GB10408.5-2000標準的全部技術內容為強制性的,也就是講凡是室內用被動紅外探測器產品一定要執(zhí)行和遵循。GB10408.5-2000是GB10408.5-1989《被動紅外入侵探測器》的修訂,當時GB10408.5-1989是參照UL.IEC有關標準和那一階段國內外生產水平而制訂的,所以當時不是等同采用國際標準,而現在的GB.10408.5-2000標準是等同采用國際電工委員會IEC839-2-6:1990《報警系統(tǒng) 第2部分:入侵報警系統(tǒng)技術要求 第6節(jié):建筑物內用被動紅外探測器》。
被動紅外入侵探測器是目前最常用的入侵探測器,這是因為被動紅外入侵探測器同其它(如:微波入侵探測器、超聲入侵探測器等)入侵探測器相比,性能穩(wěn)定,安裝方便,探測范圍是一個空間,較省電,較成熟,成本較低。雖然被動紅外入侵探測器有些方面還有缺陷,但經改進,它還是我們首選的入侵探測器。它的特點在穩(wěn)定的環(huán)境下,尤為突出,這就是被廣泛使用的理由。
被動紅外入侵探測器探測機理
由于人在探測器覆蓋區(qū)域內移動引起接收到的紅外輻射變化而產生報警狀態(tài)。它的最敏感的方向為正對探測器前的足夠距離(也即能探測到距離),當人作法向移動時被動紅外入侵探測器能產生報警狀態(tài)(見圖A)。
人也是有定義的,標準中稱為參考目標。參考目標在GB10408.2和GB10408.3中定義為一個體重50-70Kg、身高165-180cm、身著棉外衣的人體。在GB10408.5標準中參考目標的定義為具有與正常人相似的紅外輻射特性裝置。
被動紅外入侵探測器
被動紅外入侵探測器是由光學透鏡(菲涅爾透鏡)、紅外傳感器、處理電路等組成的。
由于光學透鏡的存在,也就產生了敏感帶。相對于敏感帶的存在,也就存在不敏感帶,這些不敏感帶,對紅外輻射的響應是很小的或者非常之小。
1.目前被動紅外入侵探測器采用的菲涅爾透鏡是各式各樣,有少敏感帶的、有多敏感帶的、有上敏感帶的(上透鏡)、有下敏感帶的(下透鏡)、有長廊式的、有吸頂式的、有壁掛式的等等,各式各樣可適用于不同的工作要求。
2.只有在一定的速度,人體切割足夠數的敏感帶,入侵探測器才能產生報警。
3.有好多產品,它們的電路板是一樣的,僅改變菲涅爾透鏡的形式和方向,就變成另一種產品,有關的產品提供多個不同的菲涅爾透鏡,從而滿足不同需求。
被動紅外入侵探測器的技術要求\
抗背景溫度變化
背景溫度在+25℃-+40℃范圍內,以1℃/min的速率變化時,探測器不應產生報警狀態(tài)。
應注意:
(1) 探測器的安裝應朝向溫度約為25℃的背景,且背景表面溫度分布均勻,整個背景表面的溫度總偏差應不大于0.5℃。在測試過程中,探測器的溫度應保持穩(wěn)定。
(2) 背景溫度以1℃/min速率上升,直至40℃。
(3) 測試結果不應產生報警狀態(tài)。[nextpage]
(4) GB10408.1-1989中背景表面的溫度總偏差應不大于1℃,這里GB10408.1-2000為不大于0.5℃,對測試設備的要求明顯提高。在實際制作背景溫度測試中,1℃的均勻度已很難實現,0.5℃的均勻度更難實現。在制作過程中,背景溫度板的邊緣總存在熱量變換,熱量的損失比中間要快得多,為了降低邊緣的影響,可將背景溫度板制作得大一點,工作區(qū)域在中心區(qū)域,一般工作區(qū)域為整板50%左右,這樣0.5℃或1℃均勻度容易達到,邊緣的影響可大大降低,能量損耗會有所增加。我們可采用熱容量較大的材料,但不能太大,不然加熱速率1℃/min會產生困難。
抗車頭燈(光)
采用符合IEC809的60WH4鹵類燈,并放在一個反光鏡(實際為汽車燈)之前,且不用透鏡,該光線基本為平行光線。燈具組合裝置應符合GB10408.5-2000的要求,燈具組合裝置與探測器的距離不應小于3m,以在探測器表面上產生6500(1±10%)Lux(勒克斯)的均勻光通量,該實驗是模擬汽車燈和其它燈干擾對探測器的影響。
