- 入侵探測器的功能原理
- 各種類(lèi)型的探測器分類(lèi)與介紹
- 微波多普勒入侵探測器
- 超聲波入侵探測器
- 主動(dòng)紅外入侵探測器
- 被動(dòng)紅外入侵探測器
- 機電探測器
入侵探測器是用來(lái)探測入侵者的移動(dòng)或其他動(dòng)作的電子及機械部件所組成的裝置。包括主動(dòng)紅外入侵探測器、被動(dòng)紅外入侵探測器、微波入侵探測器、微波和被動(dòng)紅外復合入侵探測器、超聲波入侵探測器、振動(dòng)入侵探測器、音響入侵探測器、磁開(kāi)關(guān)入侵探測器、超聲和被動(dòng)紅外復合入侵探測器等。
1、入侵探測器的功能原理
每一種入侵探測器都具有在保安區域內探測出入員存在的一定手段，裝置中執行這種任務(wù)的部件稱(chēng)為探測器或傳感器。
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(dòng)物的活動(dòng)，也不響應室內環(huán)境的變化，如溫度、濕度的變化及風(fēng)、雨聲音和振動(dòng)等。要做到這一點(diǎn)不很容易，大多數裝置不但響應了人的存在，而且．對一些無(wú)關(guān)因素的影響也產(chǎn)生響應。對報警器的選擇和安裝也要考慮使它對無(wú)關(guān)因素不作響應，同時(shí)信號的重復性要好。
設計報警裝置時(shí)首先要掌握和分析各種入侵行動(dòng)的特點(diǎn)。入侵者在進(jìn)入室內時(shí)首先要排除障礙，他必須打開(kāi)門(mén)窗，或在墻上、地板和頂棚上開(kāi)洞。因此可以安裝一些開(kāi)關(guān)報警器，使入侵者剛開(kāi)始行動(dòng)時(shí)就觸發(fā)開(kāi)關(guān)。另一個(gè)應考慮的特點(diǎn)是光和紅外線(xiàn)不能透過(guò)人體，因此可以利用安裝光電裝置的方法來(lái)探測入侵活動(dòng)。
還有一個(gè)十分重要的特點(diǎn)是人體正常體溫能發(fā)射紅外線(xiàn)，利用紅外線(xiàn)傳感器就可探測出人體輻射的熱量。此外，入侵者在行竊時(shí)不可避免的要發(fā)出聲響，使用聲控傳感器便可探測室內發(fā)出的異常聲響。利用超聲波和微波入侵探測器是根據人體的移動(dòng)會(huì )干擾超聲波或電磁場(chǎng)的原理而工作的。
各種探測器有各自不同的工作原理，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。要使探測器在任何場(chǎng)合都能有效地發(fā)揮作用，就應該進(jìn)行精心選擇、精心安裝，安裝時(shí)應盡可能考慮到對探測器的保護措施。
由于家庭、商店、團體和企業(yè)等部門(mén)各自的情況不同，使用的入侵探測器也不盡相同。為了獲得最佳保安效果，通常需要根據用戶(hù)的實(shí)際情況對報警系統進(jìn)行裁剪，這樣才能使探測器更好地發(fā)揮作用。
沒(méi)有入侵行為時(shí)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，最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?？梢栽O想，如果商店和庫房管理人員經(jīng)常由于誤報而被從床上叫起，他們就不會(huì )愿意使用這種報警裝置。最壞的后果是它使警察或保安人員毫無(wú)必要地火速趕到現場(chǎng)，這樣他們本身的安全和周?chē)藗兊陌踩紩?huì )受到危害。因此，誤報是報警器的致命弱點(diǎn)。
