- 入侵探測器的功能原理
- 各種類型的探測器分類與介紹
- 微波多普勒入侵探測器
- 超聲波入侵探測器
- 主動紅外入侵探測器
- 被動紅外入侵探測器
- 機(jī)電探測器
入侵探測器是用來探測入侵者的移動或其他動作的電子及機(jī)械部件所組成的裝置。包括主動紅外入侵探測器、被動紅外入侵探測器、微波入侵探測器、微波和被動紅外復(fù)合入侵探測器、超聲波入侵探測器、振動入侵探測器、音響入侵探測器、磁開關(guān)入侵探測器、超聲和被動紅外復(fù)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(qū)域內(nèi)探測出入員存在的一定手段，裝置中執(zhí)行這種任務(wù)的部件稱為探測器或傳感器。
理想的入侵探測器僅僅響應(yīng)人員的存在，而不響應(yīng)如狗、貓及老鼠等動物的活動，也不響應(yīng)室內(nèi)環(huán)境的變化，如溫度、濕度的變化及風(fēng)、雨聲音和振動等。要做到這一點(diǎn)不很容易，大多數(shù)裝置不但響應(yīng)了人的存在，而且．對一些無關(guān)因素的影響也產(chǎn)生響應(yīng)。對報(bào)警器的選擇和安裝也要考慮使它對無關(guān)因素不作響應(yīng)，同時信號的重復(fù)性要好。
設(shè)計(jì)報(bào)警裝置時首先要掌握和分析各種入侵行動的特點(diǎn)。入侵者在進(jìn)入室內(nèi)時首先要排除障礙，他必須打開門窗，或在墻上、地板和頂棚上開洞。因此可以安裝一些開關(guān)報(bào)警器，使入侵者剛開始行動時就觸發(fā)開關(guān)。另一個應(yīng)考慮的特點(diǎn)是光和紅外線不能透過人體，因此可以利用安裝光電裝置的方法來探測入侵活動。
還有一個十分重要的特點(diǎn)是人體正常體溫能發(fā)射紅外線，利用紅外線傳感器就可探測出人體輻射的熱量。此外，入侵者在行竊時不可避免的要發(fā)出聲響，使用聲控傳感器便可探測室內(nèi)發(fā)出的異常聲響。利用超聲波和微波入侵探測器是根據(jù)人體的移動會干擾超聲波或電磁場的原理而工作的。
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合都能有效地發(fā)揮作用，就應(yīng)該進(jìn)行精心選擇、精心安裝，安裝時應(yīng)盡可能考慮到對探測器的保護(hù)措施。
由于家庭、商店、團(tuán)體和企業(yè)等部門各自的情況不同，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(jù)用戶的實(shí)際情況對報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，這樣才能使探測器更好地發(fā)揮作用。
沒有入侵行為時發(fā)出的報(bào)警叫做誤報(bào)。誤報(bào)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(shè)想的，最輕的后果是因?yàn)樵黾恿嗽S多不必要的麻煩而使人感到厭煩，從而大大降低報(bào)警器的可信度。可以設(shè)想，如果商店和庫房管理人員經(jīng)常由于誤報(bào)而被從床上叫起，他們就不會愿意使用這種報(bào)警裝置。最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(bào)是報(bào)警器的致命弱點(diǎn)。
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2、各種類型的探測器
1）微波多普勒入侵探測器
常常被稱為雷達(dá)報(bào)警器，因?yàn)樗鼘?shí)際上是一種多普勒雷達(dá)。是應(yīng)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(nèi)移動的人體而產(chǎn)生報(bào)警信號的裝置。
從技術(shù)上講，一般要求探測器應(yīng)由一個或多個傳感器和信號處理器組成，探測器應(yīng)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(dāng)就很難被破壞。利用微波探測器還可以用一臺設(shè)施來保護(hù)兩個以上的房間。微波入侵探測器對于捕獲躲藏起來的竊賊非常有效，只要躲藏的人進(jìn)入保安區(qū)域就會觸發(fā)報(bào)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(dāng)，微波信號就會穿透裝有許多窗戶的墻壁而導(dǎo)至頻繁的誤報(bào)。另一個缺點(diǎn)是它會發(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害的水平。此外，微波報(bào)警裝置會受到空中交通和國防部門所用的高能量雷達(dá)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(yīng)用多普勒原理，通過對移動人體反射的超聲波產(chǎn)生響應(yīng)，從而引起報(bào)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(shè)施之一。超聲波報(bào)警器必須對保安區(qū)域內(nèi)微小運(yùn)動非常敏感，同時又不會受氣流的影響。
