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被动红外与微波复合型探测器原理及应用

被动红外与微波复合型探测器原理及应用
近几年来,随着社会经济发展,人们对安防产品性能要求也越来越高,常规通用单一被 动红外检测的报警器或单一微波检测的报警器,应用性能、可靠性、灵敏度等方面已不能满 足于社会安防需要的发展了, 于是近年来又研发了被动红外与微波复合型探测器。 这种被动 红外与微波复合型探测器,结合被动红外与微波的优点,在性能方面互相补偿,大大减低了 误报率,从而提高了安防应用的可靠性。 下面谈谈被动红外及微波探测器的原理,最后结合实际介绍产品的应用。 被动红外探测技术是一种应用比较广泛的探测系统, 这种系统是专门用来检测物体辐射 红外线的方式进行工作的。在自然界中,任何高于绝对零度(-273.15?)的物体都可以辐射出 红外线,而且辐射能量的大小与物体表面温度有关.被动红外探测器采用热释电人体红外传感 器(PIR)作为信号捡取装置,热释电人体红外传感器(PIR)单元对红外线感受表现在敏感单元 的温度,而温度变化导致电信号的变化,因热释电人体红外传感器(PIR)的特定结构(PIR 由敏 感单元、阻抗变换管、滤光窗、等组成,详细介绍见另一篇文章)决定了它具有二维识别的 特性,也就是说满足于这种探测器的条件有两个:第一、必须是生物体,第二、物体必须要 运动。又用热释电人体红外传感器(PIR)加装了滤光窗,能有效地让人体辐射的红外光(波 长为 7-14μ m)通过。所以对人体有较高的灵敏度,而对于小动物则灵敏度大大下降。可以 有效地防止小动物入侵防区而引起误报警,热释电人体红外传感器(PIR)配合菲涅尔透镜可 以将作用发挥到最大,菲涅尔透镜根据菲涅尔原理制成,把红外光线分成可见区跟盲区,同 时又具有聚焦的作用,使热释电人体红外传感器(PIR)的灵敏度大大增加。加装菲涅尔透镜 后, 探测器可以达到 20*20M, 如我司 DT-73××系列的被动红外与微波复合智能型探测器, 探测距离均可以达到 18*18M。被动红外探测器的主要检测的运动方向为横向运动方向,对 径向方向运动的物体检测能力比较差。 被动红外探测器的缺点是环境温度影响比较大。 它在 相对温度(即环境温度与人体温度的差值)小的夏季,环境温度高,差值很小,灵敏度有所 下降;在冬季,环境温度低,而人体的温度基本保持不变,固其差值大,从而灵敏度高,应 用效果好。 微波探测器是以多普勒效应为基础。 (多普勒效应内容为:由于波源和接收者之间有存 在相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。 高频多普勒效应原 理公式为:F 收=(C±V)λ =F 发±V/λ =F 发±F 移) 。由发射机发出高频电磁波,在监视空 间范围建立起三维的交变电磁场。 接收机与发射机安装在同一机壳内, 用于接收从监视区内 反射回来的反射波,并将反射波的频率与发射波频率进比较作出判断。反应灵敏,对温度的 变化,空气流的扰动和噪声等的干扰均不敏感,能穿透墙,玻璃等物体。微波探测器检测运 动方向为径向运动方向, 对横向方向运动的物体检测能力则比较差。 缺点是必须安装在完全 没振动的墙、柱上等,对金属表面或坚硬的混凝土时特别容易反射。 综合上述分析被动红外的缺点刚好微波可以弥补, 微波的缺点刚好红外可以弥补。 被动 红外检测方向为横向,而微波检测方向为径向,构成一个相当完善的三维空间,大大减少了 监视死角。 美安公司生被动红外与微波复合探测器主要运用了上述的红外与微波作为探测手段, 采 用数字式自动脉冲处理,滤除非物体活动信号和 RFI/EMI 信号。在被动红外方面采用进口 的热释电红外传感器单元, 在性能方面远胜于国产管, 光学通路采用了透光率极高的透光材 料制作的精密的折射式菲涅尔透镜, 探测范围广, 同时又采用全范围的自动双路温度补偿电

路。 微波方面采用最新先进的平面式天线, 可以有效的抑制信号的高次谐波及其他的干扰噪 波,在电路上运用了高阻抗、低噪音的场效应管作振荡管,频率高达 10.525G 或 10.587G, 波长更短,解析力更强,分辨率更高,而且采用多级的巴特沃思有源滤波,信号通带有很理 想的平坦度,同时又采用了双重屏蔽系统技术,几乎完全滤除了干扰信号噪声,使性能达到 最佳状态,误报率极低。 应用方案及注意事项: 被动红外与微波复合探测器最好应用于室内,如房间、大厅、走廊等,银行的大厅、超 市、珠宝店、商店等等。室外如车库前道路、别墅小花园等与公路相距较远的环境也可以安 装应用,在小区里面可以结合主动红外对射系统和报警主机, (如我公司生产的被动红外与 微波复合探测器 DT-73 系列、FT-83 系列均可以同报警主机 236、238、2316,主动红外对射 系统 ABO、ABU、ABL 等一起任意搭配使用)在小区四周安装主动红外对射系统,对车库、 室内、走廊等地方则可以安装被动红外与微波复合探测器。 由于被动红外与微波复合型探测器是一种检测微弱信号的设备,安装时必须注意高度、 灵敏度等问题,以达到最佳的防范效果。 1、根据说明书,结合实际确定最理想、最合理的安装角度、高度。 2、不要正对冷热风口或冷热源。热释电人体红外传感器(PIR)感应作用与温度变化有密 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,常见的冷热源为空调、煤气炉 及其他发热设备等。 3、不宜口对易摆动的物体,易摆动物体将会使微波起作用,引起误报。易摆动的物体 有比较常见的窗帘等。 4、不宜对正玻璃的门窗,正对玻璃门窗会出现两个干扰,一是干扰,虽然热释电人体 红外传感器(PIR)对白光是有很强的抑制作用,但毕竟不是 100%抑制,避免正对玻璃门窗, 才可以完全有效地抑制,二是门窗外有复杂的干扰环境人群、车辆流动等。 5、合理选择所使用的产品,可根据防范间大小,周边的环境等考虑。 调试 调试采用是步测,就是调试人员在警戒区内走 S 型线路来感知警戒范围的长度、宽度、 角度等。 微波灵敏度和被动红外灵敏度都要通过步测的方法要分别调整, 过高或过低的灵敏度都 可能影响效果,有时由于季节变换比较明显,冬季同夏季要对灵敏度分别调整,微波灵敏度 不能过大,因为微波具有穿透性,在调试是应注意。


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