在電子防盜探測器領域,被動紅外探測器的應用非常廣泛,但隨著入侵者的反偵測技術手段的不斷提高,從而對探測器的要求也越來越高,普通被動紅外探測器的局限性越來越明顯。而有部分人員對被動紅外探測器最核心的探測器件的基本原理并不十分了解,本文將對該類產品做一解析。
被動式紅外探測器的工作原理
任何高于絕對零度的物體都會釋放出紅外線,溫度越高,紅外輻射的峰值波長就越短。通常,人體可輻射出中心波長為9μm—10μm的紅外線,而熱釋電探測器的波長在0.2—20μm范圍內幾乎是不變的,所以我們在芯片表面貼上截止波長為7—10μm的濾光片,于是就可得到只對人體敏感的熱釋電紅外探測器。
熱釋電探測器用于防盜報警系統(tǒng)的電路構成方框圖如圖1所示。這是由菲涅爾透鏡、熱釋電傳感器、放大器、濾波器、電平比較器、驅動電路、繼電器和穩(wěn)壓電源等組成。菲涅爾透鏡的構造如圖2所示。它是由聚乙烯材料注壓而成的薄片,在薄片上壓制有三種不同寬度的分格豎條,單個豎條平面實際上是一些同心的螺旋線。它的作用是聚集紅外線能量,當人體在菲涅爾透鏡前面通過時,它具有將連續(xù)的紅外輻射分割成斷續(xù)紅外輻射的能力,從而可形成紅外脈沖。
由于熱釋電是交流器件,它只能探測入侵的移動人體。因此,在實際使用中,把探測器放置在所要防范的區(qū)域里,那些固定的景物如廠房、展廳、柜臺展品就成為不動的背景。背景輻射的微小信號變化,就是背景噪聲。
熱釋電紅外探測器有雙源、四源等種類,紅外源幾何形狀有方形和交迭形,有模擬式或數字式自動脈沖數調節(jié)等。
一般,普通的被動紅外探測器雖然有功耗小、隱蔽好、無輻射、價格低等優(yōu)點,但在有些情況下存在探測能力低和發(fā)生誤報的缺點。隨著現代光電等科學技術的發(fā)展,目前新型的被動紅外探測器,基本上解決了過去普通被動紅外探測器的不足。
被動式紅外探測器的選用
被動紅外探測器的選購要點
1、外形工藝與外殼密封性能
外形美觀、工藝好,說明生產廠正規(guī);外殼密封性能好,就能防止氣流與小昆蟲入內引起溫度變化能造成誤報。
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2、探測能力、作用距離與警戒范圍
被動紅外探測器的探測能力可被泡沫、噴霧(這是入侵者經常使用的手段)、紙、衣物等遮擋而下降,這可看其設備是否采用獨特的電子適配器實時防遮擋部件,如有就能監(jiān)視探測器,防止被遮擋或被破壞。如探測器窗口或靠近探測器的任何區(qū)域,被泡沫、金屬片、噴霧、帽子、紙板、盒子和衣物等物品所遮擋,都將進入報警狀態(tài)。在白天模式下,一旦探測器被遮擋,這種遮擋報警會同時顯示在防遮擋監(jiān)視輸出繼電器和報警輸出繼電器上。這時,報警繼電器會停止,而防遮擋輸出會啟動,直至遮擋被挪走為止。
然后再看該紅外探測器的作用距離的遠近與警戒范圍的大小,能符合自己的需要就行;最后再看在探測器規(guī)定的安裝高度下,所警戒的角度與探測器下視區(qū)的角度,看有否盲區(qū)及其大小等。
3、能否防拆防破壞以及易于安裝調試
有的整體結構性能好,具有防拆防破壞功能;有的采用獨特的電子線路(帶插頭)和感應器分開設計技術,使探測器安裝更為簡便;現在大多有完備的電壓監(jiān)控電子線路和感應器自動的定期自檢功能,使調試更為簡便。
4、是否采用FSP、自適應處理、溫度補償與防寵物等技術
FSP(First Step Processing)技術:即第一步處理技術(BOSCH中有),該技術根據不同信號源產生的信號幅度、極性、周期以及曲線坡度等指標進行判斷,自動調整探測器的靈敏度。因此,可對人體目標即時作出正確反應,而不會受其他信號源的干擾。
自適應處理技術:該技術能對環(huán)境干擾自動進行調整,可以適應不同的背景干擾噪聲,最大程度地降低誤報,且不犧牲對正常移動人體入侵信號的靈敏度。
溫度補償技術:該技術能使人體溫度與環(huán)境溫度極端接近的極限條件下保持一貫的穩(wěn)定性和靈敏度,以確保在各種環(huán)境下(尤其我國南方悶熱潮濕地區(qū))均能正常地工作。實際上,雖然體溫和環(huán)境差別不大,也可通過差分方式迅速偵測出視場里微小的溫度變化等。
防寵物技術:現在的被動紅外探測器,均有防小寵物過濾功能。如BOSCH的被動紅外探測器可以防止13.6kg以下的寵物產生的誤報;其三鑒探測器可防止45kg以下的動物產生的誤報。
5、電磁兼容性EMC及認證合格證
看有否電磁屏蔽與濾波電路,以及對熱釋電探測器的信號是否進行數碼化處理,如有則可消除外界的射頻等電磁干擾信號以及內部電路噪聲與熱釋電感應器的信號的瞬變等干擾。這樣,有認證合格證即可。
6、根據需要選擇使用溫度
在南方使用主要考慮高溫,而北方使用則主要考慮低溫,還可根據使用地區(qū)與室內、外場所的情況而選擇。
7、響應時間
當人走進被動紅外探測器的作用距離內與警戒范圍內時,報警要能及時響應,那種人已走出警戒范圍才報警的產品,就不可取。
8、功耗與壽命
整機電源電壓與電流的大小決定其功耗的大小,一般家用希望功耗越小越好。整機的使用壽命決定于電路設計的合理性與所選用的元器件的質量,顯然用戶希望壽命長些好。
被動紅外探測器的安裝使用要點
1、嚴格按照規(guī)定的高度安裝。通常,嚴格按產品說明書上規(guī)定的高度安裝,這樣,該探測器才可獲得最大探測的有效距離。
2、安裝在入侵者最可能通過的地方,并有最佳的角度。通常,被動紅外探測器對橫向切割探測視區(qū)的人體運動最敏感,因而其安裝位置應使入侵者通過的路徑與探測器視線有最隹的夾角(即90度);若為雙鑒探測器,其夾角應為45度為好。
3、不要面對玻璃門窗、冷熱通風口或冷熱源安裝,也不要安裝在易振動的物體上。