鹵類燈內直流13.5V可變電源供電;通2s,斷2s,共進行五個完整的循環(huán)。測試結果:不應產生報警狀態(tài)。
上世紀九十年代初,有較多產品達不到6500勒克斯的要求,后來在透鏡或傳感器上采取措施加以解決后達標。有些產品在電路上采取措施,其中有的僅針對2s通和2s斷的光訊號。這方法不可取,不能解決非2s通斷的訊號。
抗湍動氣流
對高于或低于環(huán)境溫度的湍動氣流,探測器不應產生報警狀態(tài)。實際是模擬暖氣片和空調的出風口等熱有變化的氣流口。
一個排風口截面積為55mm×180 mm的1000W熱風機裝置于探測器下方1m處和前方1m處,熱風機的氣流與水平成12°角朝向探測器,熱風機來的氣流流速為2.2m/s±0.2ms,通過探測器表面時氣流流速為0.7ms±0.1ms。
該熱風機的大小約120L電冰箱體積,出風口有一個塑料軟管相聯(lián)。2.2m/s±0.2ms氣流流速是指塑料軟管口。氣流流速是用熱偶式流量計測量而得。
環(huán)境適應性
高溫、低溫、潮熱、沖擊、振動應按GB10408.1-2000執(zhí)行。具體實施是按GB/T15211-1994報警系統(tǒng)環(huán)境試驗。這些標準均是參照IEC標準的環(huán)境試驗標準。
電磁兼容性
(1) 關于靜電放電
a) GB10408.1-1989是按GB6833標準實施。電壓是15000V,放電電阻為500Ω,放電電容為300PF。
b) GB10408.1-2000是按GB/T17626.2-1998,它等效于IEC61000-4-2:1995,電壓是8000V,放電電阻為150Ω,放電電容為150PF。
c) 從上述可見GB10408.1-2000的試驗方法的放電電流比GB10408.1-1989試驗要大,實踐中電火花也要大一些。
(2) 關于輻射干擾試驗 [nextpage]
a) 美國UL標準:
早期:頻點為27MHZ、150MHZ、450MHZ左右,用5W對講機,距離為3米,點發(fā)方式。
九十年代中期:頻點為27MHZ、150MHZ、450MHZ、900MHZ左右,用5W對講機,距離為0.3米。
這說明二點:干擾場強大幅度增加,因移動通訊(大哥大)的廣泛使用,增加了900MHZ附近的頻點。
測試場地:一般為無反射的場地
b) GB10408.1-1989(GB6833.5-1987標準)
頻段:從14KHZ到1000MHZ掃頻
場強:1V/m
測試場地:屏蔽室、GTEM小室
注:27MHZ、150MHZ、450MHZ、900MHZ點頻檢測還進行。
c) GB10408.1-2000(等同采用IEC01000-4-3:1995標準)
頻段:f=0.1-800MHZ
場強:25V/m
頻段:f=800MHZ-1000MHZ
場強:50V/m
測試場地:微波暗室、開闊場地、GTEM小室
注:微波暗室以英LPC實驗室為例:
面積100m2,高度為4m,場強可達20-30V/m,頻率范圍從30MHZ-1000MHZ。吸收材料用TDK鐵 氧磁性材料。暗室造價約20萬英鎊,儀器設備約10萬英鎊(1997)。
GTEM小室以英LPC實驗室為例:
頻率范圍為:10KHZ-1GHZ,功效為500W,場強可達200V/m,內部有CCTV監(jiān)視,開闊場:20×30 m2,周圍無金屬反射物。
關于GB10408.1-2000標準中模擬人體參考目標
在GB10408.1-1989中參考目標是體重為60±20Kg的正常人或模擬體。在試驗中一般均用正常人做步行試驗。
在GB10408.1-2000標準中出現了模擬人體參考目標,它是具有與正常人相似的紅外輻射特性的裝置,尺寸可見GB10408.1-2000的圖1,長×寬×厚為1500×300×200mm3。它溫度接近人體溫度,它的材料的熱輻射系數和人體相當。
