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​防盗报警系统

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防盗报警系统

1防盗报警系统的基本构成

安防系统通常由探测器、信号传输信道和控制器组成。最基本的防盗报警系统由设置在现场防区内的入侵探测器与报警控制器组成。典型的系统组成如图8.1所示。

image.png图8.1入侵探测报警系统的基本组成

图8.1入侵探测报警系统的基本组成

2入侵探测器概述

入侵探测器是由传感器和信号处理器组成的用来探测入侵者入侵行为的电子和机械部件组成、用来探测入侵者的入侵行为的装置。入侵报警探测器需要防范入侵的地方可以是某些特定部位,如门、窗、柜台、展览厅的展柜;或是条线,如边防线、警戒线、边界线;有时要求防范范围是个面,如仓库、重要建筑物的周界围网(铁丝网或围墙);有时又要求防范的是个空间,如档案室、资料室、武器室、珍贵物品的展厅等,它不允许入侵者进入其空间的任何地方。因此入侵报警系统在设计时就应根据被防范场所的不同地理特征、外部环境及警戒要求选用合适的探测器以达到安全防范的目的。

入侵探测器应有防拆、防破坏等保护功能。当入侵者企图拆开外壳或使信号传输线断路、短路或接其他负载时,探测器应能发出报警信号。

入侵探测器还要有较强的抗干扰能力。在探测范围内,任何小动物或长150mm、直径为30mm具有与小动物类似的红外幅射特性的圆筒大小物体都不应使探测器产生报警;探测器对于与射束轴线成15°或更大一点的任何外界光源的辐射干扰信号应不产生误报;探测器应能承受常温气流和电铃的干扰;还应能承受电火花的干扰。

入侵探测器通常由传感器和前置信号处理电路两部分组成。根据不同的防范场所,选用不同的信号传感器,如气压、温度、振动、幅度传感器等探测和预报各种危险情况。如红外探测器中的红外传感器能探测出被测物体表面的热变化率,从而判断被测物体的运动情况而引起报警;震动电磁传感器能探测出物体的震动,把它固定在地面或保险柜上,就能探测出入侵者走动或撬挖保险柜的动作。前置信号处理电路将传感器输出的电信号处理后变成信道中传输的电信号,此信号常称为探测电信号。

信号传输信道种类极多,通常分有线信道和无线信道。有线信道常数用双绞线、电力线、电话线、电缆或光缆传输探测电信号,而无线信道则是将控测电信号调制到规定的无线电频段上,用无线电波传输探测电信号。

控制器通常由信号处理器和报警装置组成。由有线或无线信道送来的探测电信号经信号处理器作深入处理,以判断“有”或“无”危险信号,若有警情出现,控制器就控制告警装置,发出声光报警信号,引起值班人员的警觉,以采取相应的措施;或直接向公安保卫部门发出报警信号。

用于安全防范技术的产品多种多样,各种不同类型传感器组成的探测器,应用在不同的地点、场合,取得了良好的效果。报警器材名目繁多,对报警器材进行分类,有利于掌握它的工作原理、构造和适用的场合。

3入侵探测器的分类和工作原理

1入侵探测器的分类概述

入侵探测器的种类繁多,分类方式也有多种。通常按其传感器种类、工作方式、警戒范围等来区分。

1.按传感器种类分类

入侵探测器的分类可按其所用传感器的特点分为开关型入侵探测器、震动型入侵探测器、声音探测器、超声波入侵探测器、次声入侵探测器、主动与被动红外入侵探测器、微波

入侵探测器、激光入侵探测器、视频运动入侵探测器和多种技术复合入侵探测器。

2.按工作方式来分类

按工作方式可分为主动和被动探测报警器。被动探测报警器,在工作时不需向探测现场发出信号,而对被测物体自身存在的能量进行检测。平时接收传感器的信号稳定,当出现异常情况时,稳定信号被破坏,经处理发出报警信号。

主动探测报警器在工作时,探测器要向探测现场发出某种形式的能量,经反向或直射在传感器上形成一个稳定信号,当出现异常情况时,稳定信号被破坏,经信号处理后,输出报警信号。

3.按警戒范围分类

按防范警戒区域可分为点型入侵探测器、直线型入侵探测器、面型入侵探测器和空间型入侵探测器。

点型入侵探测器警戒的仅是某一点,如门窗、柜台、保险柜,当这一监控点出现危险情况时,即发出报警信号,通常由微动开关方式或磁控开关方式报警控制。

直线型入侵探测器警戒的是一条线,当这条警戒线上出现危险情况时,发出报警信号。

如光电报警器或激光报警器,先由光源或激光器发出一束光或激光,被接收器接收,当光和激光被遮断时,报警器即发出报警信号。

面型入侵探测器警戒范围为一个面,当警戒面上出现危害时,即发出报警信号。如震动报警器装在一面墙上,当墙面上任何一点受到震动时即发出报警信号。

空间型入侵探测器警戒的范围是一个立体空间,当空间内任意处出现入侵危害时,即发出报警信号。如在微波多普勒报警器所警戒的空间内,入侵者从门窗、天花板或地板的任何一处进入都会产生报警信号。

4.按报警信号传输方式分类

按报警信号传输方式可分为有线型和无线型。探测器在检测到非法入侵者后,以导线或无线电两种方式将报警信号传输给报警控制主机。有线型与无线型的选取由报警系统或应用环境决定。所有无线探测器无任何外接连线,内置电池均可正常连续工作2~4年。

5.按使用环境分类

按使用环境分类可分为室内型和室外型。室外型产品主要防范露天空间或平面周界,室内型产品主要防范室内空间区域或平面周界。

6.按探测模式分类

按探测模式分为空间型和幕帘型。空间型防范整个立体空间,幕帘型防范一个如同幕帘的平面周界。幕帘型分为单幕帘、双幕帘和四幕帘三种。单幕帘探测器只是在透镜片上与空间型探测器有所区别,单幕帘探测器所防范的幕帘周界不能识别入侵方向且较容易误报,在以往安装单幕帘或空间型探测器的情况下,居住者的活动范围是受到限制的,因为他们不得不避开受保护的区域,以避免触发报警。而双幕帘探测器使用了全新的方向识别技术,可以准确辨别出被保护区域内人体的运动方向,从而区分出是居住者还是入侵者。因此,居住者在布防情况下可以在防范区域内自由活动,不会触发警报;入侵者一旦从门窗、阳台进入,双幕帘探测器会立即报警。四幕帘探测器有比双幕帘探测器更精确的识别功能与更强的抗误报能力。

