被动式红外探测器
被动式红外探测器是一种在安防工程中使用极为普遍的一类探测器。但要其正常使用，既要防止漏报，又要减少误报，特别是如何将误报现象降到最低的限度是一个摆在广大工程设计人员面前的一个课题。要做到这一点，首先必须要了解被动式红外探测器的一些基本概念及其技术特点，这样才能根据这些基本的技术特点，从安装、调试、使用等各个环节，按照探测器的基本技术特点，这样才能最大限度的发挥探测器的最大功效。
一、动红外探测器的主要工作原理及特性
1、被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。在自然界中，任何高于 (-273℃)的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用一种在接收了红外辐射温度变化就会向外释放电荷的热释电元件，并且在检测处理后产生报警。
●这种探测器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。
●为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
●被动红外探测器，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
●一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
●多视场的获得，一是多法线小镜而组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜-菲涅尔透镜，通过菲涅尔透镜聚焦在红外传感器上。
●这要指出的是被动红外面的几束光表示有几个视场，并非被动红外发红外光，视场越多，控制越严密。
被动红外深测器的优缺点
优点：
●本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好。
●价格低廉
缺点：
●容易受各种热源、阳光源干扰。
●被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收。
●易受射频辐射的干扰。
●环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
2、被动红外探测新技术说明
下面针对上述的被动红外探测器的缺点，结合美国的美安科技的Focus牌的红外探测技术，进行详细发分析。通过对其缺点分析发现，我们实际上要解决误报和探测下降甚至失灵的问题：
2.1误报问题
为了降低误报率，只要排除误报等因素就可以大大降低误报率。
误报的因素可以分为两类：
外界的因素:
● 外界的热光源（尤其是白光光源）：如阳光、照明光源等;
● 外界的射频信号。
内部因素:
● 内部由于器件等的噪声和干扰，如光热释感应器的信号瞬变等。
针对以上情况，采用一些独特的技术来解决此类问题。
信号出/入分析
当有物体走入或走出一个探测区段时, 在反极性探测感应器上会产生两个极性相反的信号,这种出/入信号的能量将被独立分析并储存在内存记忆内。只有在一段特定的时间内,当两个感应器上都收集到足够的出/入能量时才会触发警报。
其优点:"信号出/入分析"能超乎想象地提高探头对气流、随机噪音及发热器的抗干扰能力。如再加上"四源红外反极性探测" , 便能使探头具有超卓的抗干扰能力, 是现今市场上最优秀的产品。
四源红外反极性探测(专利)
探头内置两个红外感应器,移动信号会使两个感应器产生两个极性相反的信号;而非移动信号(射频、电磁、火花、静电等干扰),则使两个感应器产生两个极性相同的信号。利用此原理便可准确无误地区分移动和非移动信号。
其优点:
1.应用此技术所获得抗干扰能力是传统的滤波及屏蔽技术所无法相比的;
2.具有超卓的防小动物能力。
自动脉冲数调节
2、所有Focus牌探头都有此先进功能。"自动脉冲数调节"能检测每个红外信号能量的大小, 然后把数据储存在内存记忆内。探头能自动跟据内存记忆内的能量水平改变工作模式:
1）、 当能量水平高时(此时误报的机率较低),使用低脉冲数模式,功能跟一般非脉冲数调节探头一样。
2）、当能量水平低时(误报的机率较高), 使用高脉冲数模式(最高可达25个脉冲),可有效防止误报的发生。
优点: 有效防止误报而不降低灵敏度。
2．2探测能力的降低
探测能力下降可以分为几个方面：
探测器个探测试场分布不合理：如空隙过大，探测器被遮挡，如被泡沫、烟雾（入侵者经常使用的手段）、纸、衣物等。由于体温和环境差别不大，造成探测能力下降。
高质 LODIF 段式 FRESNEL 透镜 (专利)
无论是清色度,准确度及聚焦能力各方面均比传统的FRESNEL透镜高出30%。透镜材料采用高质抗白光干扰物料制造,并采用分段式设计。
优点:
1. 能有效地收集人体发出的能量;
2. 消除死位;
3. 高抗白光干扰能力。
微波防遮挡功能 (专利)
只要有任何遮挡物在探头一米距离内移动,便会马上触发警报。
优点: 可有效防止闯入者以物件遮挡探头, 使探头失去作用。
主动微波自我检测功能
微波发射器每隔3分钟便自我检测一次,而自我检测是不需通过移动物体触发。如发现故障, 故障开关便马上被触发。
优点: 可确保探头工作正常, 万一发生故障亦可及时更换。
交叠式红外源(ISG)(专利)