我在國外見到過三個模擬人體參考目標:1400×400×200,其溫度均勻度為±0.1℃,比室溫高4℃。 [nextpage]
該模擬人體參考目標制作:
(1) 分三段測溫控溫(完全自控);
(2) 測溫點在前面,有很多點,但分布非均勻,每一行8點左右;
(3) 前面板是10mm厚的石墨粉,將它作為輻射材料;
(4) 架子是木制的;
(5) 校正是用RAYNGERⅡ測試儀(USA RAVTEK INC產品);
(6) 用點測法:用計算機采集數據,測出曲線(注點:是一個小的圓面積);
(7) 該測溫儀配套
(a) 數字顯示器;
(b) 有標準模擬量輸出器;
(c) 測試距離5-15米有效;
(d) 有瞄準裝置。有45°的反射觀察裝置,便于瞄準;
(8) 測試時模擬人體是不動的,被測被動紅外探測器是安裝在一個測試架的旋轉頭上。旋轉頭做旋轉運轉運動,其相對模擬人體的速度V為角速度×距離。這樣正常人做步行試驗時,人運動。用模擬人體時,模擬人體不動,而探測器做運動。
第二參考目標
具有與小動物(例如嚙齒動物)類似的紅外輻射的裝置,按本標準GB10408.5-2000的要求,其外型為一直徑為30mm,長為150mm的圓筒,用它模擬小動物。有些產品提出是防寵物,這寵物是指不太大的貓、犬類;有些狗大得不得了,這就難防了。
我們一般用的模擬小動物,外形為直徑30mm,長為150mm的空芯鍍黑的銅棒。內芯裝有電熱絲可加熱,加熱溫度可調。該模擬小動物可用塑料小車拉動,也可放在紙上用繩子拉動。其試驗速度為1m/s橫向移動,從而觀察該探測器是否會產生誤報警。
用正常人還是用模擬人體做試驗
因為正常人的溫度分布是非均勻的,以我的為例,胸部比中心高出1.5℃左右。我們的實際對象是人,人的溫度是較難調節(jié)高低的,但模擬人體有著溫度可調可控的優(yōu)點。
所以何時使用正常人或模擬人體呢?
(1) 目前生產試驗用正常人。
(2) 目前檢測試驗還是用正常人。
(3) 在高靈敏度探測器(例如:能分辨0.5℃)研制、生產、檢測時可用模擬人體。最終出廠還是要用正常人步行試驗。
以上是我在國外調研中得到的。
被動紅外入侵探測器試驗場地
該場地要求溫度、氣流、吸收等均為穩(wěn)定場。
1. 國外工廠一個試驗場地
A:模擬人體
B;吸收材料:泡沫塑料
C:探測器安裝在旋轉支架上
D:儀器車(內含測試儀器、模擬人體控制和自測儀器、記錄分析設備)
地下室、高5米[nextpage]
測試被動紅外入侵探測器:
探測器旋轉運動,吸收材料用泡沫塑料(國外裝雞蛋用的普通泡沫塑料)。
測試微波入侵探測器:
探測器裝在車上,做法向運動即前后運動,吸收材料用微波吸收材料(如:吸有大量碳粉的泡沫塑料)。吸收材料是裝在木架上,高24米,寬0.6米為一塊平板。
2、溫度分布情況
?室溫+23℃的地下室;
? 無風;
?高度5米,頂上有一些吸收材料;
? 溫度均用高精度測溫儀測。
注:1.模擬人體:自動測溫、控溫、補償;
?校正時是一行一行、一點一點采樣測試,然后用計算機繪出曲線。
被動紅外入侵探測器是室內常用的入侵探測器
這是由它的優(yōu)點和特點決定的,但它也有一定的缺點,所以在使用時一定要避開它的缺點。
例如:
1. 在環(huán)境溫度接近人體溫度時靈敏度明顯下降,所以要慎用。有些產品有較強的溫度補償電路,會有一定改善;
2. 對沖擊的影響,一般應避免裝在沖擊大的地方,例如門上方等;
3. 對熱氣流的影響,一般應避免在熱氣片的上方,空調的風口處;
4. 應限制小動物(貓、狗、鼠等)的活動;
5. 電磁輻射強的地方應避免安裝;
6. 探測范圍決定于:選型、方向、高度等;
7. 重要地方應多種技術互補。
總之,合理選擇和合理安裝,是系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的重要保障。