探测器原理大全
地下探测器原理
地下探测器原理
地下探测器是一种用于探测地下物体的仪器，其原理基于电磁、声波、激光等传感技术。
以下将介绍几种常见的地下探测器原理。
1. 电磁原理：地下探测器利用电磁感应原理，通过发射电磁波（如频率可调的射频信号）进入地下，当电磁波遇到地下物体时，会发生反射、散射和吸收等现象。
地下探测器接收到反射回来的电磁波信号，并经过信号处理和解析，从而判断地下的物体类型和位置。
2. 声波原理：声波地下探测器利用声波的传播特性，发射声波信号到地下，当声波遇到地下物体时，会发生声波的反射、折射、散射等现象。
地下探测器通过接收地下反射回来的声波信号，并经过信号处理和解析，判断地下物体的位置、形状和质地等参数。
3. 激光原理：激光地下探测器利用激光束的特性，在地表向地下发射激光束。
当激光束遇到地下物体时，会发生激光的散射、吸收等现象。
地下探测器通过接收地下反射回来的激光信号，并经过信号处理和解析，判断地下物体的存在、位置和形状等信息。
这些地下探测器原理各有优劣，可根据需求选择合适的探测器。
电磁原理适用于较大范围探测和对不同材质物体的辨识；声波原理适用于较小范围、高分辨率的探测；激光原理适用于探测
较为光滑表面的物体。
不同原理的地下探测器能够满足不同的应用场景和探测需求。
光探测器工作原理
光探测器工作原理
光探测器是一种将入射光转换成电信号的器件，常见的光探测器工作原理有以下几种：
1. 光电效应原理：根据光电效应原理，当光照射到某些材料表面时，光子能量被吸收，电子被激发并从原子中释放出来，形成电流。
这种原理广泛应用于光电二极管（Photodiode）和光
电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）等探测器中。
2. PN结原理：基于PN结的光探测器利用PN结的电荷分离机制。
当光照射到PN结上时，光生电子和空穴会产生电流。
这
种原理广泛应用于光电二极管和光电导型传感器（Phototransistor）等探测器中。
3. 光阻效应原理：光阻效应是指某些材料中的电阻会随光照强度的变化而发生变化。
当光照射到光敏材料时，电阻发生变化，从而产生电信号。
这种原理广泛应用于光敏电阻（Photoresistor）等探测器中。
4. 光电场效应原理：光电场效应是指光照射到光敏材料上，引起电荷分布的变化，从而改变场效应管的导电能力。
这种原理广泛应用于光电场效应管（Photofield Effect Transistor，PhotoFET）等探测器中。
5. 表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）原理：SPR是指当光照射到金属或半导体的界面上，产生并共振的电磁波与界面上的电子气体发生相互作用，形成能量耗散和
散射，从而产生可测量的信号。
这种原理广泛应用于生物传感和化学传感等领域。
这些工作原理的光探测器在不同的应用场合中具有各自的优势和特点，可根据具体需求选择合适的光探测器。
气体探测器检测原理
气体探测器检测原理
气体探测器的检测原理是通过感应、传感和信号处理来检测环境中的气体。
以下是气体探测器常见的几种检测原理：
1. 电化学原理：气体进入探测器后，与电极表面的化学物质发生反应，产生电流变化，通过测量电流的大小来判断气体浓度。
2. 催化燃烧原理：气体与催化剂发生反应，产生热量，探测器通过测量温度变化来检测气体浓度。
3. 光学吸收原理：气体分子能够吸收特定波长的光，探测器通过发送特定波长的光束，并测量透射光强的变化来检测气体浓度。
4. 热导率原理：气体的热导率与其浓度成正比，探测器通过热敏元件测量热量传导的变化来检测气体浓度。
