的應(yīng)力成正比的電荷 即應(yīng)力越大電荷越多 由此電荷的大小來判斷震動的幅度 同時(shí)籍此電路來調(diào)整靈敏度 它適合地音振動入侵探測器和建筑物振動入侵探測器 3 8 3振動探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn)振動探測器基本上屬于面控制型探測器 室內(nèi)應(yīng)用時(shí)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 振動式探測器安裝面應(yīng)為干燥的平面 與探測面應(yīng)緊貼牢固安裝 否則不易感受到震動3 安裝于墻體時(shí) 距地面高度2 2 4 為宜 探測器垂直于墻面 4 地下使用時(shí)埋入深度為10 左右 不宜埋入土質(zhì)松軟地帶 5 振動探測器安裝的位置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)振動干擾源 如旋轉(zhuǎn)的電機(jī) 變壓器 風(fēng)扇 空調(diào) 如無法避開振動源 則視振動源振動情況 距離振動源1 3米 6 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) 7 電動式振動探測器主要用于室外掩埋式周界報(bào)警系統(tǒng) 3 9雙技術(shù)探測器雙技術(shù)報(bào)警探測器又稱為雙鑒器 復(fù)合式探測器或組合式探測器 是將兩種探測技術(shù)結(jié)合以 相與 的關(guān)系來觸發(fā)報(bào)警 即只有當(dāng)兩種探測器同時(shí)或者相繼在短暫時(shí)間內(nèi)都探測到目標(biāo)時(shí)才可發(fā)出報(bào)警信號 3 9 1由單技術(shù)探測器向雙技術(shù)探測器的發(fā)展各種探測器有其優(yōu)點(diǎn) 但也有其不足之處 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往往會發(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)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)的組合探測器又稱雙鑒探測器 雙鑒探測器可集兩者的優(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 環(huán)境因素對照表 3 9 2雙技術(shù)探測器的種類人們對幾種不同探測技術(shù)的方案進(jìn)行了多種不同組合試驗(yàn) 如超聲波 微波雙技術(shù)探測器 雙被動紅外雙技術(shù)探測器 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器 超聲波 被動紅外雙技術(shù)探測器 玻璃破碎聲響 振動雙技術(shù)探測器等 并對幾種雙技術(shù)探測器的誤報(bào)率進(jìn)行了比較 如表所示 由表中看出 其中以微波 被動紅外雙技術(shù)探測器的誤報(bào)率為最低 比其他幾種類型的雙技術(shù)探測器的誤報(bào)率可降低約270倍 比采用各種單技術(shù)探測器的誤報(bào)率可降低約421倍 實(shí)踐證明 把微波與被動紅外兩種探測技術(shù)加以組合 是最為理想的一種組合方式 因此 獲得了廣泛的應(yīng)用 此外 玻璃破碎雙技術(shù)探測器也是應(yīng)用較多的一種雙鑒器 3 9 3微波 被動紅外雙技術(shù)探測器1 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器的工作原理 1 結(jié)構(gòu)原理a 將兩種探測技術(shù)的系統(tǒng)部件封裝在同一個(gè)殼體內(nèi) b 將兩種探測器輸出信號共同送到 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人體時(shí) 其輸出為 1 高電平 觸發(fā)報(bào)警 c 采用以被動紅外探測技術(shù)為主 微波探測技術(shù)為輔的工作方式 即在被動紅外探測器探測到可疑目標(biāo)時(shí) 再輔以微波探測器確認(rèn) d 其基本工作電原理圖如下所示 與門 報(bào)警閥值電路 2 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器場能結(jié)構(gòu)圖 圖中 細(xì)線所示為紅外探測視區(qū) 粗線所示為微波探測視區(qū) 3 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器安裝要求 