还有一些其他的分类方法,市场销售和工程应用上的分类方法也很多,这里不一—论述。

8.2.3.2点型入侵探测器的原理

对于门窗、柜台、展橱、保险柜等防范范围仅是某一特定部位使用的入侵探测器为点型入侵探测器,点型入侵探测器通常有开关型和振动型两种。

1.开关入侵探测器

开关入侵探测器是由开关型传感器构成的,可以是微动开关、干簧继电器、易断金属导线或压力垫等。不论是常开型或是常闭型,当其状态改变时均可直接向报警控制器发出报警信号,由报警控制器发出声、光警报信号。

2.振动入侵探测器

当入侵者进入防范区域实施犯罪时,总会引起地面、墙壁、门窗、保险柜等发生振动,我们可以采用压电式传感器、电磁感应传感器或其他可感受振动信号的传感器来探测入侵时发生的振动信号,这种探测器我们称之为振动入侵探测器。

墙振动探测器及玻璃破碎探测器是典型的振动入侵探测器,这种探测器常使用压电式传感器或导电簧片开关传感器。

压电传感器是利用压电材料的压电效应制成的,当压电材料受到某方向的压力时,在一特定方向两个相对电极上分别感应出电荷,电荷量的大小与压力成正比。我们把压电传感器贴在玻璃上,当玻璃受到振动时,传感器相应的两电极上感应出电荷,形成一微弱的电位差,通过采用高放大倍数、高输入阻抗的集成放大电路进行信号放大,输出报警信号。

玻璃破碎探测器的外壳薪附在需防范的玻璃的内侧。环境温度和湿度的变化及轻微振动产生的低频振动,甚至敲击玻璃所产生的振动都能被上簧片的弯曲部分吸收,而不改变上、下电极的接触状态,只有当探测器探测到玻璃破碎或足以使玻璃破碎的强冲击力时产生的特殊频率范围的振动才能使上、下簧片振动,处于不断开闭状态,触发控制电路产生报警信号。

电动式振动入侵探测器是利用电磁感应传感器将振动转换成线圈两端的感应电动势输出。将电动式振动入侵传感器与保险柜、贵重物体固定在一起,当入侵者搬动或触动保险柜等物体时产生振动,电动传感器随之振动,线圈与电动传感器是固定在一起的,而磁铁通过弹簧与壳体连接在一起,壳体振动后,磁铁随之运动,在线圈上感应出电动势,其大小E-nBLv,B为磁感应强度,L为每匝线圈的长度,n为绕组匝数,v为物体的振动速度。输出电压E正比于振动速度,电动传感器具有较高的灵敏度,输出电动势较高,不需要高增益的放大器,而且电动传感器输出阻抗低,噪声干扰小。

8.2.3.3直线型入侵探测器的原理

直线型入侵探测器是指警戒范围为一条线束的探测器。当在这条警戒线上的警戒状态被破坏时发出报警信号。最常见的直线型报警探测器有红外入侵探测器、激光入侵探测器。

1.红外入侵探测器

红外入侵探测器分为被动红外探测器和主动红外探测器两种形式。

被动红外探测器只有红外线接收器。当被防范范围内有目标入侵并移动时,将引起该区域内红外辐射的变化,而红外探测器能探测出这种红外辐射的变化并发出报警信号。实际上除入侵物体发出红外辐射外,被探测范围内的其他物体如室外的建筑物、地形、树木、山和

室内的墙壁、课桌、家俱等都会发生热辐射,但因这些物体是固定不变的,其热辐射也是稳定的,当入侵物体进入被监控区域后,稳定不变的热辐射被破坏,产生了一个变化的热辐射,而红外探测器中的红外传感器就能收到这个变化的辐射,经放大处理后报警。在使用中,把探测器放置在所要防范的区域里,那些固定的景物就成为不动的背景,背景辐射的微小信号变化为噪声信号,由于探测器的抗噪能力较强,噪声信号不会引起误报,红外探测器一般用在背景不动或防范区域内无活动物体的场合。

现在实际应用的被动红外探测器,大多是在一个探测器中集成多个红外接收单元,称为多元被动红外探测器。这样的探测器由于具有几个接收单元,不仅能检测出其防范区域有入侵者时的红外变化,还可以因各单元安装方向的不同而接收信号的大小不同,检测出入侵者走动时产生的单元信号差值的变化,从而达到双重检测的目的,大大提高了报警精度,减少了误报率。

主动红外探测器由主动红外光发射器和接收器两个部件构成。

主动红外发射器发出一束经调制的红外光束,投向红外接收器,形成一条警戒线。当目标侵入该警戒线时,红外光束被部分或全部遮挡,接收机因接收信号发生变化而报警。主动红外探测器的发射光源通常为红外发光二极管。其特点是体积小、重量轻、寿命长、功耗小,晶体管、集成电路都能直接推动。主动红外探测器的光源通常为脉冲调制的脉冲波形,发射机采用自激多谐振荡器作为调制电源,产生很高占空比的脉冲波形,去调制红外发光二极管发光,发射出红外脉冲调制光谱。这样大大降低了电源的功耗,又增加了系统抗杂散光干扰的能力。

对光束遮挡型的探测器,要适当选取有效的报警最短遮光时间。遮光时间选得太短,会引起不必要的噪声干扰,如小鸟飞过、小动物穿过都会引起报警;而遮光时间太长,则可能导致漏报。通常以10m/s速度通过镜头的遮光时间,来定最短遮光时间。若人的宽度为20cm,则最短遮光时间为20cm/(10m/s)=20ms。大于20ms,系统报警;小于20ms则不报警。

主动红外探测器体积小、重量轻、便于隐蔽,采用双光路甚至四光路的主动红外探测器可大大提高其抗噪防误报的能力,加大防范的垂直面,另外主动红外探测器寿命长、价格低、易调整,因此被广泛使用在安全防范工程中。

然而,当主动红外探测器用在室外自然环境时,比如无星光和月亮的夜晚,以及夏日中午太阳光背景辐射的强度比超过100dB时,会使接收机的光电传感器工作环境相差太大。通常采用截止滤光片,滤去背景光中的极大部分能量(主要为可见光的能量),使接收机的光电传感器在各种户外光照条件下的使用条件基本相似。

另外,室外的大雾会引起传输中红外光的散射,大大缩短主动红外探测器的有效探测距离。虽然大部分应用在室外的主动红外探测器在出厂时已考虑到了上述因素,但在使用中还是应该充分考虑大雾天气造成的影响。

2.激光入侵探测器

激光与一般光源相比有如下特点。

(1)方向性好,亮度高

一束激光的发散角可能很小,即使在几千米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。

(2)激光的单色性和相干性好

激光探测器与主动红外探测器有些相似,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时,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。

8.2.3.4面型入侵探测器的原理

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。电场畸变入侵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,探测器响应这一畸变并输出报警信号。电场畸变入侵探测器有平行线电场畸变入侵探测器、泄漏电缆电场畸变探测器等。

