报警探测器基础知识

报警探测器基础知识报警探测器基础知识报警探测器是用来探测入侵者的入侵行为。

需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。

探测器由传感器和信号处理器组成。

在入侵探测器中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。

信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。

红外报警探测器凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于 1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。

而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。

近红外：波长范围 0.75～3μm中红外：波长范围 3～25μm远红外：波长范围 25～1000μm人体辐射的红外光波长 3～50μm，其中 8～14μm占 46%，峰值波长在 9.5μm。

被动红外报警探测器在室温条件下，任何物品均有辐射。

温度越高的物体，红外辐射越强。

人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。

我们之所以称为被动红外，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。

探测器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。

被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。

被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。

其核心是红外探测器件，通过光学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。

红外传感器的探测波长范围是 8～14μm，人体辐射的红外峰值波长约为 10μm，正好在范围以内。

被动式红外探测器（Passive Infared Detector，PIR）根据其结构不同、警戒范围及探测距离也有所不同，大致可以分为单波束型和多波束型两种。

单波束 PIR 采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。

这种方式的探测器境界视场角较窄，一般在 5°以下，但作用距离较远，可长达百米。

因此又称为直线远距离控制型被动红探测器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。

多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。

这种透镜是用特殊塑料一次成型，若干个小透镜排列在一个弧面上。

警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成立体扇形感热区域，构成立体警戒。

菲涅尔透镜自上而下分为几排，上面透镜较多，下边较少。

因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强，正好对着上边的透镜。

下边透镜较少，一是因为人体下部红外辐射较弱，二是为防止地面小动物红外辐射干扰。

多波束型 PIR 的警戒视场角比单波束型大得多，水平可以大于 90°，垂直视场角最大也可以达到 90°，但作用距离较近。

所有透镜都向内部设置的热释电器件聚焦，因此灵敏度较高，只要有人在透镜视场内走动就会报警。

红外光穿透力差，在防范区内不应有高大物体，否则阴影部分有人走动将不能报警，不要正对热源和强光源，特别是空调和暖气。

否则不断变化的热气流将引起误报警。

为了解决物品遮挡问题，又发明了吸顶式被动红外入侵探测器。

安装在顶棚上向下 360°范围内进行警戒，只要在防护范围内，无论从哪个方向入侵都会触发报警，在银行营业大厅，商场的公共活动区等空间较大的地方得到广泛使用。

被动式报警探测器由于探测性能好、易于布防、价格便宜而被广泛应用。

其缺点是相对于主动式探测误报率较高。

主动式红外探测器主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。

分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。

红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。

接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。

主动式红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。

由于光束较窄，收发端安装要牢固可靠，不应受地面震动影响，而发生位移引起误报，光学系统要保持清洁，注意维护保养。

因此主动式探测器所探测的是点到点，而不是一个面的范围。

其特点是探测可靠性非常高。

但若对一个空间进行布防，则需有多个主动式探测器，价格昂贵。

主动式探测器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台封锁等等。

主动式红外探测器有单光束、双光束、四光束之分。

以发射机与接收机设置的位置不同分为对向型安装方式和反射式安装方式，反射型安装方式的接收机不是直接接收发射机发出的红外光束，而是接收由反射镜或适当的反射物（如石灰墙、门板表面光滑的油漆层）反射回的红外光束。

当反射面的位置与方向发生变化或红外发射光束和反射光束之一被阻挡而使接收机无法接收到红外反射光束时发出报警信号。

当使用较多的探测器进行防范布局时应该注意消除射束的交叉误射。

微波探测器微波探测器分为雷达式和墙式两种。

雷达式微波探测器雷达式是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。

微波的波长很短，在1mm～1000mm之间，因此很容易被物体反射。

微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。

此时可认为报警产生。

采用多普勒雷达的原理，将微波发射天线与接收天线装在一起。

使用体效应管作微波固态振荡源，通过与波导的组合，形成一个小型的发射微波信号的发射源。

探头中的肖基特检波管与同一波导组成单管波导混频器作为接收机与发射源耦合回来的信号混频，从而得到一个频率差，再送到低频放大器处理后控制报警的输出。

微波段的电磁波由于波长较短，穿透力强，玻璃、木板、砖墙等非金属材料都可穿透。

所以在安装时不要面对室外，以免室外有人通过引起误报。

金属物体对微波反射较强，在探测器防范区域内不要有大面积（或体积较大）物体存在，如铁柜等。

否则在其后阴影部分会形成探测盲区，造成防范漏洞。

多个微波探测器安装在一起时，发射频率应该有所差异，防止交叉干扰产生误报。

另外，如日光灯、水银灯等气体放电光源产生的 100Hz 调制信号由于在闪烁灯内的电离气体容易成为微波的运动反射体而引起误报。

使用微波入侵探测器灵敏度不要过高，调节到 2/3 时较为合适。

过高误报会增多。

与超声波一样家庭也可以使用。

探测器对警戒区域内活动目标的探测范围是一个立体防范空间，范围比较大，可以覆盖60°至90°的水平辐射角，控制面积可达几十到几百平方米。

雷达式微波探测器的发射能图与所采用的天线结构有关，采用全向天线（如 1/4波长的单极天线）可产生近乎圆球形或椭圆形的发射范围，这种能场适合保护大面积的房间或仓库等处。