1 在警戒范圍內(nèi)兩種探測器的靈敏度盡可能保持均衡 2 探測器軸線與警戒區(qū)的方向成45 夾角為最佳說明 微波探測器一般對縱向移動目標(biāo)最敏感 而被動紅外探測器則對橫向切割視區(qū)的人體移動最敏感 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)的方向成45 夾角 4 提高工作可靠性所采取的技術(shù)措施 1 采用雙邊獨(dú)立浮動閥值技術(shù) IFT技術(shù) 又稱動態(tài)閾值調(diào)節(jié)技術(shù) 人體信號 報(bào)警 報(bào)警閥值固定 報(bào)警閥值不固定 干擾信號 不報(bào)警 a b 2 組成三鑒探測器或四鑒探測器為了更好地達(dá)到低漏報(bào)率 低誤報(bào)率和高準(zhǔn)確探測率的要求 在雙鑒探測技術(shù)基礎(chǔ)上采用智能分析與控制技術(shù) a 技術(shù)組成 采用被動紅外 微波監(jiān)控技術(shù)和微處理器智能分析技術(shù)的雙鑒探測器稱為三鑒探測器 在三鑒探測器的基礎(chǔ)上再采用IFT技術(shù)的探測器稱為四鑒探測器 b 工作原理三鑒探測器仍是以紅外探測為主導(dǎo) 微波探測為輔助 微處理器進(jìn)行智能化分析處理的綜合探測技術(shù) 當(dāng)被動紅外探測器與微波探測器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后 并在兩種信號均有效的情況下 通過微處理器識別確認(rèn) 符合報(bào)警輸出條件時(shí) 由微處理器給出報(bào)警信號 使探測器在整體性能上更趨優(yōu)越 和穩(wěn)定 c 三鑒探測器電路結(jié)構(gòu)模型 報(bào)警輸出 三鑒探測器工作過程 i 被動紅外傳感器感受移動人體目標(biāo)溫度與背景溫度差異 並將溫度差異轉(zhuǎn)換成模擬電信號 ii 合置式微波探測器根據(jù)多普勒效應(yīng)探測人體移動目標(biāo) 並將人體目標(biāo)的移動速度轉(zhuǎn)換成電信號頻率的變化 iii 放大器對傳感器輸出的微弱模擬電信號進(jìn)行幅度放大 iv A D轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號v 微波監(jiān)控器接受微處理器指令 控制及檢測微波探測系統(tǒng)的工作狀態(tài)vi 微處理器分別對經(jīng)過數(shù)字化處理的被動紅外探測信號和微波探測信號進(jìn)行智能化分析處理 在被動紅外探測器發(fā)出有效報(bào)警信號同時(shí)由微處理器發(fā)出指令 通過微波監(jiān)控器控制微波探測器進(jìn)入工作狀態(tài) 并在兩種探測信號均有效的情況下 由微處理器識別確認(rèn)后給出報(bào)警信號 3 設(shè)置幾種微波工作頻率供選擇 根據(jù)安裝現(xiàn)場干擾情況 任意選取其中一種頻率作為該雙鑒探測器工作頻率 4 采用K 波段微波技術(shù) a 電波名稱 40GHZ27GHZ18GHZ12GHZ8GHZ4GHZ2GHZ1GHZ b K波段微波的優(yōu)點(diǎn)i K 波段微波信號的波長短 可將微波信號局限在室內(nèi) 這無疑可以進(jìn)一步減少潛在的誤報(bào)因素 參看下表所表明的微波信號受到墻壁和窗戶阻擋后的典型衰減值 ii 可以實(shí)現(xiàn)微波視區(qū)成型技術(shù)例 采用不同波段不同形狀的微波天線所形成的探測視區(qū) 其中細(xì)線為紅外探測區(qū) 粗線為微波探測區(qū) 以11米長度的房間為例 另 在K波段時(shí) 當(dāng)調(diào)整微波探測器的靈敏度時(shí) 微波視區(qū)形狀始終保持不變 5 采用雙電子溫度補(bǔ)償措施 6 采用白片菲涅耳透鏡片 7 使用電子濾波器 8 增加俯視區(qū)反射鏡式光路系統(tǒng) 9 進(jìn)一步提高雙鑒器的抗射頻干擾能力 3 微波 被動紅外雙技術(shù)探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn) 1 雙技術(shù)探測器比單技術(shù)探測器的價(jià)格要貴些 但其可靠性要遠(yuǎn)高于單技術(shù)探測器 2 安裝時(shí)要使兩種探測器的靈敏度都達(dá)到最佳狀態(tài)是比較難做到的 3 對環(huán)境干擾因素有較強(qiáng)的抑制作用 因而對安裝環(huán)境的要求不十分嚴(yán)格 通常只要按照使用說明書的要求進(jìn)行安裝即可滿足防范要求 安裝和使用都更為方便 2 9 4超聲波 被動紅外雙技術(shù)探測器1 采用與微波 被動紅外雙鑒器相同的原理 