被動紅外與主動紅外探測的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

1、被動紅外與主動紅外探測的原理及優(yōu)缺點(diǎn)紅外探測器是防盜報(bào)警系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組成部分，直接決定系統(tǒng)的靈敏性 與穩(wěn)定性，是整個(gè)系統(tǒng)品質(zhì)的保障。中國安防廠商在這些年來，無論在技術(shù)的 掌握與生產(chǎn)能力的提升上，均有明顯的改善，這得歸功于中國廠商不斷吸收外 商的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，并致力于降低成本，使中國安防產(chǎn)品開始得到工程 商們的認(rèn)同，加上低價(jià)對于甲方有著重要的吸引力，使得國產(chǎn)品在市場上成長 迅速。雖然國產(chǎn)品的品質(zhì)仍與進(jìn)口產(chǎn)品有段差距，但在用戶對安防產(chǎn)品不熟悉 的情況下，中國安防產(chǎn)品仍極具競爭優(yōu)勢。許多外國廠商也承認(rèn)，以前外商大幅依靠技術(shù)優(yōu)勢來應(yīng)對中國國產(chǎn)品的成 本優(yōu)勢，但近年來差距已經(jīng)縮小，優(yōu)勢漸減，可見

2、中國廠商在技術(shù)上已經(jīng)逐步 趕上國外廠商，部分廠商更具有創(chuàng)新能力，推出具特色的產(chǎn)品，使得中國安防 產(chǎn)品的水準(zhǔn)大幅提高。這個(gè)現(xiàn)象主要來自許多廠商對于品牌意識與產(chǎn)品質(zhì)量的 重視，加大了投資與研發(fā)力度。紅外探測器的原理及特點(diǎn)人體都有恒定的體溫，一般在 37度左右，會發(fā)出特定波長10 g左右的紅 外線，被動紅外探測器就是靠探測人體發(fā)射的 10呵左右的紅外線而進(jìn)行工作 的。人體發(fā)射的10呵左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng) 源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度 發(fā)生變化時(shí)就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn) 生報(bào)警信號。1被動紅外探測器是

3、以探測人體輻射為目標(biāo)的，所以熱釋電元件對波長為10 g左右的紅外輻射必須非常敏感。2為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。3其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。而且制成的兩個(gè)電極 化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn) 生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。4一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電 元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信 號處理而報(bào)警。被動紅外深測器優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價(jià)格低廉

4、。缺點(diǎn)：容易受各種熱源、陽光源干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻 射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾；環(huán)境溫度和人體溫 度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。如何正確安裝與使用 被動紅外探測器被動紅外探測器是一種在安防工程中使用極為普遍的一類探測器。但要其 正常使用，既要防止漏報(bào)，又要減少誤報(bào)，主要是將誤報(bào)現(xiàn)象降到最低的限 度。要做到這一點(diǎn)，必須首先要了解被動紅外探測器的一些基本概念及其技術(shù) 特點(diǎn)，這樣才能根據(jù)這些基本的技術(shù)特點(diǎn)，從安裝、調(diào)試、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)， 按照探測器的基本技術(shù)特點(diǎn)，這樣才能最大限度的發(fā)揮探測器的最大功效。那么首先我們就要了解以下信息，對正確使

5、用被動紅外探測器將有很大的 幫助作用。1. 根據(jù)說明書確定安裝高度探測器的安裝高度不是隨意的，會直接影響到探測器的靈敏度和防小動物 的效果，一般壁掛型紅外探測器安裝高度為 2.0-2.2 米處。2. 不宜面對玻璃門窗正對玻璃門窗會有兩個(gè)問題 :一是白光干擾，雖然被動式紅外探測器（ PIR） 對白光具有很強(qiáng)的抑制功能，但畢竟不是 100%的抑制，不要正對玻璃門窗，可 以避免強(qiáng)光的干擾；二是避免門窗外復(fù)雜的環(huán)境干擾，比如太陽直射、人群、 流動車輛等。3. 不宜正對冷熱通風(fēng)口或冷熱源被動紅外探測器感應(yīng)作用是與溫度的變化具有密切的關(guān)系，冷熱通風(fēng)口和 冷熱源均有可能引起探測器的誤報(bào)，對有些低性能的探測器