而采用定向天线（如喇叭天线）可以产生宽泪滴形或又窄又长的泪滴形能图，适合保护狭长的地点，如走廊或通道等。

墙式微波探测器微波墙式探测器利用了场干扰原理或波束阻断式原理，是一种微波收、发分置的探测器。

墙式微波探测器由微波发射机、发射天线、微波接收机、接收天线、报警控制器组成。

微波指向性天线发射出定向性很好的调制微波束，工作频率通常选择在9至11GHz，微波接收天线与发射天线相对放置。

当接收天线与发射天线之间有阻挡物或探测目标时，由于破坏了微波的正常传播，使接收到的微波信号有所减弱，以此来判断在接收机与发射机之间是否有人侵入。

墙式微波探测器在发射机与接收机之间的微波电磁场形成了一道看不见的警戒线，可以长达几百米、宽2到4米、高3到4米，酷似一道围墙，因此称为微波墙式探测器或微波栅栏。

玻璃破碎探测器利用压电陶瓷片的压电效应（压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电荷），可以制成玻璃破碎入侵探测器。

对高频的玻璃破碎声音（10k～15kHZ）进行有效检测，而对 10kHZ 以下的声音信号（如说话、走路声）有较强的抑制作用。

玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚度、面积有关。

玻璃破碎探测器按照工作原理的不同大致分为两大类：一类是声控型的单技术玻璃破碎探测器，它实际上是一种具有选频作用（带宽 10 到15KHz）的具有特殊用途（可将玻璃破碎时产生的高频信号驱除）的声控报警探测器。

另一类是双技术玻璃破碎探测器，其中包括声控-震动型和次声波-玻璃破碎高频声响型。

声控-震动型是将声控与震动探测两种技术组合在一起，只有同时探测到玻璃破碎时发出的高频声音信号和敲击玻璃引起的震动，才输出报警信号。

次声波-玻璃破碎高频声响双技术探测器是将次声波探测技术和玻璃破碎高频声响探测技术组合到一起，只有同时探测敲击玻璃和玻璃破碎时发出的高频声响信号和引起的次声波信号才触发报警。

玻璃破碎探测器要尽量靠近所要保护的玻璃，尽量远离噪声干扰源，如尖锐的金属撞击声、铃声、汽笛的啸叫声等，减少误报警。

震动探测器震动探测器是以探测入侵者走动或破坏活动时产生的震动信号来触发报警的探测器。

震动传感器是震动探测器的核心部件。

常用的震动探测器有位移式传感器（机械式）、速度传感器（电动式）、加速度传感器（压电晶体式）等，震动探测器基本上属于面控制型探测器。

机械式常见的有水银式、重锤式、钢球式。

当直接或间接受到机械冲击震动时，水银珠、钢珠、重锤都会离开原来的位置而出发报警。

这种传感器灵敏度低、控制范围小，只适合小范围控制，如门窗、保险柜、局部的墙体。

钢珠式虽然可以用于建筑物，但只有 4m2 左右，很少使用。

速度传感器一般选用电动式传感器，由永久磁铁、线圈、弹簧、阻尼器和壳体组成。

这种传感器灵敏度高，探测范围大，稳定性好，但加工工艺较高，价格较高。

加速度传感器一般是压电式加速度计，是利用压电材料因震动产生的机械形变而产生电荷，由此电荷的大小来判断震动的幅度，同时籍此电路来调整灵敏度。

震动探测器应该与探测面安装牢固，否则不易感受到震动，应该远离震动干扰源。

超声波探测器利用人耳听不到的超声波（20000Hz以上）来作为探测源的报警探测器成为超声波探测器，它是用来探测移动物体的空间探测器。

按照其结构和安装方法不同分为两种类型，一种是将两个超声波换能器安装在同一个壳体内，即收、发合置型，其工作原理是基于声波的多普勒效应，也称为多普勒型。

其发射的超声波的能场分布具有一定的方向性，一般为面向方向区域呈椭圆形能场分布。

另一种是将两个换能器分别放置在不同的位置，即收、发分置型，称为声场型探测器，它的发射机与接收机多采用非定向型（即全向型）换能器或半向型换能器。