主動紅外入侵探測器是周界入侵防范應(yīng)用zui早、也是zui經(jīng)常使用的探測器材,而激光入侵探測器面市較晚,但是目前應(yīng)用也越來越廣泛。
1.基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)
主動紅外入侵探測器和激光入侵探測器都是采用直線傳播的電磁波束作為防范介質(zhì)的入侵探測器材。其基本結(jié)構(gòu)是由一一對應(yīng)的發(fā)射器和接收器配置在防范區(qū)域的兩端,由發(fā)射器發(fā)出電磁波束作為防范介質(zhì),由接收器檢測防范介質(zhì)被阻斷作為報警條件。從基本結(jié)構(gòu)和防范效果上看,這兩種入侵探測器是等效的。但是,從具體原理方面分析,存在如下異同。
(1)防范介質(zhì)的波長特性比較
激光入侵探測器采用近紅外(波長范圍0.75~3μm)電磁波束作為防范介質(zhì),其典型值有=808、=908~1050nm;主動紅外入侵探測器也采用近紅外電磁波束作為防范介質(zhì),其典型值有850、880、940nm等;采用近紅外波段的紅外光束為防范介質(zhì)的共同特點就是:防范介質(zhì)在人可視頻譜之外,具有防范的隱蔽性。
此外,激光入侵探測器采用可視頻譜中的紅色電磁波束作為防范介質(zhì),典型值有650/808/980nm;在應(yīng)用環(huán)境中有霧、霾、煙、塵埃等條件下,此類產(chǎn)品的防范光束肉眼也難以觀測到,同樣具有防范的隱蔽性。
(2)防范介質(zhì)的波束特性比較
激光入侵探測器由于激光束的相干性,其發(fā)射功率密度大、發(fā)散角小、光束集中、方向性好,在使用同等功率器件的條件下,目標(biāo)接收處激光束的功率密度是紅外發(fā)光二極管光束功率密度的數(shù)百至幾千倍。因而在同樣氣候條件和波長相同的前提下,激光的傳輸衰減遠小于紅外線,穿透雨霧的能力強,探測距離可達數(shù)百米至幾公里。從而保證遠距離的正常工作和減少惡劣天氣時的誤報率。
由于激光束的相干性,其光斑小(發(fā)射到一百米的距離時,光斑直徑的可以調(diào)節(jié)到0.02米。)、多束激光的靶點不產(chǎn)生重合,因而可以在不采用編碼調(diào)制的條件下以層疊方式安裝使用,構(gòu)成多條平行或交叉的防范射線;同時由于其波束傳輸路徑*、光斑*,可以避免主動紅外探測器紅外光發(fā)散而造成沿直線連續(xù)布設(shè)或者鄰近探測器互相間干擾的問題,從而可以沿長距離連續(xù)多對直線布設(shè);同樣也不存在紅外光發(fā)散干擾周圍其它敏感紅外設(shè)備的問題。
激光入侵探測器發(fā)射器與接收器之間防范介質(zhì)是*點對點直線的,不會產(chǎn)生折射/反射而引發(fā)漏報警;同時有雙光束和雙光束產(chǎn)品,避免了小物體(飛鳥、落葉等)的阻斷易引發(fā)誤報警,大大提高了誤報率。
主動紅外入侵探測器由于采用無相干性的紅外光源作為防范介質(zhì),發(fā)散角大,光束不集中;抗御霧、雨、塵、氣流(風(fēng)、強烈水蒸汽等)的能力相對弱,只有增加其發(fā)射強度彌補。從以上內(nèi)容可見主動紅外入侵探測器的波束發(fā)散角大,發(fā)射余量大,每個發(fā)射器發(fā)出的波束在傳播過程中形成一個包圍住接收端的“雨滴狀”立體區(qū)域。這個立體區(qū)域波束的形態(tài)不是固定的,會隨著陽光、霧、雨、塵、氣流等環(huán)境因素的變化而產(chǎn)生變化,當(dāng)噪聲因素(陽光或同波長人工光源)越強、衰減因素(霧、雨、塵、霾的濃/密度)越大時,其區(qū)域會越小;當(dāng)動力因素(氣流變化)越大時,其不對稱形變越大;當(dāng)上述單一或多種因素綜合造成的形變使得接收器脫離立體區(qū)域的波束時,就會產(chǎn)生誤報警。
多光束主動紅外入侵探測器的發(fā)射器發(fā)出多個“雨滴狀”立體區(qū)域波束,在離開發(fā)射點不遠,各波束就開始重合;到達接收器時,多個波束在接受器投影的光斑相互重合,如果每個波束間不存在信號特征,接收器就無法區(qū)分;波束在傳播過程中形成“雨滴狀”分布,會在“雨滴狀”區(qū)域內(nèi)各種物體上投影形成光斑,產(chǎn)生隨機的反射/折射,使得一對發(fā)射器/接收器之間可能形成不止一條防范路徑,從而存在漏報警的可能;在多對同類探測器集中安裝使用時,會形成多個“雨滴狀”波束區(qū)域的重合和傳播過程中各種可能的投影產(chǎn)生多種角度/強度不同的反射/折射,造成各探測器之間多種相互干擾源共存、干擾路徑復(fù)雜的狀況。
主動紅外入侵探測器發(fā)射器與接收器之間是立體的波束區(qū)域覆蓋對應(yīng)于點的,上述存在的折射、反射使得傳輸路徑不*、光斑不*,存在漏報警的可能。2.采購與安裝
設(shè)計時首先綜合考慮產(chǎn)品的適用性:防范的嚴密性、目標(biāo)及環(huán)境因素的不相干性、景觀的匹配性、對人體無傷害性等是否符合用戶需求?根據(jù)工程對價格承受能力(性/價比),選擇符合要求的產(chǎn)品。
由于防范距離、防范高度、產(chǎn)品品牌等諸多因素的差異,還不便對上述幾類產(chǎn)品直接進行價格比較。但從使用壽命和誤報率看來,可以認為激光入侵探測器比主動紅外入侵探測器性價比更高。
安裝和使用時應(yīng)該注意的事項和常見問題有哪些?