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8.2所示。传感器由一组平行线(2~10条)构成,在这些导线中一部分是场线,它们与振荡频率为1~40kHz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,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。

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,从而将误报率降到最低。

2.泄漏电缆电场畸变入侵探测器

泄漏电缆是一种特制的同轴电缆,见图8.3,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义缠绕并留有孔隙。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。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8.4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、长周界的安全防范场所。

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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、长周界的安全防范场所。


图8.2 平行线电场畸变入侵探测器

图8.2 平行线电场畸变入侵探测器


image.png图8.3泄漏电缆结构示意图

图8.3泄漏电缆结构示意图

image.png图8.4泄漏电缆产生空间场示意图

图8.4泄漏电缆产生空间场示意图

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,并将电缆做成波浪状或呈其他曲折形状固定在网状的围墙上(如图8.5所示),一定长度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振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。

image.png

图8.5 振动传感电缆型入侵探测器示意图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8.6所示


图8.6电子围栏式入侵探测器

图8.6电子围栏式入侵探测器

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)时,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

微波墙式入侵探测器,主要用于周界防范。它类似于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,像一面墙壁的形状,所以防范的面积更大。其安装后构成的原理框图如图8.7所示。

图8.7 微波墙式入侵探测器原理图

图8.7 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,以免误报。另外,在防范区域(波束)内,不应有花草树木等物体,以免有风吹动时,产生误报。

8.2.3.5空间入侵探测器的原理

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时,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入侵探测器。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

声发射入侵探测器。(1)声控入侵探测器

声控入侵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入侵探测器中。在声控入侵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绪(约10 um)构成,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,与驻极体相对应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,驻极体箱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20 Hz~15kHz的频率范围内有恒定的灵敏度。

(2)声发射入侵探测器

声发射入侵探测器是监控某一频带的声音发出报警信号,而对其他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,玻璃破碎声发射入侵探测器通常也用驻极体传话器作为声电传感器。当玻璃破碎时,发出的破碎声由多种频率的声响构成,主要频率为10-15 kHz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1 kHz左右的衰减信号,大约持续5 ms;铝钢筋时产生频率约

3.5 kHz、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)次声波入侵探测器

次声波为频率很低的音频信号。次声波入侵探测器的工作原理与声发射入侵探测器相同,不过采用低通滤波器滤去高频和中须音频信号,而放大次低须信号报警。

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,发出次声波;另外,由于开门、碎窗、破培产生加速度,则内表面空气被压缩产生另一次声波,而这两个次声波频率大约为1Hz,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、移动家具、人员走动,次声波强度都低于阈值,不会报警。但是这种特定环境下如果采用其他超声、微波或红外探测器都会导致误报。

(4)超声波入侵探测器

超声波是指频率在20 kHz以上的信号,这种信号人的耳朵听不到。超声波入侵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器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。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。

如超声波发射器发射25-40 kHz的超声波充满室内空间,超声波接收器接收从墙壁、天花板、地板及室内其他物体反射回来的超声能量,并不断地与发射波的频率加以比较。当室内没有移动物体时,反射波与发射波的频率相同,不报警;当入侵者在探测区内移动时,超声反射

波会产生大约士100 Hz多普勒频移,接收机检测出发射波与反射波之间的频率差异后,即发出报警信号。

超声波声场型探测器是将发射器和接收器分别安装在不同位置。超声波在密闭的房间内经固定物体(如墙、地板、天花板、家具)多次反射,布满各个角落。由于多次反射,室内的超声波形成复杂的驻波状态,有许多波腹点和波节点。波腹点能量密度大,波节点能量密度低,造成室内超声波能量分布的不均匀。当没有物体移动时,超声波能量处于一种稳定状态;当改变室内固定物体分布时,超声能量的分布将发生改变。而当室内有一移动物体时,室内超声波能量发生连续变化,而接收器接收到连续变化的信号后,就能探测出移动物体的存在,变化信号的幅度与超声频率和物体移动的速度成正比。

2.微波入侵探测器

微波是一种频率很高的无线电波,波长一般在0.001~1m之间,由于微波的波长与一般物体的几何尺寸相当,所以很容易被物体所反射。按工作原理微波入侵探测器可分为移动型微波探测器和阻挡型微波探测器。

(1)移动型微波探测器

移动型微波探测器又称多普勒式微波入侵探测器。其工作原理与多普勒式超声波探测器相同,只不过探测器发射和接收的是微波而不是超声波。

(2)阻挡型微波探测器

阻挡型微波探测器由发射器、接收器和信号处理器组成。使用时将发射天线和接收天线相对放置在监控场地的两端,发射天线发射的微波束直接送达接收天线。当没有运动目标遮断微波束时,微波能量被接收天线接收,发出正常工作信号;当有运动目标阻挡微波束时,天线接收到的微波能量减弱或消失,此时产生报警信号。

8.2.4探测器的应用

8.2.4.1 开关式探测器的应用

开关式探测器是一种结构比较简单,使用也比较方便、经济的探测器。它是通过各种类型开关的闭合或断开来控制电路通、断,从而触发报警的。

常用的开关式探测器有磁控开关、微动开关、紧急报警开关、压力垫或用金属丝、金属条、金属箔等多种类型的开关。它们可以将压力、磁场力或位移等物理量的变化转换为电压或电流的变化。报警控制器发出报警信号的方式有两种:一种是开路报警方式,另一种是短路报警方式。

1、磁控开关(又称磁控管开关或磁簧开关)

(1)磁控开关的组成及基本工作原理

磁控开关是由永久磁铁及干簧管(又称磁簧管或磁控管)两部分组成的。

干簧管是一个内部充有惰性气体(如氮气)的玻璃管,内装有两个金属簧片,形成触点,如图8.8所示。当需要用磁控开关去警戒多个门、窗时,可采用图8.9所示的方式。

(2)磁控开关的主要特点及安装使用要点

>磁控开关其磁控管的金属簧片要有较好的弹性且易于吸合,同时磁铁的磁性必须有足够的强度和寿命,以易于安装且减少误报。

图8.8 磁控开关的工作原理

图8.8 磁控开关的工作原理

图8.9磁控开关的串联使用

图8.9磁控开关的串联使用

要经常注意检查永久磁铁的磁性是否减弱,否则会导致开关失灵。

一般普通的磁控开关不宜在钢、铁物体上直接安装,这样会使磁性削弱,缩短磁铁的使用寿命。

磁控开关有明装式(表面安装式)和暗装式(隐藏安装式),应根据防范部位的特点和要求选择。

磁控开关的触点有较高的可靠性和较长寿命,一般其可靠通断的次数可达10次以上。

由于磁控开关的体积小、耗电少、使用方便、价格便宜,动作灵敏(接点的释放与吸合时间约在1 ms),抗腐蚀性能又好,比其他机械触点的开关寿命要长,因此得以广泛应用。

2.微动开关

这种开关做成一个整体部件,需要靠外部的作用力通过传动部件带动,将内部簧片的接点接通或断开。

最简单的一种是如图8.10(a)所示的两个接点的按钮开关。只要按钮被压下,A、B两点间即可接通;压力去除,A,B两点间断开。还有如图8.10(b)所示的三个接点的按键开关,A.B两点间为常闭接触;A、C两点间为常开。