5. 压力或体积变化原理：气体的浓度变化会引起某些物理参数，如压力或体积的改变，探测器通过测量这些参数的变化来判断气体浓度。
这些气体探测器检测原理各有特点，可以根据具体应用需求选择适合的探测器。
探测器的原理
探测器的原理
探测器的原理是通过测量和分析被探测物体或现象所产生的信号来获取信息。
不同类型的探测器使用不同的工作原理。
例如，在无线通信中常使用的雷达探测器，其原理是利用发射出的电磁波与物体产生的回波相互作用。
通过测量回波的时间延迟和频率变化，可以得到被探测物体的距离、速度和方位。
另一个例子是烟雾探测器，其原理是利用光敏器件检测空气中的烟雾粒子。
当烟雾进入光敏器件时，会吸收或散射光线，导致光强发生变化。
通过测量光强的变化，可以判断是否有烟雾存在。
还有一种常见的原理是基于物体的热辐射。
红外线热像仪利用物体的热辐射来获取图像，通过测量不同区域的热量分布，可以得到物体的温度和形状信息。
此外，探测器的原理还可以包括电磁感应、声波传播、化学反应等。
根据不同的应用需求，科学家和工程师们不断研究和开发新的探测器原理，以满足各种探测任务的要求。
各类火灾探测器的原理与结构
回顾一下前面所学知识点：
感烟式火灾探测器不适用于以下哪类场所？
线型遮光感烟探测器原理图
线型遮光感烟探测器优点及使用场所：
➢ 线型光束探测器在一个长达100m的路径上可代替若干个点型感 烟探测器
➢ 具有保护面积大，安装位置较高，在相对湿度较高和强电场环境 中反映速度快等优点，
➢ 适宜保护较大的室内、外场所，尤其适宜保护难以使用点型探测 器甚至根本不可能使用点型探测器的场所。
结构。
➢ 平时：放射源（镅-241）不断放出α射线——照射电离室两极间的空 气分子——将电离室内部的空气电离成正负离子——在电离室的两个 极板之间加以电压——极板间形成稳定的电场——正负离子向负正极 板运动——形成离子电流 火灾发生时产生烟雾：烟雾离子进入电离化区域——烟雾粒子的 直径超过被电离的空气离子的直径——对空气离子产生阻挡作用— —也因电荷异性相吸原理产生吸附作用——离子电流减小——低于 预定值——发出报警信号
3）散射型光电感烟探测器结构及工作原理：
其中的烟室也为一特殊结构的暗室，
. ... . .. .
进烟不进光。烟室内有一个发光元件， 同时有一受光元件，但散射型感烟探测
.
散射光. ... ..... .平行光束
.. .
器不同的是，发射光束不是直射在受光
元件上，而是与受光元件错开。这样， 无烟时受光元件上不受光，没有光敏电
③ 一般双源双室离子感烟探测器是通过改变电阻的方式实现灵敏度 调节的，而单源双室离子感烟探测器是通过改变放射源的位置来改 变电离室的空间电荷分布，也即源极和中间的距离连续可调，以比 较方便地改变检测室的静态分压，实现灵敏度调节。这种灵敏度调 节连续且简单，有利于探测器响应阈值一致性的调整。
金属探测器的工作原理
金属探测器的工作原理
金属探测器是一种电子设备，广泛用于寻找和检测地下或隐藏金属物体。
它可以在地下、水中、建筑结构、人体等各种环境中进行金属探测。
金属探测器的工作原理基于以下几个关键步骤：
1. 发射电磁场：金属探测器通过内置的线圈产生电磁场。
这个电磁场可以是恒定的或者变化的。
2. 接收反馈信号：当金属探测器的电磁场与地下或隐藏金属物体相互作用时，金属物体内的电流会被激发，产生一个反馈信号。
3. 检测电路处理信号：金属探测器内置的检测电路会接收、放大和处理反馈信号。
这些电路可以根据金属物体的特性来判断信号的强度和类型。
4. 发出警告信号：当金属探测器检测到信号超过预设的阈值时，它会发出声音、光线或振动等警告信号。