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2、各種類(lèi)型的探測器
1）微波多普勒入侵探測器
常常被稱(chēng)為雷達報警器，因為它實(shí)際上是一種多普勒雷達。是應用多普勒原理，輻射一定頻率的電磁波，覆蓋一定范圍，并能探測到在該范圍內移動(dòng)的人體而產(chǎn)生報警信號的裝置。
從技術(shù)上講，一般要求探測器應由一個(gè)或多個(gè)傳感器和信號處理器組成，探測器應具有能改變探測范圍的方法。
微波多普勒入侵探測器如果安裝恰當就很難被破壞。利用微波探測器還可以用一臺設施來(lái)保護兩個(gè)以上的房間。微波入侵探測器對于捕獲躲藏起來(lái)的竊賊非常有效，只要躲藏的人進(jìn)入保安區域就會(huì )觸發(fā)報警器。
微波入侵探測器的主要缺點(diǎn)是安裝要求較高，如果安裝不當，微波信號就會(huì )穿透裝有許多窗戶(hù)的墻壁而導至頻繁的誤報。另一個(gè)缺點(diǎn)是它會(huì )發(fā)出對人體有害的微量能量，因此必須將能量控制在對人體無(wú)害的水平。此外，微波報警裝置會(huì )受到空中交通和國防部門(mén)所用的高能量雷達的干擾。
2）超聲波入侵探測器
超聲波入侵探測器與微波入侵探測器原理一樣，也是應用多普勒原理，通過(guò)對移動(dòng)人體反射的超聲波產(chǎn)生響應，從而引起報警，超聲波入侵探測器利用超聲波的波束探測入侵行為，與微波入侵探測器一樣是最有效的保安設施之一。超聲波報警器必須對保安區域內微小運動(dòng)非常敏感，同時(shí)又不會(huì )受氣流的影響。
超聲波報警裝置的有效性取決于能量在保安區域內多次反射。像墻壁、桌子和文件柜這樣的硬表面對聲波具有很好的反射作用，而地毯、窗簾和布等軟質(zhì)材料則是聲波的不良反射體。因此，具有堅硬墻壁這樣反射表面的小區域，比裝有壁毯和許多窗簾的辦公室所需的傳感器少。充滿(mǎn)軟質(zhì)材料的區域最好使用其他保安方法。
另外，如果房間里通風(fēng)很好，或是房間的某個(gè)部位在加溫，使空氣流動(dòng)較大，就會(huì )使相對安裝的超聲波報警器發(fā)生誤報。因為在空氣流動(dòng)較大的情況下，如果發(fā)射信號順風(fēng)時(shí)，發(fā)出的超聲波到達接收機的速度就會(huì )較靜止時(shí)快，這樣一來(lái)，駐波波形就會(huì )被破壞，從而觸發(fā)報警器。
3）主動(dòng)紅外入侵探測器
發(fā)射機與接收機之間的紅外輻射光束，完全或大于給定的百分比部分被遮斷能產(chǎn)生報警狀態(tài)的探測裝置。
主動(dòng)紅外入侵探測器一般由單獨的發(fā)射機和接收機組成，收、發(fā)機分置安裝，性能上要求發(fā)射機的紅外輻射光譜應在可見(jiàn)光光譜之外。為防止外界干擾，發(fā)射機所發(fā)出的紅外輻射必須經(jīng)過(guò)調制，這樣當接收機收到接近輻射波長(cháng)的不同調制頻率的信號，或者是無(wú)調制的信號后，就不會(huì )影響報警狀態(tài)的產(chǎn)生和干擾產(chǎn)生的報警狀態(tài)。
4）被動(dòng)紅外入侵探測器
當人體在探測范圍內移動(dòng)，引起接收到的紅外輻射電平變化而能產(chǎn)生報警狀態(tài)的探測裝置。
對靈敏度的要求是，當人體正常著(zhù)裝，以每秒一步的速度，在探測范圍內任意作橫向運動(dòng)，連續步行不到3米，探測器便能產(chǎn)生報警狀態(tài)。
被動(dòng)紅外入侵探測器采用熱釋電紅外探測元件來(lái)探測路動(dòng)目標。只要物體的溫度高于絕對零度，就會(huì )不停地向四周輻射紅外線(xiàn)，利用移動(dòng)目標(如人、畜、車(chē))自身輻射的紅外線(xiàn)進(jìn)行探測。
