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主动红外和被动红外报警特点、区别及应用

主动红外和被动红外报警特点、区别及应用

Snoppy Huang CPS Encyclopedia 2016-07-25 16:22:07
主动红外和被动红外报警特点、区别及应用
   红外发射管的工作原理为,红外发射管发射的的红外光束被空气中的烟尘粒子散射,当然散射光的强弱与烟的浓度成正比,所以光敏管接收到的红外光束的强弱会发生变化,转化为点信号,最后转化成报警信号。报警器对烟雾感应主要由光学迷宫完成,迷宫内有一组红外发射、接收光电管,对射角度为135度。当环境中无烟雾时,接收管接收不到红外发射管发出的红外光,后续采样电路无电信号变化;当环境中有烟雾时,烟雾颗粒进入迷宫内使发射管发出的红外光发生散射,散射的红外光的强度与烟雾浓度有一定线性关系,后续采样电路发生变化,通过报警器内置的主控芯片判断这些变化量来确认是否发生火警,一旦确认火警,报警器发出火警信号,火灾指示灯(红色)点亮,并启动蜂鸣器报警。
   
红外报警器分为主动红外报警和被动红外报警,下面我们来介绍一下这两种报警器的差别和各自的特点。

    主动红外入侵探测器是由发射机和接收机组成,发射机是由电源、发光源和光学系统组成,接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成 。

    主动红外探测器是一种红外线光束遮挡型报警器,发射机中的红外发光二极管在电源的激发下,发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在0.8~0.95微米之间),经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被接收机接收,由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号,经过电路处理后传给报警控制器。由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机,构成了一条警戒线。正常情况下,接收机收到的是一个稳定的光信号,当有人入侵该警戒线时,红外光束被遮挡,接收机收到的红外信号发生变化,提取这一变化,经放大和适当处理,控制器发出的报警信号。目前此类探测器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。一般应用在周界防范居多,最大的优点就是防范距离远,能达到被动红外的十倍以上探测距离 。

主动红外探测器:
    采用主动红外方式,以达到安保报警功能的探测器。主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜,起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用,以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不见的光谱范围,有人经过这条无形的封锁线,必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此产生变化,从而启动报警控制器发出报警信号。


被动红外探测器:
    PIR(Passive infrared detectors)采用被动红外方式,已达到安保报警功能的探测器。被动式红外探测器主要由光学系统、热释电传感器(或称为红外传感器)及报警控制器等部分组成。探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来,经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号,而发出警报。被动红外探测器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能量与环境有差别,当人通过探测区域时,探测器收集到的这个不同的红外能量的位置变化,进而通过分析发出报警。
    被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的,所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。
    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涅尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
    其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。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,于是报警器无信号输出。
    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。
    但外界环境是:不但人体会发出红外能量,许多物体在一定的条件下都会散发红外能量,而在可见光中这种能量尤其突出,所以任何被动红外探测器的抗白光干扰就成了一个重要的指标。在室内光线稳定、红外能量比较恒定的情况下,这种探测方式表现非常好。但室外情况就不同了,长期以来被动红外红外探测在室外只有极少数厂家才能做到。正所谓室内室外一小步,科技含量三大步。

主动红外探测器设备选择
    1.根据防范现场最低、最高温度及其持续时间,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.主动红外入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3光束主动红外入侵探测器,以减少小鸟、落叶等引起系统的误报警。
    4.主动红外入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入侵探测器时,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.室外使用主动红外入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。