主动红外人侵探测器原理与应用...

主动红外人侵探测器原理与应用

原理综述主动红外人侵探测器由主动红外发射机和主动红外接收机组成，当发射机与接收机之间的红外光束被完全遮断或按给定百分比遮断时能产生报警状态的装置，叫主动红外人侵探测器。如图1所示。

主动红外发射机通常采用红外发光二极管作光源，该二极管的主要优点是体积小、重量轻、寿命长，交直流均可使用，并可用晶体管和集成电路直接驱动。现在的主动红外人侵探测器多数是采用互补型自激多谐振荡电路作驱动电源，直接加在红外发光二级管两端，使其发出经脉冲调制的、占空比很高的红外光束，这既降低了电源的功耗，又增强了主动红外人侵探测器的抗干扰能力。

主动红外接收机中的光电传感器通常采用光电二极管、光电三极管、硅光电池、硅雪崩二极管等。

按GB10408.4-2000《人侵探测器第4部分:主动红外人侵探测器》规定:"探测器在制造厂商规定的探测距离工作时，辐射信号被完全或按给定百分比遮光的持续时间大于40(1士10%)ms时，探测器应产生报警状态。"如果不计误差，则遮光的最短时间就是40ms。目前市售的主动红外人侵探测器均给出最短遮光时间范围，例如:某品牌的主动红外人侵探测器最短遮光时间范围是30ms~600ms。为什么要给出一个范围呢?原因是不同的使用部位可以设定(调节)不同的最短遮光时间，这有益于减少系统的误报警。例如:将主动红外入侵探测器构成电子篱笆警戒时，就应将最短遮光时间调至30m，附近;用在围墙上或围墙内侧警戒时，就应将最短遮光时间调至600m，附近。具体数值使用者可通过试验确定。

主动红外发射机研发红外光束有一定发散角，如图2所示。

在GB10408.4-2000标准中规定:"室内使用时，发射机与接收机经正确安装和对准，并工作在制造厂商规定的探测距离，辐射能量有75%.被持久地遮挡时，接收机不应产生报警状态。"从另一角度理解这句话的意思就是:当接收机接收的能量小于25%时，系统就要产生误报警。为了减少由此引起的误报警，安装使用中应让发射机与接收机轴线重合。

目前，除单光束主动红外人侵探测器外，还有双光束和4光束的。工作原理是:当两光束完全或按给定百分比同时被遮断时，探测器即可进入报警状态。这种主动红外人侵探测器可以减少小鸟、落叶等引起系统的误报警。市售的双光束主动红外人侵探测器有两类，一类是采用双边凹透镜结构的，如图3所示。

此结构的探测器两光束之间距离较近，一般只在1Ocm左右。若上下各用一组双边凹透镜，即构成了4光束主动红外人侵探测器。再一类就是采用两对红外发射和红外接收装置构成的双光束主动红外人侵探测器。该探测器上下两光束距离可达20cm~25cm，又称同步型双光束主动红外人侵探测器。

二、应用探讨

(一)设备选择问题

1、根据防范现场最低、最高温度和其持续时间，选择工作温度与之适合的主动红外入侵探测器;若环境温度过低可使用专用加热器，以保证探测器的正常工作。

2、主动红外人侵探测器受雾影响严重，室外使用时均应选择具有自动增益功能的设备(此类设备当气候变化时灵敏度会自动调节);另外，所选设备的探测距离较实际警戒距离留出20%以上的余量，以减少气候变化引起系统的误报警。

3、在室外使用时一定要选用双光束或4光束主动红外人侵探测器，以减少小鸟、落叶等引起系统的误报警。

4、主动红外人侵探测器中所用红外发光二极管波长分别在0.85μm 和0.95μm附近。前者有红曝现象产生，其隐蔽性不如后者好。

5、多雾地区、环境脏乱风沙较大地区的室外不宜使用主动红外入侵测器。

6、在空旷地带或在围墙上、屋顶上使用主动红外人侵探测器时，应选择具有避雷功能的设备。

7、遇有折墙，且距离又较近时，可选用反射器件，以减少探测器使用数量。

8、室外使用主动红外人侵探测器的最大射束距离应是制造厂商规定的探测距离的6倍以上。

(二)安装使用注意事项

1、发射机与接收机之间的红外光束要对准(以测试指示装置正常发光为准)，否则较强烈的振动或是风速较大时可能引起系统的误报警。

2、在围墙上方或是围墙内侧安装时，应让光束距离壁30μm左右，并伪装发射机和接收机。

3、多组探测器同时使用时，须将频率调至不同，以免相互干扰导致系统的误报警。

4、警戒光束附近不能有可能遮挡物，如树的枝叶等，否则风刮树摇可能引起系统的误报警。

5、主动红外接收机不能长时间受到阳光的照射，否则，也会引起系统的误报警。

6、要保持主动红外人侵探测器光学面的清洁，特别是遇有污雨或沙尘天气之后要擦试光学系统。

7、使用主动红外人侵探测器作周界防范时，遇有恶劣天气时，必须加强人力防范。被动式热释电红外探头的工作原理及特性：

??人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。??

2)为了仅仅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菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。?

3)被动红外探头，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元件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。?

4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，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。??

5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。

优点：本身不发出任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。