將超聲波與被動紅外兩種探測技術(shù)組合在一起 2 超聲波 被動紅外雙鑒器不宜安裝在通風(fēng)好 空氣流動大的位置 因?yàn)檫@一環(huán)境因素不僅會使室內(nèi)超聲波的能量分布發(fā)生變化而導(dǎo)致超聲波探測器的誤報(bào)警 同時(shí)也會因空氣流動所引起的背景物體的溫度發(fā)生變化 而引起紅外探測器的誤報(bào)警 3 超聲波不會穿過墻壁或窗門探測 所以對室外的一切移動物體不會造成誤報(bào)警 在這一點(diǎn)上優(yōu)于前一種雙技術(shù)探測器 2 9 5一體式 組合式 和分體式 分離式 雙技術(shù)探測器的區(qū)別1 一體式 組合式 雙鑒探測器將兩種探測器裝在同一殼體內(nèi) 并通過 與門 電路處理后 實(shí)現(xiàn)報(bào)警的雙技術(shù)探測器就構(gòu)成了一體式雙鑒器 2 分體式 分離式 雙鑒探測器將兩種探測器分別安裝在兩個(gè)殼體內(nèi) 并放置在室內(nèi)的不同位置 而最終再將兩個(gè)探測器的輸出信號送到與門電路處理后再實(shí)現(xiàn)報(bào)警 這樣的雙技術(shù)探測器就構(gòu)成了分體式雙鑒器 3 分體式 分離式 雙鑒探測器優(yōu)點(diǎn)采用分體式雙鑒器雖然在安裝上增加了麻煩 但可以進(jìn)一步提高雙鑒器的探測率 因?yàn)闊o論是超聲波多普勒型探測器還是微波多普勒型探測器均對面向或背向探測器的徑向移動有著最大的探測靈敏度 而被動紅外探測器則對橫向穿越光束控制區(qū)的移動人體有著最大的探測靈敏度 如果在安裝時(shí)將這兩種探測器的徑向安排成相互垂直的狀態(tài) 則對移動人體的探測靈敏度將會提高 4 分體式 分離式 雙鑒探測器最佳安裝方位 超聲波探測器或微波探測器 被動紅外探測器 3 10玻璃破碎探測器1 作用專門用來探測玻璃破碎功能的一種探測器 當(dāng)入侵者打碎玻璃試圖作案時(shí) 即可發(fā)出報(bào)警信號 2 主要分類 1 聲控型的單技術(shù)玻璃破碎探測器 2 聲控型與振動型雙技術(shù)玻璃破碎探測器 3 次聲波與玻璃破碎高頻聲響雙技術(shù)玻璃破碎探測器 3 10 1聲控型單技術(shù)玻璃破碎探測器的基本工作原理1 電路結(jié)構(gòu)模型聲控型玻璃破碎探測器與前述的聲控探測器的工作原理很相似 其組成方框圖如圖所示 10 15KHz 2 工作原理玻璃破碎時(shí)發(fā)出響亮而刺耳的聲響頻率是處于在 10 15 KHZ的高頻段范圍之內(nèi) 將帶通放大器的帶寬選在 10 15 KHz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 但對人的走路 說話 雷雨聲等產(chǎn)生的聲響頻率卻具有較強(qiáng)的抑制作用 從而可以降低誤報(bào)率 3 10 2聲控 振動型雙技術(shù)玻璃破碎探測器聲控 振動型雙技術(shù)玻璃破碎探測器是將聲控探測與振動探測兩種技術(shù)組合在一起 只有同時(shí)探測到玻璃破碎時(shí)發(fā)出的高頻聲音信號和敲擊玻璃引起的振動時(shí) 才能輸出報(bào)警信號 因此 與前述的聲控式單技術(shù)玻璃破碎探測器相比 可以有效地降低誤報(bào)率 增加探測系統(tǒng)的可靠性 它不會因周圍環(huán)境中其他聲響而發(fā)生誤報(bào)警 因此 可以全天時(shí) 24小時(shí) 地進(jìn)行防范工作 3 10 3次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙鑒玻璃破碎探測器1 次聲波產(chǎn)生的原因次聲波是頻率低于20Hz的聲波 屬于不可聞聲波 1 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析表明 當(dāng)敲擊門 窗等處玻璃 此時(shí)玻璃還未破碎確 時(shí) 會產(chǎn)生一個(gè)超低頻的彈性振動波 這種機(jī)械振動波屬于次聲波范圍 當(dāng)玻璃破碎時(shí) 發(fā)出的是一種高頻聲波 2 房間內(nèi)部與外部的環(huán)境 在溫度 濕度 氣壓 氣流等方面存在著一定的差異 2 次聲波探測技術(shù)采用具有選頻作用的聲控探測技術(shù) 即可探測到次聲波的存在 其簡化方框圖如圖所示 3 次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙技術(shù)玻璃破碎探測器次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙技術(shù)玻璃破碎探測器只有當(dāng)探測到玻璃破碎時(shí)產(chǎn)生的次聲波和高頻聲響時(shí)才會觸發(fā)報(bào)警 