超聲波報(bào)警裝置的有效性取決于能量在保安區(qū)域內(nèi)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(jiān)硬墻壁這樣反射表面的小區(qū)域，比裝有壁毯和許多窗簾的辦公室所需的傳感器少。充滿軟質(zhì)材料的區(qū)域最好使用其他保安方法。
另外，如果房間里通風(fēng)很好，或是房間的某個部位在加溫，使空氣流動較大，就會使相對安裝的超聲波報(bào)警器發(fā)生誤報(bào)。因?yàn)樵诳諝饬鲃虞^大的情況下，如果發(fā)射信號順風(fēng)時，發(fā)出的超聲波到達(dá)接收機(jī)的速度就會較靜止時快，這樣一來，駐波波形就會被破壞，從而觸發(fā)報(bào)警器。
3）主動紅外入侵探測器
發(fā)射機(jī)與接收機(jī)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(bào)警狀態(tài)的探測裝置。
主動紅外入侵探測器一般由單獨(dú)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，收、發(fā)機(jī)分置安裝，性能上要求發(fā)射機(jī)的紅外輻射光譜應(yīng)在可見光光譜之外。為防止外界干擾，發(fā)射機(jī)所發(fā)出的紅外輻射必須經(jīng)過調(diào)制，這樣當(dāng)接收機(jī)收到接近輻射波長的不同調(diào)制頻率的信號，或者是無調(diào)制的信號后，就不會影響報(bào)警狀態(tài)的產(chǎn)生和干擾產(chǎn)生的報(bào)警狀態(tài)。
4）被動紅外入侵探測器
當(dāng)人體在探測范圍內(nèi)移動，引起接收到的紅外輻射電平變化而能產(chǎn)生報(bào)警狀態(tài)的探測裝置。
對靈敏度的要求是，當(dāng)人體正常著裝，以每秒一步的速度，在探測范圍內(nèi)任意作橫向運(yùn)動，連續(xù)步行不到3米，探測器便能產(chǎn)生報(bào)警狀態(tài)。
被動紅外入侵探測器采用熱釋電紅外探測元件來探測路動目標(biāo)。只要物體的溫度高于絕對零度，就會不停地向四周輻射紅外線，利用移動目標(biāo)(如人、畜、車)自身輻射的紅外線進(jìn)行探測。
與其他類型的保安設(shè)備比較，被動紅外入侵探測器具有如下特點(diǎn)：
1、不需要在保安區(qū)域內(nèi)安裝任何設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；
2、由于是被動式工作，不產(chǎn)生任何類型的輻射，保密性強(qiáng)，能有效地執(zhí)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、由于無能量發(fā)射，沒有容易磨損的活動部件，因而功耗低、結(jié)構(gòu)牢固、壽命長、維護(hù)簡便、可靠性高。
5）微波和被動紅外復(fù)合入侵探測器
將微波和被動紅外兩種單元組合于一體，且當(dāng)兩者都處于報(bào)警狀態(tài)才發(fā)出報(bào)警的裝置。這種復(fù)合探測器由微波單元、被動紅外單元和信號處理器組成，并裝在同一機(jī)殼內(nèi)。微波和紅外探測范圍大小相當(dāng)且重疊，在機(jī)殼內(nèi)有調(diào)節(jié)兩者重疊的裝置。
6）機(jī)電探測器
最簡單的入侵探測器，由圍繞保護(hù)區(qū)域的閉合電路所組成，一旦入侵者進(jìn)入該區(qū)域，即會破壞電路而觸發(fā)報(bào)警。
機(jī)電探測器包括：
1、金屬箔探測器。最常用的機(jī)電探測器是將金屬箔或金屬帶裝在門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就會觸發(fā)報(bào)警；
2、門窗開關(guān)。門窗開關(guān)可用于機(jī)電入侵報(bào)警器；
3、玻璃破碎探測器。在各類偷盜案件中，案犯以暴力手段打破玻璃門窗而侵入室內(nèi)作案的案例占有相當(dāng)大的比例，因此玻璃破碎探測器在防盜報(bào)警中具有很大的使用價(jià)值；
4、傾斜與振動開關(guān)。顧名思義，所謂傾斜開關(guān)或振動開關(guān)就是能敏感傾斜或振動而進(jìn)行開、關(guān)的器件。
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機(jī)電探測器最基本的優(yōu)點(diǎn)是它的工作原理簡單，電路元件很少，因此可靠性相對較高。只要安裝與維護(hù)得當(dāng)，再加裝備份的隱蔽開關(guān)，報(bào)警器可具有較好的保安性能，它可作為較高級報(bào)警系統(tǒng)的極好后備系統(tǒng)；另外，由于機(jī)電探測器可以看得見并易于識別，所以對大多數(shù)“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，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)機(jī)電報(bào)警器后，便會信心十足地先設(shè)法損壞報(bào)警器，然后放心地開始作案，這時他就可能觸發(fā)更高級的報(bào)警系統(tǒng)。