6、，有時(shí)通過門窗的 空氣對流也會造成誤報(bào)。4. 不宜正對易擺動的大型物體大型物體大幅度擺動可瞬間引起探測區(qū)域的突然的氣流變化，同樣可能引 起誤報(bào)；如室外探測器要避開大樹和較高的灌木。5. 合理的位置應(yīng)盡量探測范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物；在同一個(gè) 空間最好不要安裝兩個(gè)無線紅外探測器，以避免發(fā)生因同時(shí)觸發(fā)而干擾的現(xiàn) 象；紅外探測器應(yīng)與室內(nèi)的行走線呈一定的角度，探測器對于徑向移動反應(yīng)最 不敏感，而對于切向 （即與半徑垂直的方向 ）移動則最為敏感。在現(xiàn)場選擇合適的 安裝位置是避免紅外探測器誤報(bào)、求得最佳檢測靈敏度的極為重要的一環(huán)。6. 合理的選型被動紅外探測器具有多種型號，從室內(nèi)到室外

7、，從有線到無線，從單紅外 到三紅外，從壁掛式到吸頂式的都有，那么所要安裝的探測器必須要考慮防范 空間的大小，周邊的環(huán)境，出入口的特性等實(shí)際狀況。Page將探測器安裝完中后，調(diào)試探測器是最后所要做的工作。被動紅外探測器 的調(diào)試一般是步測，就是調(diào)試人員在警戒區(qū)內(nèi)走 S型的線路來感知警戒范圍的 長度寬度等來測試整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)是否達(dá)到要求?？刹殚喺f明書來適當(dāng)調(diào)節(jié)探測 器的靈敏度，過高過低的靈敏度都將影響防范效果。探測器的誤報(bào)因素及解決 辦法理想的入侵探測器僅僅響應(yīng)人員的存在，而不響應(yīng)如狗、貓及老鼠等動物 的活動，也不響應(yīng)室內(nèi)環(huán)境的變化，如溫度、濕度的變化及風(fēng)、雨聲音和振動要做到這一點(diǎn)不是很容易，大多數(shù)裝

8、置不但響應(yīng)了人的存在，而且對一些 無關(guān)因素的影響也產(chǎn)生響應(yīng)。沒有入侵行為時(shí)發(fā)出的報(bào)警叫做誤報(bào)。誤報(bào)可能由于元件故障或某些外界 影響而造成，它所產(chǎn)生的惡劣后果是不堪設(shè)想的，最輕的后果是因?yàn)樵黾恿嗽S 多不必要的麻煩而使人感到厭煩，從而大大降低報(bào)警器的可信度。最壞的后果 是它使警察或保安人員毫無必要地火速趕到現(xiàn)場，這樣他們本身的安全和周圍 人們的安全都會受到危害。因此，誤報(bào)警是報(bào)警器的致命弱點(diǎn)。我們來分析一下紅外探測報(bào)警器主要有那些原因會造成誤報(bào)。目前報(bào)警系 統(tǒng)出現(xiàn)誤報(bào)主要有以下幾個(gè)方面原因：無線探測器抗干擾能力差表現(xiàn)為同頻干 擾容易造成誤報(bào)；紅外探測器對入侵行為判斷力不夠準(zhǔn)確造成誤報(bào)；紅外探測 器