这提示用户附近存在金属物体。
需要注意的是，金属探测器只能探测金属物体，而不能区分不同金属的种类。
因此在实际使用过程中，需要根据设备的灵敏度和用户经验来进一步判断被探测金属的具体性质。
金属探测器在许多领域有着广泛的应用，包括考古学、安全检
查、宝藏寻找以及建筑施工中的管道检测等。
它们提供了一种快速、无损的金属检测方法，大大提高了工作的效率和准确性。
探测器原理大全范文
探测器原理大全范文探测器是一种用于检测物质、能量或者现象的仪器。
它们广泛应用于科学研究、工业生产、环境监测等领域。
不同的探测器使用不同的原理来感知目标，下面将介绍一些常见的探测器原理。
1.光电探测器光电探测器是利用光电效应原理进行工作的。
光线通过探测器产生的电流或电荷，可用于测量光的强度、频率、波长等。
常见的光电探测器包括光电二极管、光电倍增管、光电子倍增管、光电导和光电子器件。
2.激光雷达激光雷达利用激光束的反射来测量目标的距离和形状。
激光束发射出去后，通过测量激光束的传播时间来计算目标的距离。
通过改变激光束的角度，可以获取目标的形状和位置。
3.红外探测器红外探测器是利用物体辐射的红外辐射来探测目标的存在。
它可以检测热辐射源，并将其转换为电信号。
红外探测器广泛应用于热成像、安防监控等领域。
4.电化学传感器电化学传感器是利用电化学原理进行测量的探测器。
它通过测量电流或电势变化来检测目标物质的浓度、氧化还原状态等。
常见的电化学传感器包括pH传感器、氧气传感器和电导率传感器。
5.声纳探测器声纳探测器是利用声波进行探测的设备。
它通过发射声波信号并接收回波信号来测量目标的距离和位置。
声纳探测器广泛应用于水下探测、鱼群定位等领域。
6.微波雷达微波雷达是利用微波信号进行探测的设备。
它通过发射微波信号并接收回波信号来测量目标的距离和速度。
微波雷达广泛应用于航空、天气预报等领域。
7.粒子探测器粒子探测器是用于测量宇宙射线、粒子束等高能粒子的设备。
常见的粒子探测器包括电离室、时间投影室和多丝比例计。
8.化学传感器化学传感器是用于检测化学物质浓度、化学反应等的设备。
它们使用特定的反应物质与目标物质发生反应，并通过测量反应产生的信号来检测目标物质。
常见的化学传感器包括气体传感器、生物传感器和电化学传感器。
9.磁传感器磁传感器是用于测量磁场强度和方向的设备。
它们通过测量磁场对传感器产生的力或磁场对传感器产生的电磁感应来检测磁场。
金属探测器工作原理
金属探测器工作原理
金属探测器工作原理可以分为以下几个方面：
1. 电磁感应原理：金属探测器利用电磁场感应原理，通过产生一个变化的电磁场，当有金属物质进入该电磁场时，金属物质会产生感应电流，进而改变探测器内部电路中的电参数，通过检测这些电参数的变化来判断是否存在金属。
2. 频率变化原理：金属探测器通过改变探测器内部的频率来实现探测金属物质。
当金属物质进入探测器的感应区域时，感应电流产生的磁场与探测器产生的电磁场发生干扰，从而导致探测器的工作频率发生变化。
通过检测频率的变化，可以确定是否存在金属。
3. 地质引导原理：金属探测器利用地质引导原理来确定金属物质的位置。
地下的金属物质会改变地球的地质特征，比如改变地下的电导率、磁场等。
金属探测器通过检测这些地质变化，利用特定的算法和传感器来确定金属物质的位置。
4. 脉冲感应原理：金属探测器通过发射短脉冲信号并接收其反射信号来实现对金属物质的探测。
金属物质会反射脉冲信号，并通过探测器的接收器被检测到。
通过分析反射信号的幅度、时间延迟等参数，可以确定金属物质的存在。