image.png图8.10 微动开关

图8.10 微动开关

微动开关的优点是结构简单、安装方便、价格便宜、防震性能好、触点可承受较大电流,可以安装在金属物体上。缺点是抗腐蚀性及动作灵敏程度不如磁控开关。

3·紧急报警开关

当银行、家庭、机关、工厂等场合出现入室抢劫、盗窃等险情或其他异常情况时,往往需要采用人工操作来实现紧急报警。这时可采用紧急报警按钮开关和脚挑式或脚踏式开关。

4·带有开关的防抢钱夹

从外表上看,它就是一个很平常的可以夹钞票的钱夹子,其实是内部带有开关的防抢钱夹。

5.压力垫

压力垫是由两条平行放置的具有弹性的金属带构成,中间有几处用很薄的绝缘材料(如泡沫塑料)将两块金属条支撑着绝缘隔开,如图8.11所示。两块金属条分别接到报警电路中,相当一8 开的开关。

图8.11 压力垫

图8.11 压力垫

压力垫通常放在窗户、楼梯和保险柜周围的地毯下面。当入侵者踏上地毯时,人体的压力会使两根金属带相通,使终端电阻被短路,从而触发报警,如图8.12所示。

图8.12 利用压力垫报警

图8.12 利用压力垫报警

开关式探测器结构简单、稳定可靠、抗干扰性强、易于安装维修、价格低廉,从而获得广泛的应用。

8.2.4.2被动红外探测器的应用

被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射后温度发生变化就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。

1,自然界物体的红外辐射特性

根据普通物理学知识,自然界中的任何物体都可以看做一个红外辐射源,当物体的表面温度高于绝对零度(-273℃),均会产生热辐射,热辐射产生的光谱主要位于红外波段。人体辐射的红外峰值波长约在10um处。

物体表面的温度越高,其辐射的红外线波长越短。也就是说,物体表面的绝对温度决定了其红外辐射的峰值波长。如表8.1所示。

表8.1 不同温度下物体的红外辐射峰值波长

表8.1 不同温度下物体的红外辐射峰值波长

2,被动红外探测器的组成和基本工作原理

在被动红外探测器中有两个关键性的元件,一个是热释电红外传感器(PIR),它能将波长为812 um之间的红外信号转变为电信号,并能对自然界中的白光信号具有抑制作用,因此在被动红外探测器的警戒区内,当无人体移动时,热释电红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进入警戒区时,通过菲涅耳透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,因此,红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异

热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极,在传感器监测范围内温度有AT的变化时,热释电效应会在两个电极上产生电荷AQ,即在两电极之间产生微弱的电压AV,由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷AQ会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,A7-0,则传感器无输出。当人体进入检测区时,因人体温度与环境温度有差别,产生AT,则有AT输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出了。所以传感器检测人体或者动物的活动使环境背景温度产生传感。热释电效应同压电效应类似,是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。

另外一个器件就是菲涅耳透镜,菲涅耳透镜有两种形式,即折射式和反射式。菲涅耳透镜作用有两个:一是聚焦作用,即将热释的红外信号折射(反射)在PIR上,第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区,使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号,这样PIR就能产生变化的电信号。被动式红外探测器主要是由光学系统、热传感器(或称红外传感器)及报警控制器等部分所组成。

3,被动式红外探测器的主要特点及安装使用要点

>被动式红外探测器属于空间控制型探测器,由于本身不向外辐射任何能量,因此功耗可以做得很低,普通的电池就可以维持长时间的工作。

>红外线的穿透性能较差,在监控区域内不应有障碍物,否则会造成探测“盲区”。为了防止误报警,不应将被动式红外探测器探头对准任何温度会快速改变的物体,特别是发热体,如电暖气,空调的出风口,白炽灯等强光源以及受阳光直射的窗口等。这样可以防止由于热气流的流动而引起误报警。

>被动式红外探测器亦称为红外线移动探测器。应使探测器具有最大的警戒范围,使可能的入侵者都能处于红外警戒的光束范围之内。并使入侵者的活动有利于横向穿越光束带区,这样可以提高探测的灵敏度。

>被动式红外探测器的产品有壁挂式、吸顶式、幕帘探测器几种安装分类。>在同一室内安装数个被动式红外探测器时,也不会产生相互之间的干扰。

>注意保护菲涅耳透镜。菲涅耳透镜用软塑料制成,应该避免用硬物或指甲等划伤。基于上述原因,被动式红外探测器基本上属于室内应用型探测器。但是随着技术的发展,有的公司已经推出适合室外使用的被动式红外探测器。

8.2.4.3 双技术探测器的应用

双技术探测器又称为双鉴器或复合式探测器。它将两种探测技术结合在一起,以“相与”

的关系来触发报警,即只有当两种探测器同时或者相继在短暂的时间内都探测到目标时,才可发出报警信号。

人们对几种不同的探测技术(环境因素对各技术的影响如表8.2所示)进行了多种不同组合方式的试验,如超声波-微波双技术探测器、双被动红外双技术探测器、微波-被动红外双技术探测器、超声波-被动红外双技术探测器、玻璃破碎声响-振动双技术探测器等,并对几种双技术探测器的误报率进行了比较,如表8.3所示。其中以微波-被动红外双技术探测器

的误报率最低,比其他几种类型双技术探测器的误报率低约270倍,比采用各种单技术探测器的误报率低约421倍。实践证明,把微波与被动红外两种探测技术加以组合,是最为理想的一种组合方式。因此,获得了广泛的应用。

表8.2环境因素表

表8.2环境因素表

表8.3几种探测器误报率的比较

表8.3几种探测器误报率的比较

微波-被动红外双技术探测器实际上是将这两种探测技术的探测器封装在一个壳体内,并将两个探测器的输出信号共同送到“与门”电路去触发报警。“与门”电路的特点是:当两个输入端同时为“1"(高电平)时,其输出才为"1"(高电平)。换句话说,只有当两种探测技术的传感器都探测到移动的人体时,才可触发报警。其基本组成如图8.13所示。