但是機(jī)電探測器不可能保護(hù)所有可能進(jìn)入保護(hù)區(qū)的通道，即使所有的門窗都裝上這種探測器，入侵者仍可穿過墻壁、頂棚或地板而侵入室內(nèi)。機(jī)電探測器的另一缺點(diǎn)是它的安裝問題，如果缺乏想象力和安裝經(jīng)驗(yàn)，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具有直線傳播的特點(diǎn)，因此它適合于探測出入口或較開闊而沒有物體阻擋光束的區(qū)域。如果區(qū)域較大，可以使用鏡子來反射光。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(zhǔn)或被沾染污物都會造成誤報(bào)。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(qū)內(nèi)而不被探測出來。
8）光探測器
光探測器是一種不用光源驅(qū)動的光探測器。這種裝置可自動測出保安區(qū)內(nèi)的光線強(qiáng)度，并能對突然的變化作出反應(yīng)。
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)。這種探測器不會響應(yīng)室溫上升或下降的變化。但是當(dāng)溫度約等于人體溫度的目標(biāo)(如入侵者)從敏感區(qū)域進(jìn)入非敏感區(qū)域時，報(bào)警器就能檢測出輻射的差別，并觸發(fā)報(bào)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(nèi)環(huán)境的溫度一致，那么報(bào)警器就會失效，實(shí)際上這是很難實(shí)現(xiàn)的。
10）接近探測器
接近探測器是一種當(dāng)入侵者接近它(但還未碰到它)時能觸發(fā)報(bào)警的探測裝置。在室外應(yīng)用接近探測器時很容易發(fā)生誤報(bào)，必須在應(yīng)用時采取特殊的措施。最常見的影響是溫度和濕度的變化，下雨時，影響就更大了，要采用高級的絕緣材料來支承放感導(dǎo)線，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(nèi)，如對寫字臺、文件柜等一些特殊物件提供保護(hù)。通常被保護(hù)的物件是金屬的，實(shí)際上可以構(gòu)成保護(hù)電路的一部分。敏感導(dǎo)線接到柜子的框架上，作為敏感電路中電容器的一個極板。
接近探測器非常適合于對特定物件的保護(hù)。它的最突出優(yōu)點(diǎn)是可以很方便地將被保護(hù)物體當(dāng)作電路的一部分，因而只要有人試圖破壞系統(tǒng)時，就會立即觸發(fā)報(bào)警。
接近探測系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是多用性和通用性，它幾乎可用來保護(hù)任何物體，而且不會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，便會觸發(fā)報(bào)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(tǒng)的主要缺點(diǎn)是太靈敏，如果為了適應(yīng)某一種應(yīng)用而把靈敏度調(diào)得太高時，容易造成頻繁的誤報(bào)。與其他系統(tǒng)不同，它不可能將電源插頭一插就能使系統(tǒng)正常工作，而必須進(jìn)行一定的調(diào)整，使誤報(bào)的概率降低到最低限度。
11）音響入侵探測器
除了可用于門戶的入口控制以外，還可用來監(jiān)控入侵者出現(xiàn)的區(qū)域，但這時警衛(wèi)人員必須一直監(jiān)聽著是否有入侵行動所發(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，尤其是一個警衛(wèi)要監(jiān)控幾個不同的區(qū)域時困難就更大了。增加一個觸發(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(dāng)背景噪聲在很寬的范圍內(nèi)變化時，這種探測器很容易造成誤報(bào)。對于門窗上掛有較厚的簾子、地面鋪有厚地毯的場合也不適用。此外，有的部門機(jī)械設(shè)備晝夜自動地接通斷開會產(chǎn)生不停的聲音，這時也不宜使用上述探測器。音響入侵探側(cè)器的突出優(yōu)點(diǎn)是，它可用來鑒別引起報(bào)警的原因。
12）振動入侵探測器
振動探測器與音響入侵探測器實(shí)質(zhì)上是相同的。振動系統(tǒng)的傳感器是一個振動探測器，這種探測器必須要有機(jī)械位移才能產(chǎn)生信號；振動探測器材最適合于如文件柜、保險(xiǎn)箱等貴重、機(jī)要特殊物件的保護(hù)，也適宜于與其他系統(tǒng)結(jié)合使用，來防止盜賊破墻而入。振動探測器的有效性與應(yīng)用的正確與否有很大關(guān)系。它常常用來對某些一般情況下有人員在活動的保護(hù)區(qū)內(nèi)的特殊物件提供保護(hù)。