以上是金属探测器常见的工作原理，不同的探测器可能采用不同的原理或结合多种原理来进行金属物质的探测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探测器原理大全(2) 激光入侵探测器激光与一般光源相比有如下特点：a．方向性好，亮度高。
一束激光的发散角可做到小于10-3～10-5弧度，即使在几公里以外激光光束的直径也仅扩展到几毫米或几厘米。
由于激光光束发散角小，几乎是一束平行光束，光束能聚集在一个很小的平面上，产生很大的光功率密度，其亮度很高。
激光光源和其它光源的亮度比较：光源亮度（w/Sr•cm2）蜡烛0.5电灯470太阳表面0.165M氦-氖激光15M红宝石激光10亿兆～37亿兆b．激光的单色性和相干性好。
激光是单一频率的单色光，如氦氖激光器的波长为6328Å，在其频率范围内谱线宽度ΔU=10-1Hz，而其他一般光的ΔU = 107-109 Hz。
光的相干性取决于其单色性。
光的相干长度δm与谱线宽度的关系是：δm=c/ΔU，其中c为光速。
一般光源的相干长度为几个毫米。
单色光源氦-86灯，λ=6057Å，相干长度δm=38.6cm；而氦氖激光器λ= 6328Å，δm=40km。
按激光器的工作物质来分，激光器可分为如下几种：固体激光器：它的工作物质为固体，如钕玻璃、红宝石等。
液体染料激光器：它的工作物质为液体染料，如若丹明香豆素等。
气体激光器：它的工作物质是二氧化碳、氦-氖、氮分子等。
半导体激光器：它的工作物质是半导体材料，如砷化镓。
激光探测器与主动红外式探测器有些相似，也是由发射器与接收器两部分构成。
发射器发射激光束照射在接收器上，当有入侵目标出现在警戒线上，激光束被遮挡，接收机接收状态发生变化，从而产生报警信号。
激光探测器的作用距离：式中P1——激光功率；QT——光束发散角；M——调制光速调制度；SR——接收面积；PR——接收到的功率。
由上式可以看出，要提高探测器的作用距离，应增大激光源的发射光率，增加光学系统的透过率，减少发射装置的发散角，也可采用高灵敏的光电传感器。
激光具有高亮度，高方向性，所以激光探测器十分适用于远距离的线控报警装置。
由于能量集中，可以在光路上加装反射镜，围绕成光墙，从而可以用一套激光器来封锁场地的四周，或封锁几个主要通道路口。
激光探测器采用半导体激光器的波长在红外线波段时，处于不可见范围，便于隐蔽，不易被犯罪分子所发现。
激光探测器采用脉冲调制，抗干扰能力较强，其稳定性能好，一般不会因机器本身而产生误报，如果采用双光路系统，可靠性更会大大提高。
3．面型入侵探测器面型入侵探测器的警戒范围为一个面。
当警戒面上出现入侵目标时即能发出报警信号。
振动式或感应式报警探测器常被用做面报警探测器，例如把用做点报警探测器的振动探测器安装在墙面或玻璃上，或安装在某一要求保护的铁丝网或隔离网上，当入侵者触及时网发生振动，探测器即能发生报警信号。
面型入侵探测器更多的是使用电磁感应探测器。
电场畸变探测器是一种电磁感应探测器，当目标侵入防范区域时，引起传感器线路周围电磁场分布的变化，我们把能响应这畸变并进入报警状态的装置称为电场畸变探测器。
这种电场畸变探测器有平行线电场畸变探测器、泄漏电缆电场畸变探测器。
(1) 平行线电场畸变入侵探测器平行线电场畸变入侵探测器是由传感器线支撑杆、跨接件和传感器电场信号发生接收装置构成，如图2-10所示。
传感器是一些平行线（2条～10条）构成，在这些导线中一部分是场线，它们与振荡频率为1kHz～40kHz的信号发生器相连接，工作时场线向周围空间辐射电磁场能量。
另一部分线为感应线，场线辐射的电磁场在感应线上产生感应电流。