9、易受溫度、光線等環(huán)境因素影響而產(chǎn)生誤報(bào)；由于主機(jī)和探測器都是采用無 線編碼方式設(shè)置編碼有重復(fù)造成主機(jī)和探測器重碼導(dǎo)致誤報(bào)；也有些報(bào)警器的 質(zhì)量太差，如元器件的損壞和生產(chǎn)工藝不良造成誤報(bào)；還有跟選擇的設(shè)備、安 裝的方式、角度、位置、也有關(guān)；還有在受環(huán)境的影響下如空氣流動、寵物行 動等，還有人為的因素主要有用戶操作不當(dāng)、不小心觸發(fā)報(bào)警器、誤闖、誤入 已經(jīng)設(shè)防的訪區(qū)等都會產(chǎn)生誤報(bào)。產(chǎn)生誤報(bào)的原因很多也很復(fù)雜。因此要降低防盜報(bào)警器的誤報(bào)最重要的是 要從多方面的因素加以考慮，比如從技術(shù)和性能方面選擇探測器，包括傳感探 測器的選擇、菲涅爾透鏡的外形設(shè)計(jì)，微處理器程序，多鑒技術(shù)、自動跳碼的 滾動編碼技術(shù)、生

10、產(chǎn)工藝、使用方法，溫度補(bǔ)償，靈敏度探測距離調(diào)整等。這 些綜合因素都決定了探測器的性能和誤報(bào)率。針對以上情況設(shè)計(jì)的新一代紅外探測器采用一些獨(dú)持的技術(shù)來解決此類問 題。首先在紅外透鏡的焦點(diǎn)上，應(yīng)用不同電路分別連接的兩個(gè)光熱感應(yīng)器。特 殊的透鏡將覆蓋區(qū)域分為多個(gè)靈敏度梯形的保護(hù)區(qū)，并保證了保護(hù)區(qū)內(nèi)的信號 強(qiáng)度。獨(dú)特的透鏡還可以充當(dāng)紅外濾光鏡，表面經(jīng)過特殊處理的黑色透鏡允許 可見光和短波紅外線 （在大多數(shù)有白光光源的地方都存在 ）射入，然后被其黑色底 座所吸收。黑色紅外透鏡只反射波長符合人體移動的紅外線，將其反射到光熱 感應(yīng)器上。通過白光濾光鏡，探測器可以防止白光干擾。如果某人進(jìn)入或離開 探測器覆蓋的

11、一個(gè)或幾個(gè)區(qū)域，探測器應(yīng)可以探測到紅外輻射能量的變化， A/D 轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)器送出的信號數(shù)碼化后，再用處理器進(jìn)行分析，然后才發(fā)出報(bào)警 信號。這個(gè)過程涉及到探測中的所有標(biāo)準(zhǔn)，如信號的振幅、時(shí)間、格式、能量和 頻譜等，再加上從現(xiàn)場實(shí)際提取的統(tǒng)計(jì)信息。這些標(biāo)準(zhǔn)須結(jié)合判斷探測它們的 合理性，只有在結(jié)果符合強(qiáng)行闖入的標(biāo)準(zhǔn)后探測器才發(fā)出報(bào)警。對光熱感應(yīng)器 的信號進(jìn)行數(shù)碼化處理，可以消除信號的瞬變和電磁波的干擾等。目前，雙鑒探測器在市場中占據(jù)了一定份額，微波對溫度、光線的變化并 不敏感，通過兩個(gè)探測單元復(fù)合探測，探測器的智能雙鑒被動紅外探測器已大 大降低了誤報(bào)可能性。報(bào)警探測器的靈敏度和可靠性是相互影響的。

12、合理選擇報(bào)警探測器的探測 靈敏度和采用不同的抗外界干擾的措施，可以提高報(bào)警探測器性能。采用不同 的抗干擾措施，決定了報(bào)警探測器在不同環(huán)境下的使用性能。了解各種報(bào)警探 測器的性能和特點(diǎn)，根據(jù)不同使用環(huán)境，合理配置不同的報(bào)警探測器是防盜報(bào) 警系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。各種探測器有各自不同的工作原理，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，要 使探測器在任何場合都能有效地發(fā)揮作用，就應(yīng)該進(jìn)行精心選擇、精心安裝。Page主動紅外與被動紅外探測器的區(qū)別及應(yīng)用主動紅外入侵探測器是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射機(jī)是由電源、發(fā)光源 和光學(xué)系統(tǒng)組成，接收機(jī)是由光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號處理器等 部分組成。主動紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型