采用此種探測器可以有效的減少誤報(bào)警 4 玻璃破碎探測器的主要特點(diǎn)及安裝使用要點(diǎn) 1 玻璃破碎探測器適用于一切需要警戒玻璃防碎的場所 2 安裝時(shí)應(yīng)將聲電傳感器正對著警戒的主要方向 3 安裝時(shí)要盡量靠近所要保護(hù)的玻璃 盡可能地遠(yuǎn)離噪聲干擾源 以減少誤報(bào)警 4 不同種類的玻璃破碎探測器 根據(jù)其工作原理的不同安裝位置不一樣 有的需要安裝在窗框旁邊 一般距離框5cm左右 有的可以安裝在靠近玻璃附近的墻壁或天花板上 但要求玻璃與墻壁或天花板之間的夾角不得大于90 以免降低其探測力 次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙鑒式玻璃破碎探測器安裝方式比較簡易 可以安裝在室內(nèi)任何地方 只需滿足探測器的探測范圍半徑要求即可 其安放位置如圖所示 5 也可以用一個(gè)玻璃破碎探測器來保護(hù)多面玻璃窗 6 窗簾 百頁窗或其他遮蓋物會部分吸收玻璃破碎時(shí)發(fā)出的能量 7 探測器不要裝在通風(fēng)口或換氣扇的前面 也不要靠近門鈴 以確保工作可靠性 9 目前的探測器還將玻璃破碎探測器與磁控開關(guān)或者被動紅外探測器組合在一起 3 11入侵報(bào)警系統(tǒng)的信號傳輸方式1 入侵報(bào)警系統(tǒng)信號的傳輸路徑 被探測物理量 入侵探測器 區(qū)域控制器 集中控制器 外圍設(shè)備 上級報(bào)警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 報(bào)警控制信號 遠(yuǎn)程 集中控制型系統(tǒng)模型圖 入侵探測器 擴(kuò)充模塊 報(bào)警主機(jī) 外圍設(shè)備 上級報(bào)警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 報(bào)警控制信號 遠(yuǎn)程 被探測物理量 主機(jī)型系統(tǒng)模型圖 總結(jié) 信號的流向及對信號處理的要求決定了系統(tǒng)各設(shè)備之間的聯(lián)接關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備安裝的地域位置要求不同 決定了各設(shè)備之間的傳輸方式說明 聯(lián)接方式的選取必須以便利 經(jīng)濟(jì) 高效 安全 可靠為原則 2 入侵報(bào)警系統(tǒng)信號的傳輸方法 一般有 有線 無線 有線 無線三種方式 例如 入侵探測器與防盜報(bào)警控制器之間的信號傳輸有 1 有線 有四路 六路 八路 十六路等 2 無線 有四路 六路 八路 十六路等 3 有線 無線 有八路無線 八路有線 四路無線 四路有線等 3 11 1有線傳輸1 傳輸媒介 平行線 雙絞線 市內(nèi)電話電纜 屏蔽 或不屏蔽 通用多芯線纜等 2 傳輸方式 專用線路傳輸 借用線路傳輸 1 專用線路傳輸專用線路傳輸是專為報(bào)警系統(tǒng)信號的傳輸而敷設(shè) 不作它用 專用線路信號傳輸按信號收集方式分有兩類 1 并行信號傳輸方式 多線制傳輸 控制器對探測電信號的收集方式 采用一點(diǎn)對多點(diǎn)方式 各探測器輸出的探測電信號獨(dú)自傳送 不共線 多線制傳輸模式 控制器 探測器 DS7400在自帶八防區(qū)或再增補(bǔ)使用DS7433八防區(qū)擴(kuò)充模塊情況下采用的傳輸方式 特點(diǎn) a 根據(jù)控制器的輸入端口便可以區(qū)分防區(qū)地址 b 系統(tǒng)中的某一點(diǎn)失靈 只會使系統(tǒng)的一部分收到損害 c 報(bào)警反應(yīng)快 不易受干擾 可靠性較高 缺點(diǎn) a 線路成本費(fèi)用高 工程布線或系統(tǒng)維修麻煩 b 擴(kuò)容不便 2 串行信號傳輸方式 總線制 各探測點(diǎn)均設(shè)有一個(gè)地址編碼器作為探測器的區(qū)分標(biāo)記 各探測器輸出的探測信號連同其編碼器輸出的地址碼一起 按先后次序沿公共線 總線 串行送入控制器 總線制傳輸模式 DS7400主機(jī)在采用DS7430單總線擴(kuò)充模塊和DS7457i或DS7465單防區(qū)擴(kuò)充模塊情況下的傳輸方式 3 串 並行信號傳輸方式 總 分線結(jié)合制 控制器 SSSSSS 擴(kuò)充模塊擴(kuò)充模塊擴(kuò)充模塊 總線 DS7400主機(jī)采用DS7430單總線擴(kuò)充模塊和DS7432八防區(qū)擴(kuò)充模塊傳輸方式 總線制特點(diǎn) a 便于系統(tǒng)的大型化 總線制使用線材少 線路施工量低 