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被動紅外探測器采用的技術(shù)淺談

發(fā)布時(shí)間:2011-04-21

中心議題:
  • 被動紅外探測器采用的技術(shù)分析
解決方案:
  • 使用優(yōu)質(zhì)鏡面材料
  • 改進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)
  • 溫度補(bǔ)償和光敏調(diào)整

被動紅外探測器是入侵防盜報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的設(shè)備之一,自其問世以來,所采用的技術(shù)不斷發(fā)展,而每種技術(shù)所針對的問題也不盡相同,有的主要為了過濾白光,有的著眼于減少高頻干擾的影響,還有的專門解決小動物活動造成的誤報(bào);還有的兩種技術(shù),正好強(qiáng)調(diào)了互為對立的兩個(gè)方面,如脈沖計(jì)數(shù)技術(shù)和一步觸發(fā)技術(shù);有的兩種技術(shù)應(yīng)用原理相反,結(jié)果卻殊途同歸,如無線防盜系統(tǒng)中的擴(kuò)頻技術(shù)和超窄帶技術(shù)。

作為報(bào)警服務(wù)行業(yè)的施工維護(hù)和市場部門人員,應(yīng)該對這些技術(shù)有一定的了解,從而根據(jù)使用環(huán)境,有針對性地制訂設(shè)計(jì)和施工方案,達(dá)到量材使用,減少誤報(bào)的目的。筆者根據(jù)近幾年來國內(nèi)實(shí)際安裝較多的紅外探測器型號,將其采用的技術(shù)初步歸納為以下一些類別。
  
使用優(yōu)質(zhì)材料
  
選擇鏡面材料:改進(jìn)菲涅爾透鏡所用的材料,使其具有很好的波長選擇特性。在容許人體所發(fā)出的紅外光線通過的同時(shí),盡可能阻擋白光中其他波長的光線,消除白光干擾。質(zhì)量好的透鏡,可消除高達(dá)20000燭光強(qiáng)度的白光干擾,相當(dāng)于機(jī)場的跑道燈在2米處照射時(shí),探測器都不會引起誤報(bào)。
  
雙重屏蔽薄膜:在傳感器前,加貼特殊的傳導(dǎo)濾光膜,稱為雙重屏蔽薄膜。此膜的作用,一方面可減少陽光、汽車前燈、熒光燈等光源的影響。當(dāng)早上或傍晚陽光照入室內(nèi)時(shí),照度可達(dá)50000Lux,而采用此屏蔽后,光照強(qiáng)度達(dá)到100000Lux也不會產(chǎn)生誤報(bào);另一方面此薄膜還具有抗RF無線電頻率干擾的作用,使探測器具有20V/M或30V/M的抗干擾能力。(20V/M相當(dāng)于10W的無線發(fā)射機(jī)距1m內(nèi)不會產(chǎn)生誤報(bào),30V/M相當(dāng)于10W發(fā)射機(jī)距0.3m-0.5m,不會發(fā)生誤報(bào)。)
  
磁力保護(hù)繼電器:該繼電器可以防無線電磁干擾和外力破壞。當(dāng)探測器附近有強(qiáng)磁場時(shí),一般繼電器外部缺乏磁場屏蔽,可能無法正常工作,從而導(dǎo)致探測器失效。采用磁力保護(hù)繼電器,外加的強(qiáng)磁場對繼電器的工作不再產(chǎn)生影響。
  
改進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)
  
球形透鏡:探測器在工作時(shí),其探測范圍在上下、左右要張開一定的角度。而在有效的探測范圍內(nèi),其各項(xiàng)靈敏度應(yīng)盡量保證一致。為了改善探測扇面的均勻特性,采用了球形透鏡,使透鏡上每個(gè)探測區(qū)域的焦距保持一致,靈敏度不變。
  
密封光學(xué)系統(tǒng):在透鏡和電路板之間采用隔熱塑料盒,將傳感器置于密封盒內(nèi),處于相對恒溫的條件,可以減少電路元器件發(fā)熱引起的干擾;在傳感器周圍采用碳黑海綿對白光進(jìn)行吸收,可減少外界白光干擾,同時(shí)也起到了防塵、防潮、防小蟲侵入的作用。
  
控制探測區(qū)域:采用幕簾、防寵物鏡面,避開小動物綷-常活動的范圍,對其活動的區(qū)域不予探測(如探測區(qū)域高于地面一定距離),又不影響對入侵人員的探測。
  
鏡面調(diào)整縮放功能:由于房頂?shù)母叨炔煌瑢ξ敿t外探測器的要求也不同。通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)鏡面,可改變焦距和探測高度,以適應(yīng)不同的環(huán)境要求。
  
紅外反射聚焦:與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種,即反射式、透射式和折射式。其中反射式的靈敏度最高,探測距離遠(yuǎn)。菲涅爾透鏡屬透射式,靈敏度最低,折射式居中。菲涅爾透鏡體積小、密封容易、穩(wěn)定性好、價(jià)格較低,因此目前國內(nèi)外多采用透射式系統(tǒng)。但采用反射鏡聚集紅外能量,比菲涅爾鏡片更有效,因此探測器信號放大電路的增益可以做得較低,信噪比更高,能較好地防止干擾信號引起的誤報(bào)。有少數(shù)國外進(jìn)口的被動紅外探測器使用了反射法聚焦,因而取得了較好的防誤報(bào)效果。
  
溫度補(bǔ)償和光敏調(diào)整
  
溫度補(bǔ)償電路:被動紅外探測器探測的信號強(qiáng)弱與人體和環(huán)境溫度的差別有很大的關(guān)系,一般情況下,人的體溫與環(huán)境溫度相差較多。當(dāng)入侵者移動時(shí),傳感器接收到紅外的變化信號幅度較大而觸發(fā)報(bào)警;當(dāng)環(huán)境溫度與人體溫度接近時(shí),入侵者在運(yùn)動時(shí)傳感器接收到的紅外變化信號幅度較小,這樣有可能由于信號小于觸發(fā)閥值而不會報(bào)警。因此,探測器需根據(jù)環(huán)境溫度的變化,對電路增益進(jìn)行補(bǔ)償。
  
常規(guī)的溫度補(bǔ)償是線性遞增形,即溫度越高、補(bǔ)償越大,當(dāng)環(huán)境溫度高于人體溫度時(shí),過度的補(bǔ)償顯然是不合理的,而且容易產(chǎn)生誤報(bào)。較好的補(bǔ)償方法是采用拋物線形,使得探測器在比較大的溫度變化范圍內(nèi),都能保持靈敏度基本一致。
  
光敏調(diào)整:由于晝夜光照變化較大,探測器如果晝夜工作,則白天與黑夜的工作特性,會產(chǎn)生較大的變化。探測器電路利用光敏電阻隨光照變化而阻值相應(yīng)變化的特性,根據(jù)周圍區(qū)域的亮度和工作的時(shí)段,自動調(diào)整接收靈敏度,確定日/夜不同的工作模式,可以有效地防止白天強(qiáng)光干擾引起的誤報(bào)。
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