紅外探測器的原理特點與安裝注意事項

時間：2016-12-07

紅外探測器是防盜報警系統(tǒng)中關鍵的組成部分，直接決定系統(tǒng)的靈敏性與穩(wěn)定性，是整個系統(tǒng)品質的**。中國安防廠商在這些年來，無論在技術的掌握與生產(chǎn)能力的提升上，均有明顯的改善，這得歸功于中國廠商不斷吸收外商的產(chǎn)品設計和生產(chǎn)技術，并致力于降低成本，使中國安防產(chǎn)品開始得到工程商們的認同，加上低價對于甲方有著重要的吸引力，使得國產(chǎn)品在市場上成長迅速。雖然國產(chǎn)品的品質仍與進口產(chǎn)品有段差距，但在用戶對安防產(chǎn)品不熟悉的情況下，中國安防產(chǎn)品仍較具競爭優(yōu)勢。
　　許多外國廠商也承認，以前外商大幅依靠技術優(yōu)勢來應對中國國產(chǎn)品的成本優(yōu)勢，但近年來差距已經(jīng)縮小，優(yōu)勢漸減，可見中國廠商在技術上已經(jīng)逐步趕上國外廠商，部分廠商具有創(chuàng)新能力，推出具特色的產(chǎn)品，使得中國安防產(chǎn)品的水準大幅提高。這個現(xiàn)象主要來自許多廠商對于品牌意識與產(chǎn)品質量的重視，加大了投資與研發(fā)力度。
紅外探測器的原理及特點
　　人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，會發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線，被動紅外探測器就是靠探測人體**的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體**的10μm左右的紅外線通過菲涅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(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。
　　1．被動紅外探測器是以探測人體輻射為目標的，所以熱釋電元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。
　　2．為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。
　　3．其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。
　　4． 一旦人侵入探測區(qū)域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號處理而報警。
被動紅外深測器優(yōu)缺點  
　　優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價格低廉。
　　缺點：容易受各種熱源、陽光源干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾；環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。
                
如何正確安裝與使用被動紅外探測器
　　被動紅外探測器是一種在安防工程中使用較為普遍的一類探測器。但要其正常使用，既要防止漏報，又要減少誤報，主要是將誤報現(xiàn)象降到低的限度。要做到這一點，必須首先要了解被動紅外探測器的一些基本概念及其技術特點，這樣才能根據(jù)這些基本的技術特點，從安裝、調試、使用等各個環(huán)節(jié)，按照探測器的基本技術特點，這樣才能大限度的發(fā)揮探測器的大功效。
　　那么首先我們就要了解以下信息，對正確使用被動紅外探測器將有很大的幫助作用。
　　1. 根據(jù)說明書確定安裝高度 
　　探測器的安裝高度不是隨意的，會直接影響到探測器的靈敏度和防小動物的效果，一般壁掛型紅外探測器安裝高度為2.0-2.2米處。
　　2. 不宜面對玻璃門窗
　　正對玻璃門窗會有兩個問題:一是白光干擾，雖然被動式紅外探測器（PIR）對白光具有很強的抑制功能，但畢竟不是**的抑制，不要正對玻璃門窗，可以避免強光的干擾；二是避免門窗外復雜的環(huán)境干擾，比如太陽直射、人群、流動車輛等。
　　3. 不宜正對冷熱通風口或冷熱源
　　被動紅外探測器感應作用是與溫度的變化具有密切的關系，冷熱通風口和冷熱源均有可能引起探測器的誤報，對有些低性能的探測器，有時通過門窗的空氣對流也會造成誤報。
　　4. 不宜正對易擺動的大型物體
　　大型物體大幅度擺動可瞬間引起探測區(qū)域的突然的氣流變化，同樣可能引起誤報；如室外探測器要避開大樹和較高的灌木。
　　5. 合理的位置
　　應盡量探測范圍內不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物；在同一個空間好不要安裝兩個無線紅外探測器，以避免發(fā)生因同時觸發(fā)而干擾的現(xiàn)象；紅外探測器應與室內的行走線呈一定的角度，探測器對于徑向移動反應不敏感，而對于切向(即與半徑垂直的方向)移動則為敏感。在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探測器誤報、求得佳檢測靈敏度的較為重要的一環(huán)。
　　6. 合理的選型 
　　被動紅外探測器具有多種型號，從室內到室外，從有線到無線，從單紅外到三紅外，從壁掛式到吸頂式的都有，那么所要安裝的探測器必須要考慮防范空間的大小，周邊的環(huán)境，出入口的特性等實際狀況。
　　將探測器安裝完中后，調試探測器是后所要做的工作。被動紅外探測器的調試一般是步測，就是調試人員在警戒區(qū)內走S型的線路來感知警戒范圍的長度寬度等來測試整個報警系統(tǒng)是否達到要求。可查閱說明書來適當調節(jié)探測器的靈敏度，過高過低的靈敏度都將影響防范效果。
探測器的誤報因素及解決辦法
　　理想的入侵探測器僅僅響應人員的存在，而不響應如狗、貓及老鼠等動物的活動，也不響應室內環(huán)境的變化，如溫度、濕度的變化及風、雨聲音和振動等。要做到這一點不是很容易，大多數(shù)裝置不但響應了人的存在，而且對一些無關因素的影響也產(chǎn)生響應。
                