图8.13 微波-被动红外双技术探测器的基本组成

图8.13 微波-被动红外双技术探测器的基本组成

微波-被动红外双技术探测器的主要特点及安装使用要点如下。

>双技术探测器比单技术探测器的价格要贵些,但其可靠性要远高于单技术探测器,且价格日渐降低。

安装时,要使两种探测器的灵敏度都达到最佳状态是比较难做到的。

单技术的微波探测器对物体的振动(如门、窗的抖动等)往往会发生误报警,而被动红外探测器对防范区域内任何快速的温度变化,或温度较高的热对流等也往往会发生误报警。而双鉴器可集两者的优点于一体,取长补短,对环境干扰因素有较强的抑制作用,因而对安装环境的要求不十分严格,通常只要按照使用说明书的要求进行安装即可满足防范要求。

8.2.4.4玻璃破碎探测器的应用

玻璃破碎探测器是专门用来探测玻璃破碎功能的一种探测器。当入侵者打碎玻璃试图作案时,即可发出报警信号。

玻璃破碎探测器有声控型单技术玻璃破碎探测器和双技术玻璃破碎探测器(声控-振动型双技术玻璃破碎探测器和次声波-玻璃破碎高频声响双技术玻璃破碎探测器)。

1,声控型单技术玻璃破碎探测器的基本工作原理声控型玻璃破碎探测器与声控探测器的工作原理很相似,其组成方框图如图8.14所示。

image.png图8.14 玻璃破碎报警器的组成方框图

图8.14 玻璃破碎报警器的组成方框图

玻璃破碎时发出的响亮而刺耳的声响频率是处于10~15 kHz的高频段范围之内。将带通放大器的带宽选在10~15 kHz的范围内,就可将玻璃破碎时产生的高频声音信号取出,从而触发报警。但对人的走路、说话、雷雨声等却具有较强的抑制作用,从而可以降低误报率。

2,声控-振动型双技术玻璃破碎探测器

声控-振动型双技术玻璃破碎探测器是将声控探测与振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振动时,才能输出报警信号。因此,与前述的声控型单技术玻璃破碎探测器相比,可以有效地降低误报率,增加探测系统的可靠性。它不会因周围环境中其他声响而发生误报警。因此,可以全天候(24小时)地进行防范工作。

3,次声波-玻璃破碎高频声响双技术玻璃破碎探测器这种双技术玻璃破碎探测器比前一种声控-振动型双技术玻璃破碎探测器的性能又有了进一步的提高,是目前较好的一种玻璃破碎探测器。

(1)次声波的产生

次声波是频率低于20 Hz的声波,属于不可闻声波。

实验分析表明:当敲击门、窗等的玻璃(此时玻璃还未破碎)时,会产生一个超低频的弹性振动波,这时的机械振动波就属于次声波范围,而当玻璃破碎时,才会发出高频的声音。

其他一些原因也会导致次声波的产生。

一般的建筑物,通常其内部的各个房间(或单元)是通过室内的门、窗户、墙壁、地面、天花板等物体与室外环境相互隔开的,这就造成了房间内部与外部的环境在温度、湿度、气压、气流等方面存在着一定的差异。特别是对于那些门、窗紧闭、封闭性较好的房间,其室内外的这种环境差异就更大些。

当入侵者试图进室作案时,必定要选择在这个房间的某个位置打开一个通道。如打碎玻璃,强行而入,或在墙壁、天窗顶棚、门板上钻眼凿洞,打开缺口,或强行打开门、窗等才能进入室内。由于室内外环境不同所造成的气压、气流差,致使在打开的缺口或通道处的空气受到扰动,造成一定的流动性。此外,在门、窗强行被推开时,因具有一定的加速运动,空气受到挤压也会进一步加强这一扰动。上述这两种因素都会产生超低频的机械振动波,即为次声波,其频率甚至可低于10 Hz以下。产生的次声波会通过室内的空气介质向房间各处传播,并通过室内的各种物体进行反射。由此可见,当入侵者在打碎玻璃强行入室作案的瞬间,不仅会产生玻璃破碎时的可闻声波和相关物体(如窗框、墙壁等)的振动,还会产生次声波,并在短时间充满室内空间。

(2)次声波探测技术

与探测玻璃破碎高频声响的原理相似,采用具有选频作用的声控探测技术,即可探测到次声波的存在。其简化方框图如图8.15所示。

图8.15 探测次声波的原理

图8.15 探测次声波的原理

所不同的是,由声电传感器将接收到的包含高、中、低频等多种频率的声波信号转换为相应的电信号后,必须要加一级低通放大器,以便将次声波频率范围内的声波取出,并加以放大,再经信号处理后,达到一定的阈值即可触发报警。

4,玻璃破碎探测器的主要特点及安装使用要点

>玻璃破碎探测器适用于一切需要警戒玻璃防碎的场所。

>安装时应将声电传感器正对着警戒的主要方向。

>安装时要尽量靠近所要保护的玻璃,尽可能地远离噪声干扰源,以减少误报警。不同种类的玻璃破碎探测器安装位置不一样。不同种类的玻璃破碎探测器,根据其工作原理的不同,有的需要安装在窗框旁边(一般距离窗框5cm左右),有的可以安装在靠近玻璃附近的墙壁或天花板上,但要求玻璃与墙壁或天花板之间的夹角不得大于90,以免降低其探测力。次声波-玻璃破碎高频声响技术玻璃破碎探测器安装方式比较简易,可以安装在室内任何地方,只需满足探测器的探测范围半径要求即可。其安放位置如图8.16所示。

>可以用一个玻璃破碎探测器来保护多面玻璃窗探测器不要装在通风口或换气扇的前面,也不要靠近门铃,以确保工作可靠性。

图8.16 玻璃破碎探测器的安装位置

图8.16 玻璃破碎探测器的安装位置

图8.16 玻璃破碎探测器的安装位置

8.2.4.5 主动式红外探测器的应用1·主动式红外探测器的组成及基本工作原理主动式红外探测器是由发射和接收装置两部分组成,如图8.17所示。

图8.17 主动式红外探测器的基本组成

图8.17 主动式红外探测器的基本组成

分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜,它起到将红外光聚焦成较细的平行光束的作用,以使红外光的能量集中传送。红外发光管置于发端光学透镜的焦点上,而光敏晶体管置于收端光学透镜的焦点上,如图8.18所示。