與其他類(lèi)型的保安設備比較，被動(dòng)紅外入侵探測器具有如下特點(diǎn)：
1、不需要在保安區域內安裝任何設備，可實(shí)現遠距離控制；
2、由于是被動(dòng)式工作，不產(chǎn)生任何類(lèi)型的輻射，保密性強，能有效地執行保安任務(wù)；
3、不必考慮照度條件，晝夜均可用，特別適宜在夜間或黑暗條件下工作；
4、由于無(wú)能量發(fā)射，沒(méi)有容易磨損的活動(dòng)部件，因而功耗低、結構牢固、壽命長(cháng)、維護簡(jiǎn)便、可靠性高。
5）微波和被動(dòng)紅外復合入侵探測器
將微波和被動(dòng)紅外兩種單元組合于一體，且當兩者都處于報警狀態(tài)才發(fā)出報警的裝置。這種復合探測器由微波單元、被動(dòng)紅外單元和信號處理器組成，并裝在同一機殼內。微波和紅外探測范圍大小相當且重疊，在機殼內有調節兩者重疊的裝置。
6）機電探測器
最簡(jiǎn)單的入侵探測器，由圍繞保護區域的閉合電路所組成，一旦入侵者進(jìn)入該區域，即會(huì )破壞電路而觸發(fā)報警。
機電探測器包括：
1、金屬箔探測器。最常用的機電探測器是將金屬箔或金屬帶裝在門(mén)窗上形成探測電路的組成部分，由于入侵行為而損壞金屬箔時(shí)就會(huì )觸發(fā)報警；
2、門(mén)窗開(kāi)關(guān)。門(mén)窗開(kāi)關(guān)可用于機電入侵報警器；
3、玻璃破碎探測器。在各類(lèi)偷盜案件中，案犯以暴力手段打破玻璃門(mén)窗而侵入室內作案的案例占有相當大的比例，因此玻璃破碎探測器在防盜報警中具有很大的使用價(jià)值；
4、傾斜與振動(dòng)開(kāi)關(guān)。顧名思義，所謂傾斜開(kāi)關(guān)或振動(dòng)開(kāi)關(guān)就是能敏感傾斜或振動(dòng)而進(jìn)行開(kāi)、關(guān)的器件。
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機電探測器最基本的優(yōu)點(diǎn)是它的工作原理簡(jiǎn)單，電路元件很少，因此可靠性相對較高。只要安裝與維護得當，再加裝備份的隱蔽開(kāi)關(guān)，報警器可具有較好的保安性能，它可作為較高級報警系統的極好后備系統；另外，由于機電探測器可以看得見(jiàn)并易于識別，所以對大多數“業(yè)余”竊賊和破壞分子有一定的威懾作用，對于慣犯也有一定迷惑作用。比如說(shuō)，當他發(fā)現機電報警器后，便會(huì )信心十足地先設法損壞報警器，然后放心地開(kāi)始作案，這時(shí)他就可能觸發(fā)更高級的報警系統。
但是機電探測器不可能保護所有可能進(jìn)入保護區的通道，即使所有的門(mén)窗都裝上這種探測器，入侵者仍可穿過(guò)墻壁、頂棚或地板而侵入室內。機電探測器的另一缺點(diǎn)是它的安裝問(wèn)題，如果缺乏想象力和安裝經(jīng)驗，就不易取得好的效果。它的敏感元件十分暴露，容易被案犯處理后失效。
7）光電探測器
光電探測器利用光線(xiàn)具有直線(xiàn)傳播的特點(diǎn)，因此它適合于探測出入口或較開(kāi)闊而沒(méi)有物體阻擋光束的區域。如果區域較大，可以使用鏡子來(lái)反射光。光電探測器的主要缺點(diǎn)是，它不適用于短而又不直的通道。若用于短而不直的通道，則需使用多面鏡子，而每面鏡子的安裝位置不準或被沾染污物都會(huì )造成誤報。另外入侵者還可能利用鏡子反射光束，使光束不被阻斷的方法潛入保安區內而不被探測出來(lái)。
8）光探測器