当入侵者靠近或穿越平行导线时，就会改变周围电磁场的分布状态，相应地使感应线中的感应电流发生变化，由接收信号处理器分析后发出报警信号。
传感器线通过跨接件固定在支撑杆上。
跨接件上有特种钢弹簧片，一方面可以拉紧传感器线，另一方面可使探测区内有连接的电磁场，没有盲区。
信号发生、接收器安装在中间支撑杆上。
平行线电场畸变入侵探测器主要用于户外周界报警。
通常沿着防范周界安装数套电场探测器，组成周界防范系统。
信号分析处理器常采用微处理器，信号分析处理程序可以分析出入侵者和小动物引起的场变化的不同，从而将误报率降到了最低。
(2) 泄漏电缆电场畸变入侵探测器所谓泄露电缆是一种特制的同轴电缆，见图2-11，其中心是铜导线，外面包围着绝缘材料（如聚乙烯），绝缘材料外面用两条金属散层以螺旋方式交叉缠绕并留有孔隙。
电缆最外面为聚乙烯保护层。
当电缆传输电磁能量时，屏蔽层的空隙处便将部分电磁能量向外辐射。
为了使电缆在一定长度范围内能够均匀地向空间泄漏能量，电缆空隙的尺寸大小是沿电缆变化的。
图2-10 平行线电场畸变探测器图2-11 泄漏电缆结构示意图把平行安装的两根泄漏电缆分别接到高强信号发生器和接收器上就组成了泄漏电缆入侵探测器。
当发生器产生的脉冲电磁能量沿发射电缆传输并通过泄漏孔向空间辐射时，在电缆周围形成空间电磁场，同时与发射电缆平行的接收电缆通过泄漏孔接收空间电磁能量并沿电缆送入接收器，泄漏电缆可埋入地下，如图示2-12所示。
当入侵者进入探测区时，使空间电磁场的分布状态发生变化，因而接收电缆收到的电磁能量发生变化，这个变化量就是入侵信号，经过分析处理后可使报警器动作。
泄漏电缆探测器可全天候工作，抗干扰能力强，误报漏报率都较低，适用于高保安，长周界的安全防范场所。
(3) 振动传感电缆型入侵探测器这种入侵探测器是在一根塑料护套内装有三芯导线的电缆两端，分别接上发送装置与接收装置，并将电缆波浪状或呈其它曲折形状固定在网状的围墙上（如图2-13所示）。
用这样有一定长度的的电缆构成一个防区。
每两个或四个、六个防区共用一个控制器（称为多通道控制器），由控制器将各防区的报警信号传送至控制中心。
当有入侵者触动网状围墙，破坏网状围墙等行为使其震动并达到一定强度时（安装时强度可调，以确定其报警灵敏度），就会产生报警信号。
这种入侵探测器精度极高，漏报率为零，误报率几乎为零。
且可全天候使用（不受气候的影响）。
它特别适合围网状的周界围墙（即采用铁网构成的围墙）使用。
图2-12 泄漏电缆产生空间场示意图(4) 电子围栏式入侵探测器电子围栏式入侵探测器也是一种用于周界防范的探测器。
它由三大部分组成，即脉冲电压发生器、报警信号检测器以及前端的电围栏，其系统原理框图如图2-14所示。
当有入侵者入侵时，触碰到前端的电子围栏或试图剪断前端的电子围栏，都会发出报警信号。
这种探测器的电子围栏上的裸露导线，接通由脉冲电压发生器发出的高达1万伏的脉冲电压（但能量很小，一般在4焦耳以下，对人体不会构成生命危害），所以即使入侵者戴上绝缘手套，也会产生脉冲感应信号，使其报警。
这种电子围栏如果使用在市区或来往人群多的场合时，安装前应事先征得当地公安等部门的同意。
(5) 微波墙式入侵探测器图2-14 电子围栏式入侵探测器微波墙式入侵探测器，主要也是用于周界防范。
它类似主动红外对射式入侵探测器的工作方式，不同的是用于探测的波束是微波而不是红外线。
另外，这种探测器的波束更宽、呈扁平状、象一面墙壁的形状，所以防范的面积更大。
其安装后构成的原理框图如图2-15所示。
图2-15 微波墙式入侵探测器原理图这种探测器在使用时，应注意使墙式微波波束控制在防范区域内，不向外扩展，以免引起误报。