图8.18利用光学透镜将红外光聚集成束

图8.18利用光学透镜将红外光聚集成束

2·主动式红外探测器的防范布局方式

主动式红外探测器可根据防范要求、防范区的大小和形状的不同,分别构成警戒线、警戒网、多层警戒等不同的防范布局方式。

根据红外发射机及红外接收机设置的位置不同,主动式红外探测器又可分为对向型安装方式及反射型安装方式两种,

(1)对向型安装方式

红外发射机与红外接收机对向设置,如图8.19所示。可采用多组红外发射机与红外接收机对向放置的方式,这样可以用多道红外光束形成红外警戒网(或称光墙),如图8.20所示。也可采用如图8.21所示的其他多种形式的多光束组成警戒网。根据警戒区域的形状不同,只要将多组红外发射机和红外接收机合理配置,就可以构成不同形状的红外线周界封锁线,如图8.22所示。

图8.19单光束型

图8.19单光束型

image.png图8.20多光束型

图8.20多光束型

图8.21 其他类型的多光束组合而成的警戒网


图8.21 其他类型的多光束组合而成的警戒网

image.png图8.22 四组红外收、发机构成的周界警戒线

图8.22 四组红外收、发机构成的周界警戒线

当需要警戒的直线距离较长时,也可采用几组收、发设备接力的形式,如图8.23所示。

image.png图8.23用接力方式加长探测距离

图8.23用接力方式加长探测距离

目前使用较多的双光束主动式红外探测器的防范布局方式,在多组红外发射机与接收机一起使用时,应注意消除射束的交叉误射。

(2)反射型安装方式

反射型安装方式如图8.24所示。

采用这种方式,一方面可缩短红外发射机与接收机之间的直线距离,便于就近安装、管理;另一方面也可通过反射锐的多次反射,将红外光束的警戒线扩展成红外警戒面或警戒网,如图8.25所示。

image.png图8.24 反射型安装方式

图8.24 反射型安装方式

图8.25 利用反射型安装方式所形成的红外警戒网

图8.25 利用反射型安装方式所形成的红外警戒网

要注意的是:采用反射型安装方式时的累计探测距离将小于采用对向型安装方式时的直线探测距离,因此,实际安装时应留有充分的余地3,主动式红外探测器的主要特点及安装使用要点

>属于线控制型探测器,其控制范围为线状分布的狭长空间。

主动式红外探测器的监控距离较远,可长达百米以上。

>探测器还具有体积小、重量轻、耗电低、操作安装简便、价格低廉等优点。

主动式红外探测器用于室内警戒时,工作可靠性较高。但用于室外警戒时,受环境气候影响较大。

由于光学系统的透镜表面裸露在空气之中,极易被尘埃等杂物所污染。

>由主动式红外探测器所构成的警戒线或警戒网可因环境不同随意配置,使用起来灵活方便

8.2.4.6 超声波探测器的应用

利用人耳听不到的超声波段的机械振动波来作为探测源的探测器就称为超声波探测器,它是专门用来探测移动物体的空间型探测器。

超声波探测器根据其结构和安装方法的不同可分为两种类型。一种是将两个超声波换能器安装在同一壳体内,即收、发合置型,其工作原理是基于声波的多普勒效应,故通常又称为多普勒型超声波探测器。另一种是将两个超声波换能器分别放置在不同的位置,即收、发分置型,其工作原理不同于一般的多普勒效应,通常称为声场型超声波探测器。

1,超声波换能器

超声波换能器是超声波探测器中的关键器件,亦可称为超声波传感器。常用的有两种:一种是压电晶体传感器,另一种是磁致伸缩传感器,前一种应用得更为广泛。利用它们可以实现将电能转变为声能或将声能转变为电能的能量转换。

超声波接收装置的换能器是利用压电晶体的正压电效应制成的。

2,多普勒型超声波探测器

超声波探测器主要是由发射机、接收机和信号处理电路几部分组成的。将发射机与接收机合置的多普勒型超声波探测器的基本组成如图8.26所示。

image.png

图8.26 多普勒型超声波探测器的基本组成声波与电磁波的多普勒效应原理完全相同。在微波探测器一节中已介绍,在此不再重复。超声波收、发机通常装在天花板或墙上,其发射的超声波能场的分布是有一定方向性的,一般是面向防范区呈椭圆形的能场分布,控制面积可达几十平方米。如图8.27所示。

image.png图8.27 超声波能场的分布图

图8.27 超声波能场的分布图

为了减少探测盲区,在较大的防范区也可安装多个超声波收、发机,并使各个收、发机的能场相互重叠以减小盲区。

3,声场型超声波探测器

声场型超声波探测器是将超声波收、发机分开放置,其工作原理与前述的多普勒超声波探测器有所不同。

收、发机分置的超声波探测器其控制空间可达几百立方米。由于可以采用数对以至十几对收、发机并联使用的方式,故还可以警戒更大范围的空间。也可根据房间的大小分别采用一发、一收、一控,三发、三收、一控和六发、三收、一控等多种不同的布局系统。声场型超声波探测器由于不是以多普勒效应为原理的,故其探测灵敏度与移动人体的运动方向无关。而多普勒型超声波探测器的探测灵敏度则与移动人体的运动方向有关。即当入侵者向着或背着超声波收、发机的方向行走时,因可使超声波产生较大的多普勒频移,故探测灵敏度也就较高。

4·超声波探测器的主要特点及安装使用要点

超声波探测器属于空间控制型探测器;室内的密封性应较好;房间的隔音性能要好;超声波对物体没有穿透性能;安装位置;

>环境介质的影响。

8.2.4.7 声控探测器的应用

利用由声电传感器做成的监听头对监控现场进行立体式空间警戒的探测系统通常称为声控探测器。

1,声控探测器的组成及基本工作原理

声控探测器用来探测入侵者在防范区域室内的走动或进行盗窃和破坏活动(如撬锁、开启门窗、搬运、拆卸东西等)时所发出的声响,并以探测声音的声强来作为报警的依据。这种探测系统比较简单,只需在防护区域内安装一定数量的声控头,把接收到的声音信号转换为电信号,并经电路处理后送到报警控制器,当声音的强度超过一定电平时,就可触发电路发出声、光等报警信号。

声控报警系统主要由声控头和报警监听控制器两个部分组成。声控头置于监控现场,控制器置于值班中心。

2,声控探测器的主要特点及安装使用要点

声控探测器属于空间控制型探测器;声控探测器与其他类型的探测器一样,一般也设置有报警灵敏度调节装置;采用选频式声控报警电路可进一步解决在特定环境中使用声控报警器误报的问题。