      沒有入侵行為時發(fā)出的報警叫做誤報。誤報可能由于元件故障或某些外界影響而造成，它所產(chǎn)生的惡劣后果是不堪設想的，輕的后果是因為增加了許多不必要的麻煩而使人感到厭煩，從而大大降低報警器的可信度。壞的后果是它使警察或保安人員毫無必要地火速趕到現(xiàn)場，這樣他們本身的安全和周圍人們的安全都會受到危害。因此，誤報警是報警器的致命弱點。
                
      我們來分析一下紅外探測報警器主要有那些原因會造成誤報。目前報警系統(tǒng)出現(xiàn)誤報主要有以下幾個方面原因：無線探測器抗干擾能力差表現(xiàn)為同頻干擾容易造成誤報；紅外探測器對入侵行為判斷力不夠準確造成誤報；紅外探測器易受溫度、光線等環(huán)境因素影響而產(chǎn)生誤報；由于主機和探測器都是采用無線編碼方式設置編碼有重復造成主機和探測器重碼導致誤報；也有些報警器的質量太差，如元器件的損壞和生產(chǎn)工藝不良造成誤報；還有跟選擇的設備、安裝的方式、角度、位置、也有關；還有在受環(huán)境的影響下如空氣流動、寵物行動等，還有人為的因素主要有用戶操作不當、不小心觸發(fā)報警器、誤闖、誤入已經(jīng)設防的訪區(qū)等都會產(chǎn)生誤報。
 
　　產(chǎn)生誤報的原因很多也很復雜。因此要降低防盜報警器的誤報重要的是要從多方面的因素加以考慮，比如從技術和性能方面選擇探測器，包括傳感探測器的選擇、菲涅爾透鏡的外形設計，微處理器程序，多鑒技術、自動跳碼的滾動編碼技術、生產(chǎn)工藝、使用方法，溫度補償，靈敏度探測距離調整等。這些綜合因素都決定了探測器的性能和誤報率。
                
      針對以上情況設計的新一代紅外探測器采用一些*持的技術來解決此類問題。首先在紅外透鏡的焦點上，應用不同電路分別連接的兩個光熱感應器。特殊的透鏡將覆蓋區(qū)域分為多個靈敏度梯形的保護區(qū)，并保證了保護區(qū)內的信號強度。*特的透鏡還可以充當紅外濾光鏡，表面經(jīng)過特殊處理的黑色透鏡允許可見光和短波紅外線(在大多數(shù)有白光光源的地方都存在)射入，然后被其黑色底座所吸收。黑色紅外透鏡只反射波長符合人體移動的紅外線，將其反射到光熱感應器上。通過白光濾光鏡，探測器可以防止白光干擾。如果某人進入或離開探測器覆蓋的一個或幾個區(qū)域，探測器應可以探測到紅外輻射能量的變化，A/D轉換器將感應器送出的信號數(shù)碼化后，再用處理器進行分析，然后才發(fā)出報警信號?！?
　　這個過程涉及到探測中的所有標準，如信號的振幅、時間、格式、能量和頻譜等，再加上從現(xiàn)場實際提取的統(tǒng)計信息。這些標準須結合判斷探測它們的合理性，只有在結果符合強行闖入的標準后探測器才發(fā)出報警。對光熱感應器的信號進行數(shù)碼化處理，可以消除信號的瞬變和電磁波的干擾等。
      目前，雙鑒探測器在市場中占據(jù)了一定份額，微波對溫度、光線的變化并不敏感，通過兩個探測單元復合探測，探測器的智能雙鑒被動紅外探測器已大大降低了誤報可能性。
      報警探測器的靈敏度和可靠性是相互影響的。合理選擇報警探測器的探測靈敏度和采用不同的抗外界干擾的措施，可以提高報警探測器性能。采用不同的抗干擾措施，決定了報警探測器在不同環(huán)境下的使用性能。了解各種報警探測器的性能和特點，根據(jù)不同使用環(huán)境，合理配置不同的報警探測器是防盜報警系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)。各種探測器有各自不同的工作原理，它們各有優(yōu)缺點，要使探測器在任何場合都能有效地發(fā)揮作用，就應該進行精心選擇、精心安裝。
主動紅外與被動紅外探測器的區(qū)別及應用
　　主動紅外入侵探測器是由**機和接收機組成，**機是由電源、發(fā)光源和光學系統(tǒng)組成，接收機是由光學系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號處理器等部分組成。主動紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報警器，**機中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調制的紅外光束（此光束的波長約在0.8～0.95微米之間），經(jīng)過光學系統(tǒng)的作用變成平行光**出去。此光束被接收機接收，由接收機中的紅外光電傳感器把光信號轉換成信號，經(jīng)過電路處理后傳給報警控制器。由**機**出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達接收機，構成了一條警戒線。正常情況下，接收機收到的是一個穩(wěn)定的光信號，當有人入侵該警戒線時，紅外光束被遮擋，接收機收到的紅外信號發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當處理，控制器發(fā)出的報警信號。目前此類探測器有二光束、三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應用在周界防范居多，大的優(yōu)點就是防范距離遠，能達到被動紅外的十倍以上探測距離。
　　被動紅外探測器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動。人體的紅外能量與環(huán)境有差別，當人通過探測區(qū)域時，探測器收集到的這個不同的紅外能量的位置變化，進而通過分析發(fā)出報警。
                