另外，在防范区域（波束）内，不应有花草树木等物体，以免当有风吹动时，产生误报。
4．空间入侵探测器空间入侵探测器是指警戒范围是一个空间的报警器。
当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏，即发生报警信号。
声入侵探测器和微波入侵探测器以及被动红外探测器等都属于空间入侵探测器。
(1) 声入侵探测器声入侵探测器是常用的空间防范探测器。
通常将探测说话、走路等声响的装置称声控探测器。
当探测物体被破坏（如打碎玻璃、凿墙、锯钢筋）时，发生固有声响的装置称为声发射探测器。
① 声控入侵探测器声控探测器是用声传感器把声音信号变成电信号，经前置放大送报警控制器处理后发出报警处理信号，也可将报警信号经放大推动喇叭和录音机，以便监听和录音。
驻极体传感器被广泛地应用在声控探测器中。
在声控探测器中使用的驻极体送话器由一个金属极板蒙上机械张紧的驻极体箔（约10µM），驻极体箔与金属板之间构成一只电容。
根据静电感应的原理，与驻极体相对着的金属板上就会感应出大小相等、方向相反的电荷。
驻极体电荷在空隙中形成静电场。
在声波作用下，驻极体箔发生运动，产生位移，在电容极板上感应出电压。
驻极体送话器的频率响应范围主要取决于送话器的结构。
在此频率范围内，驻极体箔的位移与所加的声强成正比，送话器的输出电压仅与声强有关，而与频率无关，音频驻极体送话器在20Hz～15000Hz的频率范围内有恒定的灵敏度。
② 声发射入侵探测器声发射探测器是监控某一频带的声音发出报警信号，而对其它频带的声音信号不予响应。
主要监控玻璃破碎声、凿墙、锯钢筋声等入侵时的破坏行为所发出的声音，玻璃破碎声发射探测器通常也用驻极体传话器作声电传感器。
当玻璃破碎时，发出的破碎声由多种频率的声响构成。
据测定，主要频率为10kHz～15kHz高频声响信号。
当锤子打击墙壁、天花板的砖、混凝土时会产生一个频率为1kHz左右的衰减信号，大约持续5ms；据钢筋时产生频率约3.5kHz、持续时间约15ms 的声音信号。
采用带通滤波器滤去高于或低于探测声信号的干扰信号，经放大后产生报警信号。
③ 次声入侵探测器次声为频率很低的音频信号。
探测器的工作原理与声发射探测器相同，不过采用低通滤波器滤去高频和中频音频信号，而放大次低频信号报警。
房屋通常由墙天花板、门、窗、地板同外界隔离。
由于房屋里外环境不同，强度、气压等均有一定差异，一个人想闯入就要破坏这空间屏障，如打开门窗、打碎玻璃、凿墙开洞等，由于室内外的气压差，在缺口处产生气流扰动，发出一个次声；另外由于开门、碎窗、破墙产生加速度，则内表面空气被压缩产生另一次声，而这二次声频率大约为1Hz左右。
两种次声波在室内向四周扩散，先后传入次声探测器，只有当这二次声强度达到一定阈值后才能报警，所以只要外部屏障不被破坏，在覆盖区域内部开关门窗，移动家俱，人员走动，都低于阈值，不会报警。
但是这种特定环境下如果采用其它超声、微波或红外探测器都会导致误报。
④ 超声波入侵探测器所谓超声波是指频率在20kHz以上的音频信号，这种音频信号人的耳朵是听不到的。
超声波探测器是利用超声波技术构造的探测器，通常分为多普勒式超声波探测和超声波声场型探测器两种。
多普勒式超声波探测器是利用超声对运动目标产生的多普勒效应构成的报警装置。
通常，多普勒式超声波探测器是将超声波发射器与接收器装在一个装置内。
所谓多普勒效应是指在辐射源（超声波发生器）与探测目标之间有相对运动时，接收的回波信号频率会发生变化。
如图2-16所示，设超声波发射接收器发射的信号为：U = U m Sin(ωot+j o)式中，ωo为发射超声波的角频率，ωo=2πfo，j o为发射信号的初始相位。