8.2.4.8振动探测器的应用

振动探测器以探测入侵者的走动或进行各种破坏活动时所产生的振动信号来作为报警

的依据,例如,入侵者在进行凿墙、钻洞、破坏门、窗、撬保险柜等破坏活动时,都会引起这些物体的振动,以这些振动信号来触发报警的探测器就称为振动探测器。

1,振动探测器的基本工作原理

振动探测器的基本工作原理如图8.28所示。振动传感器是振动探测器的核心组成部件。


image.png图8.28振动探测器的基本工作原理

图8.28振动探测器的基本工作原理

2,常用的几种振动探测器

振动探测器包括机械式振动探测器、惯性棒电子式振动探测器、电动式振动探测器、压电晶体振动探测器、电子式全面型振动探测器等多种类型。

(1)机械式振动探测器

机械式振动探测器可以看做一种振动型的机械开关,类型有多种。

其中一种机械式振动探测器的结构极为简单,在一块金属板上有一个圆孔,在圆孔中心悬有一根细圆金属棒,棒与板孔之间留有少许的空隙。

(2)惯性棒电子式振动探测器

惯性棒电子式振动探测器适用于各种环境。

(3)电子式全面型振动探测器

所谓全面型振动探测器是指该探测器可以探测到由各种入侵方式,如爆炸、焊枪、锤击、电钻、电锯、水压工具等引发的振动信号,但对在防范区内人员的正常走动则不会引起误报。它包含了对振动频率、振动周期和振动幅度三者的分析,三组感应器感应三种不同的振动方式,从而有效地探测出非法入侵所产生的振动,但却抑制了环境的干扰因素。

电动式振动探测器对磁铁在线圈中的垂直加速位移尤为敏感。因此,当安装在周界的钢丝网面上时,对强行爬越钢丝网的入侵者有极高的探测率。

(4)压电晶体振动探测器

在超声波探测器一节中,我们已经介绍过压电晶体的压电效应。压电晶体是一种特殊的晶体,它可以将施加于其上的机械作用力转变为相应大小的电压,即模拟的电信号。此电信号的频率及幅度与机械振动的频率及幅度成正比。利用压电晶体的压电效应就可做成压电晶体振动探测器,其适用范围也很广。

3,振动探测器的主要特点及安装使用要点>振动探测器基本上属于面控制型探测器;

>振动式探测器安装要牢固;

>振动探测器安装的位置应远离振动源(如旋转的电机);》电子式振动探测器主要用于室外掩埋式周界报警系统中。

8.2.4.9视频探测器的应用

视频探测器是将电视监视技术与报警技术相结合的一种新型安全防范报警设备。它是用电视摄像机来作为遥测传感器,通过检测被监视区域的图像变化,从而报警的一种装置。由于是通过检测因移动目标闯入摄像机的监视视野所引起的电视图像的变化,所以又称为视频运动探测器或移动目标检测器。

机摄取到的视频图像信号通过电缆传送到控制中心的视频报警控制器,并在电视监视器上显示监控现场的图像。

视频探测器分模拟式视频报警控制器和数字式视频报警控制器两种类型。

图8.29 视频探测器的基本工作原理

image.png图8.29 视频探测器的基本工作原理


(1)模拟式视频报警控制器模拟式视频报警控制器是通过检测被摄景物亮度电子的变化来触发报警的,不足之处是因其参与比较的信息量较少,准确性稍差,且抗干扰能力较差,易发生误报和漏报。模拟式视频报警控制器一般只限于在室内且完全静态或稳定的环境中使用。

(2)数字式视频报警控制器

数字式视频报警控制器的处理电路将摄像机摄取的正常情况下的图像视频信号进行数字化处理,并加以存储。不断地将摄像机在担任警戒工作中实时摄取的图像信号进行实时数字化图像处理,再不断地将实时摄取的数字化图像信号与原存储的正常数字化图像信号加以比较、分析、处理。当检测到监视区域内有移动目标时,图像信号发生变化,即可发出报警信号。同时还可增加报警现场图像存储、记录和给出报警点的语音提示等多种辅助功能。由于监视区域的范围较大,视频报警器可以只对监视区内的重要部位进行报警,如房间的门、窗或保险柜等。利用视频报警器电路可以在监视器的图像上叠加上1个或多个方形或圆形的报警区。这些人为设定的报警区的大小、形状和位置均可由使用者任意调节。

(3)视频探测器的主要特点及安装使用要点

>视频探测器将监视与报警功能合为一体。

>可以直观、实时地观察到触发报警现场的情况,及时发现报警原因,而且准确无误,从而可以及时果断地采取处置措施。

视频报警系统进一步发挥和完善了电视监控系统的优点。

视频探测器可以在视场范围内人为设定报警区,实现对特定区域或特定目标的报警;可以有效地避免误报警和漏报警的发生。

视频探测器也兼有火灾报警和火情监视的功能。

对监视区域快速的光线变化比较敏感。

数字式视频探测器在室内室外均可全天候地使用。

>数字式视频探测器对被摄景物的视频信号进行了数字化图像处理,因此信息量大。

8.2.4.10 入侵探测报警控制器的应用1,入侵探测报警控制器的功能

入侵探测报警控制器置于用户端的值班中心,是报警系统的主控部分,它可向报警探测器提供电源,接收报警探测器送出的报警电信号,并对此电信号进行进一步的处理。报警控器通常又可称为报警控制/通信主机。

入侵探测报警控制器包括可驱动外围设备,具有系统自检功能、故障报警功能、对系统的编程等功能。

近期生产的报警控制器多采用微处理机进

行控制,用户可以在键盘上完成编程和对报警系统的各种控制操作,功能很强,使用也非常方便。参看图8.30.

2,报警控制器的分类

按系统规模不同,报警控制器可分为小型、中型和大型报警控制器

按防范控制功能,报警控制器又可分为仅具有单一安全防范功能的报警控制器(如防盗、防入侵报警控制器、防火报警控制器等)和具有多种安全防范功能集防盗、防入侵、防火、电视监控、监听等控制功能为一体的综合型多功能报警控制器。

图8.30 报警控制器的主要功能

图8.30 报警控制器的主要功能

将各种不同类型的报警探测器与不同规格的报警控制器组合起来,能构成适于不同用途、不同警戒范围的报警系统网络。

按照信号的传输方式不同来分,报警控制器可分为具有有线接口的报警控制器和具有无线接口的报警控制器以及有线接口和无线接口兼而有之的报警控制器。

依据报警控制器的安装方式不同,报警控制器又可分为台式、柜式和壁挂式。

3,报警控制器对报警探测器和系统工作状态的控制将探测器与报警控制器相连并接通电源,就组成了报警系统。在用户已完成对报警控制器编程的情况下(或直接利用厂家的默认程序设置),操作人员即可在键盘上按厂家规定的操作码进行操作。只要输入不同的操作码,就可通过报警控制器对探测器的工作状态进行控制。系统主要有以下5种工作状态:布防(又称设防),撤防,旁路,24小时监控(不受布防、撤防操作的影响),系统自检、测试。