維護(hù) 擴(kuò)充方便 b 線上並接不同功能 不同種類的探測器 c 便于系統(tǒng)智能化 通過編碼技術(shù) 實(shí)施遠(yuǎn)程遙控 遙測作業(yè) 從而完成對探測器工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程控制和自動檢測任務(wù) d 便于系統(tǒng)組網(wǎng) 由區(qū)域控制器構(gòu)成基本報(bào)警系統(tǒng) 然后用總線將若干基本系統(tǒng)的區(qū)域控制器與集中控制器連接起來 構(gòu)成實(shí)際中常用的區(qū)域 集中兩級報(bào)警網(wǎng) 它的防區(qū)布局可十分靈活 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 一 並行 並行傳輸組網(wǎng)方式 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 ADAD AD 二 串行 串行傳輸組網(wǎng)方式 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 三 串行 並行傳輸組網(wǎng)方式 總線制缺點(diǎn) a 總線制傳輸對信號處理技術(shù)要求較高 b 系統(tǒng)可靠性不如并行信號傳輸方式 分線制傳輸 當(dāng)某一傳輸節(jié)點(diǎn)短路時(shí)將造成整個(gè)總線癱瘓 解決辦法 設(shè)置短路保護(hù)器 根據(jù)采用總線數(shù)目的不同 現(xiàn)有總線制主要分為4總線制 3總線制 2總線有極性制 2總線無極性制等類型 其中 2總線制特別是2總線無極性制作為近年發(fā)展起來的一種新技術(shù) 以其良好的性能 已顯露出它的發(fā)展優(yōu)勢 總線發(fā)展趨勢 2 借用線路傳輸方式 1 借用公用電話網(wǎng) PSTN 集中控制器 上級報(bào)警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 區(qū)域控制器 二級本地電話網(wǎng)全覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 匯接局 終端局終端局終端局 遠(yuǎn)程 特點(diǎn) a 無警情時(shí)不占用線路 對電話正常使用毫無影響 b 便于報(bào)警信號的遠(yuǎn)距離傳輸 適合城市或大型企事業(yè)單位內(nèi)部進(jìn)行遠(yuǎn)距離 大范圍組網(wǎng) c 報(bào)警及時(shí)性 安全性和可靠性方面不如專線傳輸方式 2 公共網(wǎng)絡(luò)傳輸 各報(bào)警防區(qū)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備與報(bào)警控制主機(jī)采用公共網(wǎng)絡(luò)相聯(lián) 公共網(wǎng)絡(luò)可以是有線網(wǎng)絡(luò) 無線網(wǎng)絡(luò) 也可以是它們的組合 利用建筑物內(nèi)已建好的各種網(wǎng)絡(luò) 電話網(wǎng) 電力網(wǎng) 等傳輸報(bào)警信號十分方便 是一種頗具發(fā)展的傳輸方式 a 借用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) 中心主處理機(jī) 多串口卡 PC 集中控制站 1 集中控制站 N 區(qū)域控制站 區(qū)域控制站 E1 DDN ISDN 區(qū)域控制站 區(qū)域控制站 報(bào)警顯示器 E1 E1 E1 E1 麥克風(fēng) 網(wǎng)絡(luò)名稱解釋 E1 2048Kbit s標(biāo)準(zhǔn)接口DDN 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)ISDN 綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)PSTN 公用電話網(wǎng) 區(qū)域控制站 煙感 門禁 紅外 遠(yuǎn)端處理器 RMP 報(bào)警控制器 集中控制站 特點(diǎn) a 借用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)可以在一條線路上實(shí)現(xiàn)語音 傳真 可視圖文 圖像和數(shù)據(jù)等各種信息的傳輸 b 采用數(shù)字信道 可以獲得較高的通信質(zhì)量和可靠性 b 借用電力網(wǎng)線 1 通過載波方式將報(bào)警信號調(diào)制在電力線的空閑頻段 2 載波頻率必須遠(yuǎn)高于5