安防知识

探测器原理大全汇编

入侵报警探测器

入侵报警探测器用来探测入侵者的入侵行为。需要防范入侵的地方可以是某些特定的部位,如门、窗、柜台、展览厅的展柜;或是条线,如边防线、警戒线、边界线;有时要求防范范围是个面,如仓库、重要建筑物的周界围网(铁丝网或围本墙);有时又要求防范的是个空间,如档案室、资料室、武器室、珍贵物品的展厅等,它不允许入侵者进入其空间的任何地方。因此入侵报警系统在设计时就应根据被防范场所的不同地理特征、外部环境及警戒要求选用合适的探测器以达到安全防范的目的。

入侵探测器应有防拆、防破坏等保护功能。当入侵者企图拆开外壳或信号传输线断路、短路或接其它负载时,探测器应能发出报警信号。

入侵探测器还要有较强的抗干扰能力。在探测范围内,任何小动物或长150mm、直径为30 mm具有与小动物类似的红外幅射特性的圆筒大小物体都不应使探测器产生报警;探测器对于与射束轴线成15°或更大一点的任何界外光源的幅射干扰信号应不产生误报;探测器应能承受常温气流和电铃的干扰;应能承受电火花的干扰。

2.2.1  传感器

传感器是入侵探测器的核心,它是一种物理量转换器件,可以将入侵时所产生的力、压力、位移、振动、温度、声音、光强等物理量转化为易于处理的电信号和电参量,如电压、电流、电阻、电容等。这种转换是按照一定的规律进行的。被探测的信号我们称之为输入信号x,转换后的电信号称之为输出信号y,那么有y=f(x),f称之为转换函数。转换函数则反映了一定的转换规律。对传感器来说输入信号除了被探测的入侵行为所产生的物理信号外,还包括有干扰所产生的气压、温度、振动、噪声等干扰信号,因此实际上转换函数应是一多元函数,但好的传感器会使干扰对输出的影响被忽略。

传感器的输出电信号有两种,一种是连续变化的信号,我们称之为模拟量。如光电二极管输出的电流随光照强度大小而变化就是一种连续变化的物理量。但报警控制器通常只接收入侵行为是否发生的有无信号来决定相应的防范措施。这就需要将连续变化的模拟信号转换成只有“有”和“无”两种状态的数字量,通常用“1”表示“有”,用“0”表示“无”。这种转换可以在探测器中完成,也可以在报警控制器中完成。通常是将传感器探测到的模拟信号与一予先确定的基准信号相比较,小于基准信号可认为该信号为干扰引入而非入侵信号,判定为“0”,超过基准值时的信号则只能在入侵行为发生时产生,判定为“1”。

也有少数的传感器产生并输出的信号只有两种状态,如干簧继电器的“通”与“断”,已经是数字信号而不需转换和比较,可直接被控制器接收。

1.开关传感器

开关传感器是一种简单、可靠的传感器,也是一种最廉价的传感器,广泛应用于安防技术中。它可以将压力、磁场或位移等在入侵行为发生时所产生的物理量转化为传感器内部电路的“开”和“关”两种电信号。

(1) 微动开关、簧片型接触开关

开关在压力的作用下接通,从而发出报警信号;在无压力作用时是断开的;或者反过来工作。此类开关通常用在某些点探测器中,用以监视门、窗、柜台等特殊部位。

(2) 舌簧继电器

舌簧继电器又称干簧继电器,是一种将磁场力转化为电信号的传感器,其结构如图2-2。

图2-2  干簧继电器的构造

干簧管的干簧触点常做成常开、常闭或转换三种不同形式。开关簧片通常烧结在与簧片热膨胀系数相近的玻璃管上,管内充有氮气或惰性气体以避免触点被氧化和腐蚀,还可以有效防止空气中尘埃与水气污染。

干簧管中的簧片是用铁镍合金制成,具有很好的导磁性能,与线圈或磁块配合,构成了干簧继电器状态的变换控制器,簧片上的触点镀金、银、铑等贵金属,以保证通断能力。常开舌簧继电器的两个簧片在外磁场作用下其自由端产生的磁极极性正好相反,二触点相互吸合,外磁场不作用时触点是断开的,故称常开式舌簧继电器。 常闭舌簧管的结构正好与常开式相反,是无磁场作用时吸合,有磁场作用时断开。转换式舌簧继电器有常开、常闭两对触点,在外磁场作用下状态发生转换。

使用时通常把磁铁安装在被防范物体(如门、窗等)的活动部位(门扇、窗扇),干簧管安装在固定部位(门框、窗框),如图2-3所示。

图2-3  安装在门窗上的磁控开关

磁铁与舌簧管的位置要调整适当,以保征门窗关闭时磁铁与干簧管接近而干簧管触点动作,当门窗打开时干簧管触点复位而产生报警信号。

(3) 易断金属导线

易断金属线是一种用导电性能好的金属材料制成的机械强度不高、容易断裂的导线,用它作为传感器时,可将其捆绕在门、窗把手或被保护的物体上,当门、窗被强行打开或物体被意外移动时金属线断裂,使与其连通的电路断路而发出报警信号。易断金属导线可以是0.1mm~0.5mm的漆包线,也可以采用一种导电胶粘带。易断金属导线具有结构简单、价格低廉的优点,缺点是不便于伪装且没有自恢复功能。

(4) 压力垫

压力垫也可以作为开关报警探测器的一种传感器。压力垫通常放在防范区域的地毯下面,如图2-4所示。将两长条形金属带平行相对地分别放在地毯背面和地板之间,两条金属带之间有几个位置使用绝缘材料支撑,使两条金属带互不接触,此时相当与传感器开关断开,当入侵者进入防范区域时,踩踏地毯而使相应部位受力凹陷,两条金属带接触,此时相当于传感器开关闭合而发出报警信号。

图2-4  压力垫使用示意图

2.压力传感器

压力传感器把传感器上受到的压力变化转换为相应的电量变化,经过放大成为电信号。某些晶体材料,当某方向受到外力作用时,其内部就会产生极化现象,在某方向两个表面上产生正负电荷,当作用力改变时,电荷的大小和极性随之改变,晶体所产生的电荷量大小和极性随之改变,晶体所产生的电荷量大小与外力的大小成正比,这种现象称正压电效应。反之