(5)系统自检、测试状态

这是在系统撤防时操作人员对报警系统进行自检或测试的工作状态。

如可对各防区的探测器进行测试,当某一防区被触发时,键盘会发出声响。

4·报警控制器的防区布防类型

不同厂家生产的报警控制器,其防区布防类型的种类或名称在编程表中不一定都设置得完全相同,但综合起来看,大致可以有以下几种防区的布防类型。

(1)按防区报警是否设有延时时间划分主要分为两大类:瞬时防区和延时防区。

(2)按探测器安装的不同位置和所起的防范功能划分可分为以下几种:

>出入防区。周边防区。

内部防区:接于该防区的探测器主要用来对室内平面或空间的防范,多采用被动红外探测器、微波-被动红外双技术探测器等。

日夜防区(有的厂家称之为日间防区)

24小时报警防区:接于该防区的探测器24小时都处于警戒状态,不会受到布防、撤防操作的影响。一旦触发,立即报警,没有延时。除火警防区是属于24小时报警防区外,还有像使用振动探测器和玻璃破碎探测器、微动开关等来对某些贵重物品、保险柜、展示柜等防止被窃、被撬的保护;或在工厂车间里对某些设备的监控保护,如利用温度或压力传感器来防止设备过热、过压等的保护;或用于突发事件、紧急救护的紧急报警按钮等。

>火警防区。

(3)按用户的主人是否留守室内划分

可分为4种类型

>外出布防;

>留守布防

>快速布防;>全防布防。

这四种布防状态只需在控制键盘上执行不同的操作码即可实现。

以上四种布防方式的特点和使用情况如表8.4所示。

表8.4 四种布防方式的特点和使用情况

表8.4 四种布防方式的特点和使用情况

8.2.5有线入侵探测报警系统

1,有线入侵探测报警系统的基本概念

有线入侵探测报警系统是指在入侵探测器与报警控制器之间采用的是有线传输的方式。

同时报警控制器与上一级接警中心也采用有线传输方式。如图8.31所示。

图8.31 有线入侵探测报警系统

图8.31 有线入侵探测报警系统

2,有线入侵探测报警系统的分类

根据系统中所采用的传输线路不同,有线入侵探测报警系统基本上可以分为两大类:

>利用专线传输的有线报警系统

>利用公用电话网传输的连网报警系统;3·利用公用电话网传输的连网报警系统

此系统可方便地利用现有的城市或各单位、部门的程控电话交换网来作为传输网络,既用于城市公安局、公安分局、派出所辖区组织报警网,也适用于银行、宾馆、饭店、工厂及所有有电话交换设备的企事业单位内部组织报警网。只要有电话线的地方就可与中心连网,组网方便、施工简便、节省费用。

它具有及时可靠的自动报警、接警功能,是预防和打击盗窃、抢劫、火灾等案情的发生,提高快速反应能力的高技术电子安全防范系统。

(1)利用电话线传输报警信息的基本方式

利用电话线传输网络来实现报警,基本上可分为以下两大类。

①人工电话报警

报案人拨通电话,利用电话交换网来实现口述语音报警,如110报警、接警系统。人工电话报警可以做到快速、及时,但它解决不了防范现场无人值守时的自动报警问题。

②电子设备自动报警

根据报警信号在电话线中传输的信息方式不同,该方式又可分为两种类型,即录音语音信号电话自动报警和数字信号电话自动报警。

>录音语音信号电话自动报警:在该方式中,报警信号是将事先录好的人说话的或模拟人说话的录音语音报警信号送入电话线,传输至接警中心。

>数字信号电话自动报警:在该方式中,报警信息在电话线中是以数字信号的方式传输的。不仅速度快、准确,单位时间内传输的信息量也较大,效率高,便于接警中心快速处理。同时还具有报警资料,便于存储、分类、归档、查询、统计方便等优点。

(2)数字信号电话自动报警系统的组网模式

数字信号电话自动报警系统的组网模式目前基本上有两大类型。

>数字信号电话自动报警系统模式1-利用计算机来接警。

>数字信号电话自动报警系统模式2--采用专用的数字报警接收机来接警。

(3)电话线传输多级报警连网系统

根据各级中心使用的设备不同,又可分为以下三种方式。>各级接警中心都采用数字报警接收机接警的连网系统。

>接警中心分别采用数字报警接收机和计算机接警的连网系统。

>各接警中心都采用计算机接警的连网系统。

4,电话线传输电脑连网报警系统的主要功能与特点

>运用计算机技术组网,依靠电话线传输报警信号,组网简单易行,灵活方便,范围广,容量大,自动化程度高。

>功能全面、适应性强,可以组成多功能的安全报警网。

当防范现场出现警情时可实现自动拨号报警,接警中心自动接警。报警信号传输速度快,信息全面、准确具体。

>报警控制器与中心接警计算机之间具有双向通信能力,报警控制器与接警接收机之司采用双向应答方式工作。

密码操作,安全可靠。

可编程操作,灵活方便,实用性强。具有防破坏功能和电源备份功能。

以上只介绍了电话线传输电脑连网报警系统最主要的功能与特点,实际上,不同设计方案的报警系统,具有其自己独特的功能与特点。

8.2.6无线入侵探测报警系统

1·无线入侵探测报警系统的基本概念

入侵探测器与无线报警发射机组成无线报警探测器,这两个部分可以是各自独立分开的,使用时再把它们之间用有线方式相连(限制在10m之内),也可以是组装在一起的,成为合二为一的一个部件。

全国无线电管理委员会分配给无线报警系统所使用的专用无线电频率如下。

第一组:36.050 MHz,36.075 MHz,36.125 MHz第二组:36.350 MHz,36.375 MHz,36.425 MHz第三组:36.650 MHz,36.675 MHz,36.725 MHz早期多采用音频电路方式或简单编码的电路方式,近几年都采用了微机或微电脑编码控制方式。

2,无线报警系统的主要技术指标

(1)无线报警接收机和无线报警发射机共同的技术指标

>无线通信方式,即调制与解调的方式。

>报警频点:即工作频率(MHz)

频率准确度(±XkHz)频率稳定度(±XPPM)

(2)无线报警接收机的主要技术指标

接收机的灵敏度(uV);>控制距离(m或km);

>最大容量;

>接收机可显示的报警类型的种类。(3)无线报警发射机的主要技术指标

>报警方式:触点开或触点闭报警。

发射机的发射功率(W)。

发射机的探测器输入接口的个数和要求。

发射机静态警戒电流,即发射机在非报警时的工作电流(mA)

发射机发射工作电流,即发射机在报警时的工作电流(mA)

发射机向探测器提供的电源。

3·无线连网报警系统

无线连网报警系统可以根据防范区域大小、防范报警要求等级以及防范报警的功能等方面合理配置,可将有线及无线报警系统有机地组合在一起,构成一个无线报警连网系统。


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