13、報(bào)警器，發(fā)射機(jī)中的紅外 發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束（此光束的波長約 在0.80.95 微米之間），經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接 收機(jī)接收，由接收機(jī)中的紅外光電傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成信號，經(jīng)過電路處理 后傳給報(bào)警控制器。由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達(dá)接收機(jī)，構(gòu)成了 一條警戒線。正常情況下，接收機(jī)收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號，當(dāng)有人入侵該 警戒線時(shí)，紅外光束被遮擋，接收機(jī)收到的紅外信號發(fā)生變化，提取這一變 化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號。目前此類探測器有二光束、 三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的優(yōu)點(diǎn)就是 防范距離

14、遠(yuǎn)，能達(dá)到被動紅外的十倍以上探測距離。被動紅外探測器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動。 人體的紅外能量與環(huán)境有差別，當(dāng)人通過探測區(qū)域時(shí)，探測器收集到的這個(gè)不 同的紅外能量的位置變化，進(jìn)而通過分析發(fā)出報(bào)警。但外界環(huán)境是：不但人體會發(fā)出紅外能量，許多物體在一定的條件下都會 散發(fā)紅外能量，而在可見光中這種能量尤其突出，所以任何被動紅外探測器的 抗白光干擾就成了一個(gè)重要的指標(biāo)。在室內(nèi)光線穩(wěn)定、紅外能量比較恒定的情 況下，這種探測方式表現(xiàn)非常好。但室外情況就不同了，長期以來被動紅外紅 外探測在室外只有極少數(shù)廠家才能做到。正所謂室內(nèi)室外一小步，科技含量三 大步。主動紅外探測器設(shè)備選擇1根據(jù)

15、防范現(xiàn)場最低、最高溫度及其持續(xù)時(shí)間，選擇工作溫度與之適合的 主動紅外入侵探測器；若環(huán)境溫度過低可使用專用加熱器以保證探測器的正常 工作。2主動紅外入侵探測器受霧影響嚴(yán)重，室外使用時(shí)均應(yīng)選擇具有自動增益 功能的設(shè)備 （此類設(shè)備當(dāng)氣候變化時(shí)靈敏度會自動調(diào)節(jié) ）；另外，所選設(shè)備的探測 距離實(shí)際警戒距離留出 20%以上的余量，以減少氣候變化引起系統(tǒng)的誤報(bào)警。3在室外使用時(shí)一定要選用雙光束或 3 光束主動紅外入侵探測器，以減少 小鳥、落葉等引起系統(tǒng)的誤報(bào)警。4 .主動紅外入侵探測器中所用紅外發(fā)光二極管波長分別在0.85 g和0.95 附近。前者有紅曝現(xiàn)象產(chǎn)生，其隱蔽性不如后者好。5.多霧地區(qū)、環(huán)境臟亂風(fēng)

16、沙較大地區(qū)的室外不宜使用主動紅外入侵測器。6. 在空曠地帶或在圍墻上、屋頂上使用主動紅外入侵探測器時(shí)，應(yīng)選擇具 有避雷功能的設(shè)備。7. 遇有折墻，且距離又較近時(shí)，可選用反射器件，以減少探測器使用數(shù) 量。8室外使用主動紅外入侵探測器的最大射束距離應(yīng)是制造廠商規(guī)定的探測 距離的 6 倍以上。入侵探測器的發(fā)展趨勢及市場前景隨著安防技術(shù)的發(fā)展、安防市場的成熟，以及政策法規(guī)的完善，可以概括 為數(shù)字化、無線化、集成化是防盜報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢：1更穩(wěn)定/可靠：如探測器需可抗RFI/EM、防雷電等，以適應(yīng)惡劣氣候;2.更多樣的功能：如探測器可調(diào)頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等；3 .更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求;4.更智