      但外界環(huán)境是：不但人體會發(fā)出紅外能量，許多物體在一定的條件下都會散發(fā)紅外能量，而在可見光中這種能量尤其**，所以任何被動紅外探測器的抗白光干擾就成了一個重要的指標。在室內光線穩(wěn)定、紅外能量比較恒定的情況下，這種探測方式表現(xiàn)非常好。但室外情況就不同了，長期以來被動紅外紅外探測在室外只有較少數(shù)廠家才能做到。正所謂室內室外一小步，科技含量三大步。
　　主動紅外探測器設備選擇
　　1．根據(jù)防范現(xiàn)場低、高溫度及其持續(xù)時間，選擇工作溫度與之適合的主動紅外入侵探測器；若環(huán)境溫度過低可使用**加熱器以保證探測器的正常工作。
　　2．主動紅外入侵探測器受霧影響嚴重，室外使用時均應選擇具有自動增益功能的設備(此類設備當氣候變化時靈敏度會自動調節(jié))；另外，所選設備的探測距離實際警戒距離留出20%以上的余量，以減少氣候變化引起系統(tǒng)的誤報警。
　　3．在室外使用時一定要選用雙光束或3光束主動紅外入侵探測器，以減少小鳥、落葉等引起系統(tǒng)的誤報警。
　　4．主動紅外入侵探測器中所用紅外發(fā)光二極管波長分別在0.85μm 和0.95μm附近。前者有紅曝現(xiàn)象產(chǎn)生，其隱蔽性不如后者好。
　　5．多霧地區(qū)、環(huán)境臟亂風沙較大地區(qū)的室外不宜使用主動紅外入侵測器。
　　6．在空曠地帶或在圍墻上、屋頂上使用主動紅外入侵探測器時，應選擇具有避雷功能的設備。
　　7．遇有折墻，且距離又較近時，可選用反射器件，以減少探測器使用數(shù)量。
　　8．室外使用主動紅外入侵探測器的大射束距離應是制造廠商規(guī)定的探測距離的6倍以上。 
入侵探測器的發(fā)展趨勢及市場前景               
　　隨著安防技術的發(fā)展、安防市場的成熟，以及政策法規(guī)的完善，可以概括為數(shù)字化、無線化、集成化是防盜報警系統(tǒng)的技術發(fā)展趨勢：
　　1.穩(wěn)定/可靠：如探測器需可抗RFI/EMI、防雷電等，以適應惡劣氣候；
　　2.多樣的功能：如探測器可調頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等；
　　3.精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內裝潢需求；
　　4.智能化的設計：方便地設/撤防，人性化的操作界面；
　　5.強大的聯(lián)網(wǎng)功能；
　　6.方便的擴展性。 
　　產(chǎn)品技術將在數(shù)字化、無線化、集成化前提下力求突破。而在應用市場上，將朝細化的方向前進。針對不同市場，推出不同產(chǎn)品。以成長快的住宅小區(qū)應用為例，有廠商表示，專為住宅小區(qū)設計的定向幕簾式＋防寵物探測器成本低、安裝簡單，適合家庭用的無線聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)，以及小區(qū)智能化安防＋報警集成系統(tǒng)產(chǎn)品都將是亮點。而除了住宅小區(qū)、商辦大樓的室內／外應用，機場、碼頭、養(yǎng)殖場、礦場、油田等室外應用是尚待廠家們大力拓展的空間。
　　針對上述情況，經(jīng)過不斷調整、適應與改進，我國安防產(chǎn)品行業(yè)必定會加健康、有序地向前發(fā)展，其前景是樂觀的。

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