光探測器是一種不用光源驅動(dòng)的光探測器。這種裝置可自動(dòng)測出保安區內的光線(xiàn)強度，并能對突然的變化作出反應。
9）紅外體溫探測器
紅外體溫探測器是光探測器的另一種形式，它可由入侵者身體發(fā)出的熱能觸發(fā)。這種探測器不會(huì )響應室溫上升或下降的變化。但是當溫度約等于人體溫度的目標(如入侵者)從敏感區域進(jìn)入非敏感區域時(shí)，報警器就能檢測出輻射的差別，并觸發(fā)報警。紅外體溫探測器的靈敏度很高，而且不容易被破壞。但如果入侵者的體溫與室內環(huán)境的溫度一致，那么報警器就會(huì )失效，實(shí)際上這是很難實(shí)現的。
10）接近探測器
接近探測器是一種當入侵者接近它(但還未碰到它)時(shí)能觸發(fā)報警的探測裝置。在室外應用接近探測器時(shí)很容易發(fā)生誤報，必須在應用時(shí)采取特殊的措施。最常見(jiàn)的影響是溫度和濕度的變化，下雨時(shí)，影響就更大了，要采用高級的絕緣材料來(lái)支承放感導線(xiàn)，以便將雨水的影響減小到最低限度。
接近探測器更適用于室內，如對寫(xiě)字臺、文件柜等一些特殊物件提供保護。通常被保護的物件是金屬的，實(shí)際上可以構成保護電路的一部分。敏感導線(xiàn)接到柜子的框架上，作為敏感電路中電容器的一個(gè)極板。
接近探測器非常適合于對特定物件的保護。它的最突出優(yōu)點(diǎn)是可以很方便地將被保護物體當作電路的一部分，因而只要有人試圖破壞系統時(shí)，就會(huì )立即觸發(fā)報警。
接近探測系統的主要優(yōu)點(diǎn)是多用性和通用性，它幾乎可用來(lái)保護任何物體，而且不會(huì )被幾米以外的干擾所激發(fā)。一旦有人靠近珠寶箱、文件柜行竊時(shí)，便會(huì )觸發(fā)報警，但在附近的正常業(yè)務(wù)工作可以照常進(jìn)行。
接近探測系統的主要缺點(diǎn)是太靈敏，如果為了適應某一種應用而把靈敏度調得太高時(shí)，容易造成頻繁的誤報。與其他系統不同，它不可能將電源插頭一插就能使系統正常工作，而必須進(jìn)行一定的調整，使誤報的概率降低到最低限度。
11）音響入侵探測器
除了可用于門(mén)戶(hù)的入口控制以外，還可用來(lái)監控入侵者出現的區域，但這時(shí)警衛人員必須一直監聽(tīng)著(zhù)是否有入侵行動(dòng)所發(fā)出的聲音。但另一方面，入侵者一般又都是盡可能地不出聲的，尤其是一個(gè)警衛要監控幾個(gè)不同的區域時(shí)困難就更大了。增加一個(gè)觸發(fā)電路便可克服上述缺點(diǎn)。
音響入侵探測器材有許多局限性。在正常條件下，當背景噪聲在很寬的范圍內變化時(shí)，這種探測器很容易造成誤報。對于門(mén)窗上掛有較厚的簾子、地面鋪有厚地毯的場(chǎng)合也不適用。此外，有的部門(mén)機械設備晝夜自動(dòng)地接通斷開(kāi)會(huì )產(chǎn)生不停的聲音，這時(shí)也不宜使用上述探測器。音響入侵探側器的突出優(yōu)點(diǎn)是，它可用來(lái)鑒別引起報警的原因。
12）振動(dòng)入侵探測器
振動(dòng)探測器與音響入侵探測器實(shí)質(zhì)上是相同的。振動(dòng)系統的傳感器是一個(gè)振動(dòng)探測器，這種探測器必須要有機械位移才能產(chǎn)生信號；振動(dòng)探測器材最適合于如文件柜、保險箱等貴重、機要特殊物件的保護，也適宜于與其他系統結合使用，來(lái)防止盜賊破墻而入。振動(dòng)探測器的有效性與應用的正確與否有很大關(guān)系。它常常用來(lái)對某些一般情況下有人員在活動(dòng)的保護區內的特殊物件提供保護。