主動紅外入侵探測器
對于室外工程選擇產(chǎn)品具體安裝位置時,注意避免現(xiàn)場物體對于波束形成阻斷、反射或折射,當(dāng)工程現(xiàn)場有墻壁、玻璃等反射物存在,防范區(qū)域又無法回避時,可以采用在反射物前種植物或在反射物表面涂/敷粗糙面料的方法,減弱以至消除反射;多對產(chǎn)品接續(xù)使用時,發(fā)射器與發(fā)射器、接收器與接收器均采用“背靠背”方式安裝,減弱波束余量對于同方向布設(shè)的產(chǎn)品相互之間干擾的;在調(diào)試過程中,要采用防范所針對的姿勢和速度分別通過防范區(qū)域的不同區(qū)段,確認報警功能均正常;對于防范距離遠的探測器,借助光學(xué)對準(zhǔn)工具完成調(diào)試,并且在陽光強烈或能見度不佳的情況下確認其工作可靠;對于防范距離近的探測器,特別是安裝在室內(nèi)墻壁、窗臺對立側(cè)面等部位,其防范波束的傳輸路徑周圍有墻壁、光潔的地面材料、門窗玻璃等反光物體時,應(yīng)把探測器的發(fā)射功率調(diào)節(jié)到弱檔,并從多個方位穿越防范區(qū)域的不同區(qū)段,確認報警功能均正常(注意在測試防范效果時應(yīng)該對于現(xiàn)場條件進行全部模擬:比如對于門窗應(yīng)該在打開的條件下,采用防范所針對的姿勢和速度通過,確認報警功能正常。而不應(yīng)該在門窗關(guān)閉條件下,僅僅用人體或小物體阻擋進行檢測)。在逐個防區(qū)調(diào)試完成后,開通全部防區(qū)統(tǒng)調(diào)檢測,確認無誤報警、漏報警現(xiàn)象。
激光入侵探測器
對于室外工程選擇產(chǎn)品具體安裝位置時,注意避免/排除現(xiàn)場可能對于波束形成阻斷的物體(如可以隨風(fēng)擺動的植物、隨風(fēng)飄動的懸掛物體等),特別注意安裝基座的穩(wěn)固性;借助光學(xué)對準(zhǔn)工具完成調(diào)試后再通電調(diào)試,要采用防范所針對的姿勢和速度通過防范區(qū)域,確認報警功能正常;調(diào)試期間注意對眼睛防護。
對于室內(nèi)工程(通常采用折射鏡構(gòu)成多道防范),注意安裝各折射鏡基座的穩(wěn)固性;借助可見光源完成光路調(diào)試后再通電調(diào)試;一般在室內(nèi)無人的情況下再開啟使用。安裝調(diào)試相對簡單。
3.市場應(yīng)用情況和市場前景分析
由于周界防范在各種應(yīng)用領(lǐng)域具有的共性需求,目前主動紅外入侵探測器廣泛用于:金融、文博、軍事、司法、文教、體育、生產(chǎn)及倉儲、民居等各行業(yè)領(lǐng)域。
激光入侵探測器有應(yīng)用于機場跑道越界監(jiān)控、大型物資庫安全防范、鐵路信號檢測、隧道車輛超高超寬檢測、大面積地質(zhì)形變預(yù)警監(jiān)控等專業(yè)領(lǐng)域的報道。
市場前景
激光入侵探測器在室外對于長距離防范應(yīng)用,在室內(nèi)對于采用折射鏡系統(tǒng)構(gòu)成多道防范應(yīng)用,與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動的周界防范有廣泛的前景。近年來,不斷為石油石化管線分輸加壓站,油庫罐區(qū)、高鐵變電所、地鐵停車場、機場停機坪、監(jiān)獄圍墻、看守所內(nèi)保、電力變電所、邊防哨所警戒等周界防范領(lǐng)域提供強力支撐,還為廣闊的民用光電檢測市場提供合格產(chǎn)品
入侵探測器作為zui前端的設(shè)備,是整個周界防范系統(tǒng)有效性和可靠性的*要素。到目前為止,技術(shù)已經(jīng)很成熟,成功應(yīng)用到各種重量級大型項目上。
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