报警探测器详解

报警探测器详解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。

一、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。

1、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。

其核心是不见是红外探测器件，通过关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。

2、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按装方式，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）。

二、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。

三、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。

四、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。

非定向型换能器产生半球型的能场分布模式，半向型产生锥形能场分布模式。

收、发分置的超声波探测器警戒范围大，可控制几百立方米空间，多组使用可以警戒更大的空间。

安装超声波探测器的空间密封性要求高，不应有大容量的空气流动，不能有过多的门窗且需紧闭。

应该避开通风设备及气体的流动。

用超声波探测器保护的空间隔音性能要好，以减少外界噪声引起的误报。

超声波对物体没有穿透性，因此使用时应避免物体的遮挡，玻璃、隔板、房门等对超声波的反射能力较差，因此不应正对安装。

超声波是以空气作为传输介质的，因此空气的温度和相对湿度会影响其探测灵敏度。

当温度为21℃、相对湿度38%时，超声波的衰减最为严重，探测范围也最小。

五、开关式报警器开关式报警器是通过各种类型开关的闭合和断开来控制电路产生通、断，从而触发报警。

常见的开关有磁控开关、微动开关、压力垫，或用金属丝、金属条、金属箔等来代用的多种类型开关。

磁控开关又称磁控管或磁簧开关，由永久磁铁及干簧管组成。

磁控开关应该避免直接安装在金属物体上，必须使用时应使用钢门专用型磁控开关或改用微动开关或其它类型开关器件。

六、周界报警探测器在一些重要的区域，如机场、军事基地、武器弹药库、监狱等处，为了防止非法的入侵和各种破坏活动，传统的防范措施是在这些区域的外围周界处设置一些屏障，如围墙、栅栏、钢丝篱笆网等，并安排人员巡逻。

但是人力防范往往受到时间、地狱、人员素质和精力等因素的影响，难免出现漏洞和失误。

因此需要应用一些先进的周界探测报警系统形成一道人眼看不到的“电子围墙”。

前面介绍的主动红外探测器和微波墙式探测器是最为常见的周界报警探测器，其中微波墙式探测器需要防范的周界具有较好的平直度，曲折过多或者地面高低起伏不平地点就不宜采用微波墙式探测器；而主动红外探测器在室外使用时受环境气候影响较大，如雾、雪、雨、风沙等，能见度的下降必然引起作用距离的缩短。

除了上述两种以外，还有多种周界报警探测装置。

1、驻极体震动电缆报警器驻极体震动电缆是一种经过特殊充电处理后带有永久预置电荷的介电材料，利用驻极体材料可以制作驻极体话筒。

驻极体电缆又称为张力敏感电缆或麦克风式电缆，其基本结构和普通的同轴很相似，只不过是一种经过特殊加工同轴电缆。

在制作时对填充在其内、外导体之间的电介质进行静电偏压，使之带有永久性的预置静电荷。

当驻极体电缆受到机械震动或因受压而变形时，在电缆的内外导体就会产生一个变化的电压信号，此电压信号的大小和频率与受到的机械震动力成正比。

与外电路相连就可以检测出这一变化的信号电压，并检测到较宽频域范围内的信号。

由于驻极体电缆传感器的工作原理与驻极体麦克风相类似，故又称为麦克风电缆。

使用时通常将驻极体电缆用塑料带固定在栅栏或钢丝上，其一端与报警控制电路相连，另一端与负载电阻相连。

当有人翻越栅栏、铁丝网或切割栅栏、铁丝网时，电缆因受到震动而产生模拟电压信号即可触发报警。