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解決方案

幕簾探測器

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幕簾探測器的原理及應用

  一、被動紅外探測器的原理

  被動熱釋電紅外探測器簡稱被動紅外探測器,在電子防盜、人體探測器領域中,被動紅外探測器(簡稱PIR, Passive infra-red Detectors)的應用非常廣泛,因其價格低廉、技術性能穩定而應用到各個領域。

  理論上,自然界中的一切物體,只要它的溫度高于絕對零度(-273.15℃),其表面就會不斷地輻射紅外線。不同溫度的物體,其釋放的紅外能量的波長是不一樣的,因此紅外波長與溫度高低是相關的。按照人體各部分熱輻射度的差別(包括體內),峰值在8-12μm之間。

  被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10UM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。

  二、幕簾探測器的原理及發展

  被動紅外探測器有兩個關鍵的組件:一為熱釋電感應元,另一個為在探測器正面設置的菲涅爾(Fresnel)光學透鏡組。菲涅爾光學透鏡組通常由許多組透鏡組成,少則幾個透鏡,多則幾十個透鏡。菲涅爾濾光片根據性能要求不同,具有不同的焦距(感應距離),從而產生不同的監控視場,視場越多(相應透鏡組的透鏡數量也越多),控制越嚴密。大多數探測器可以根據不同探測器情況要求更換不同的鏡頭,包括:廣角鏡頭、長距離鏡頭、防蟲物鏡頭,幕簾鏡頭等,這些鏡頭其實就是不同數量、焦距的菲涅爾光學透鏡組合。其中幕簾探測器在探測方式比較有特點,因此得到廣泛的應用,圖1為幕簾探測器的探測區域圖。

  從圖1中的幕簾探測器俯視圖可看出其探測區域(陰影區)為一個較窄的帶狀區域,這樣只有穿越探測區域時才會觸發探測器。

  上面介紹了幕簾探測器在透鏡方面的特點,傳統的探測器通過更換幕簾鏡片達到改造成幕簾探測器,但是從性能方面講,此類探測器僅僅是探測區域為幕簾式,其他方面,如:安裝方式、外形設計、探測角度、探測精度等方面都受到不同程度的制約。因此一些安防廠家設計專門的幕簾探測器。

  三、方向幕簾探測器的原理及發展

  幕簾探測器特性決定了其比較適用于防護如門、窗等的入侵通道,如在室內窗戶側墻安裝一個幕簾探測器,這樣可以防護帶窗整個墻面,相當于在帶窗戶的墻面安裝了一道 “電子窗簾”,這樣留給室內人更多的活動空間。盡管給室內人更多的活動空間,但室內人無意進入了幕簾探頭的探測區域,也觸發報警。在此基礎上以色列EL公司最先提出了“移動矢量判斷”技術,把移動方向識別技術應用于幕簾探測器,這樣探測器可識別物體不同的移動方向。舉以色列EL公司的幕簾探測器為例:人從探測器的不保護區域向保護區域移動,穿越幕簾探頭的探測區域時,立即觸發報警;人從探測器的保護區域向不保護區域移動,穿越幕簾探頭的探測區域時,觸發探測器延時,在延時期間,從外部進入幕簾探頭的探測區域不會觸發報警。這樣就留給室內保護對象更多的活動范圍,不必擔心從內部觸發探測器報警,同時室內保護對象也可以從內部穿越探測區到外面活動短暫時間再回來,而不會觸發幕簾探測器報警(圖2為方向幕簾工作原理示意圖)。

  幕簾探測器從熱釋電感應元方面分類有:雙元熱釋電感應單元,四元熱釋電感應單元。所謂雙元(四元)即每個探測器有兩個(四個)熱釋電感應傳感器單元,國外探測器廠家通常將兩個(或四個)感應單元集成在一個電器元件上,所以從探測器的熱釋電感應電器元件的外觀上較難分辨出是幾元感應器。國內也有一些廠家也開發了方向幕簾探測器,如雙幕簾方向探測器,四幕簾方向探測器。從技術角度來講,四元方向幕簾探測器比雙元方向幕簾探測器技術更先進,具有更優異的方向判斷精度及可靠性。下面來介紹雙元方向幕簾探測器和四元方向幕簾探測器的工作原理。

  從圖3看出:無論雙元還是四元,幕簾探測器是通過判斷觸發探測器感應單元的先后次序,同時結合微處理器的邏輯判斷最終決定是觸發延時還是觸發報警輸出。四元方向幕簾探測器,分別有兩個感應單元最先感應內部紅外變化和兩個感應單元最先感應外部紅外變化,這樣對人體進/出移動起到雙重鑒別,同時也會降低由于局部溫度、氣流變化引起的誤報警。同時四元方向幕簾探測器對于安裝時探測器定位及探測區域的位置調整更方便。而雙元方向幕簾探測器只有兩個感應單元,工作原理與四元方向幕簾探測器相同,但性能方面略遜于四元方向幕簾探測器。

  四、應用條件

  方向幕簾探測器在防護臥室和客廳、對防止家里有人時候的非法闖入情況非常適用也比較有特點,要達到整體綜合的防護方案,應該是各種探測器,各種探測方式的組合。

  盡管方向幕簾有很多優點,但是自身也存在一些弱點,如方向幕簾探測器的延時,這個延時既給保護對象從內部穿越探測區到外部活動更多的時間,同時在此延時內非法入侵同樣也被探測器忽略,因此通常建議延時時間不要太長。方向幕簾探測器雖然具有移動方向的識別功能,但是如果探測器安裝在床、沙發、桌子上面或人經常持續活動的地方時,由于溫度和氣流等因素的干擾可能造成誤報警,因此上述位置也不適合安裝方向幕簾探測器。除此之外,方向幕簾探測器本身隸屬于被動紅外探測器的范疇,因此被動紅外探測器通常不宜安裝的地方,方向幕簾探測器同樣也不適合安裝,如:冷氣機的下部、暖氣和熱風機的上部、氣流流動較大的地方、緊貼窗簾的地方、探測區域中旋轉的風扇等易于引起誤報警的地方。

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