传统的四源红外设计在探测远距离物体时灵敏度会降低, 这是因为人体在远距离时不会同时通过上下两个红外源, 所以便造成灵敏度降低甚至失灵。美安公司专利的"交叠式红外源"能有效地解决此问题。
优点:
1.有效地解决远距离灵敏度降低及温度上升距离缩短的问题;
2.可把距离提高至传统设计的二倍;
3.简化调试过程。
自动温度补偿
“自动温度补偿”能自动调节放大器功率的大小来平衡因温度变化引起的灵敏度变化现像。
优点: 使探头在整段工作温度区内都有稳定的灵敏度。
2.3其他一些新技术应用
●实时数字处理功能
●移动技术
●背景分析
●射频/电磁干扰保护
●完备的电压控制
2、关于中国大陆地区双鉴探测器的一些看法
目前，中国大陆地区双鉴防盗探测器(红外+微波)在市场中占据了一定份额，但普通双鉴防盗探测器(红外+微波)具有相当大的同限性。
●双鉴防盗探测器(红外+微波)首先是在普通单纯被动红外探测器误报率高的情况下才产生的，而美安科技公司的被动红外探测器已大大降低了误报率。
●普通双鉴防盗探测器(红外+微波)虽然采用了红外报警和微波报警相与的关系，但这样也就降低了探测能力。
●微波本身具有一定的穿透能力(如墙壁等)，增加了误报率。
●微波可以被金属屏蔽，在实际应用中(如冰箱)增加了探测的局限性
二、被动式红外探测器的警戒区域感应模型分析
任何一种被动式红外探测器在其出厂说明书上都有感应视区的模型图。那么从这个模型上我们可以了解哪些信息呢？
●探测器应该安装的高度
●探测器下视区的角度应是多少
●最远的覆盖范围
●最宽的覆盖作用距离
●覆盖角度
●可供观看感应带的方向
有了这些信息就可以对被动式红外探测器有一个基本的了解，对正确使用被动式红外探测器将有很大的帮助作用。
三、关于被动式红外探测器的防宠物功能
被动式红外探测器发展到今天，在技术上已经比较成熟，防小宠物是被动红外探测器的一种重要的功能，每个生产厂家对抗小宠物干扰的处理方式是不一样的，但不外乎有两种方式: 一种是物理方式，即通过菲涅尔透镜分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率，这种方式是表面的，效果也是有限的。第二种方式是采用对探测信号处理分析方式，主要是对探测的信号进行数据采集，然后分析其中的信号周期，幅度，极性。这些因素具体反应出移动物体的速度、热释红外能量的大小，以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较，由此,判断移动物体可能是人还是小动物。
由此看来，我们要注意的是被动式红外探测器的防小宠物的功能是相对的。这种相对性包括两个方面，一个是防宠物是相对的，相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了，它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求的，并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能，在安装时，必须要仔细理解探测器的说明书中的具体要求。
四、被动式红外探测器的安装注意事项
由于被动式红外探测器是属于一种微弱信号检测设备，在安装对必须注意一些细节方面的问题，如高度，灵敏度等。正确安装一个被动红外探测器，必须掌握以下几个方面的信息: 首先是对探测器的性能特点必须了解，其次要合理确定安装的位置，最后必须要仔细调试。不能说探测器能报警就说明安装好了，那么如何确定一个被动式红外探测器的安装位置呢？
●根据说明书确定正常的安装角度
安装高度不是随意的，会影响探测器的灵敏度和防小宠物的效果。试想一下，一个探测器装在2M高度的位置和2.5M高度的位置，那么移动物体从地面移动时，分割明区和暗区的频率是不一样的。
●不宜面对玻璃门窗
被动式红外探测器正对玻璃门窗，会有两个问题:一是白光干扰，虽然热释点红外(PIR)对白光具有很强的抑制功能，但毕竟不是100%的抑制。因此避免正对玻璃门窗，可以避免强光的干扰。二是避免门窗外复杂的环境干扰，比如人群流动、车辆等。
●不宜正对冷热通风口或冷热源
被动式红外探测器感应作用是与温度的变化具有密切的关系。冷热通风口和冷热源均有可能引起探测器的误报，对有些低性能的探测器，有时通过门窗的空气对流也会造成误报。
●不宜正对易摆动的物体
易摆动的物体将会使微波探测器起作用，因此同样可能造成误报。
●注意非法入侵路线
安装探测器的目的是防止犯罪分子的非法入侵，在确定安装位置之前，必须要考虑建筑物主要出人口。实际上我们防止了出入口，截断非法入侵线路，也就达到了我们的目的。
五、调试
将探测器安装完之后，调试探测器是最后所要做的工作。被动式红外探测器的调试有两种方法，一种是步测，就是调试人员在警戒区内走s型的线路来感知警戒范围的长度 、宽度、微波灵敏度和红外灵敏度，步测的方法要分别调整，过高或过低的灵敏度都将影响防范效果。有时由于季节变换，冬季和夏季要对灵敏度分别调整。微波灵敏度一定不能过大，因为微波具有穿透性，在调试的时候要注意。第二种方法是用专业的仪表测量，来判断这一位置是否适合安装这类的探测器。
总之我们在使用安装前，必须仔细阅读说明书，最重要的是通过实际工作经验的积累，对探测器的特性一定能够更深刻的了解，从而更好的发挥被动式红外探测器在安防工程中的作用。
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