被動(dòng)紅外探測(cè)器工作原理、特性、誤報(bào)因素及技術(shù)應(yīng)用
被動(dòng)紅外探測(cè)器工作原理、特性、誤報(bào)因素及技術(shù)應(yīng)用
在電子防盜探測(cè)器領(lǐng)域，被動(dòng)紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定。但隨著入侵者的反偵測(cè)技術(shù)手段不斷提高，普通被動(dòng)紅外探測(cè)器的局限性越來越明顯。新一代的被動(dòng)紅外探測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生。下面對(duì)被動(dòng)紅外探測(cè)器新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述。
一、被動(dòng)紅外探測(cè)器的主要工作原理及特性
被動(dòng)紅外探測(cè)器是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線來進(jìn)行工作的。探測(cè)器收集外界的紅外輻射進(jìn)而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷，檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警。
· 這種探測(cè)器是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以輻射敏感元件對(duì)波長(zhǎng)為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。
· 為了對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。
· 被動(dòng)紅外探測(cè)器，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。
· 一旦入侵人進(jìn)入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡而聚焦，從而被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。
· 多視場(chǎng)的獲得，一是多法線小鏡而組成的反光聚焦，聚光到傳感器上稱之為反射式光學(xué)系統(tǒng)。另一種是透射式光學(xué)系統(tǒng)，是多面組合一起的透鏡-菲涅爾透鏡，通過菲涅爾透鏡聚焦在紅外傳感器上。
· 這要指出的是被動(dòng)紅外面的幾束光表示有幾個(gè)視場(chǎng)，并非被動(dòng)紅外發(fā)紅外光，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。
被動(dòng)紅外深測(cè)器優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):
· 本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好。
· 價(jià)格低廉
缺點(diǎn):
容易受各種熱源、陽(yáng)光源干擾。
· 被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測(cè)器接收。
· 易受射頻輻射的干擾。
· 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。
二、被動(dòng)紅外探測(cè)新技術(shù)說明
下面針對(duì)上述的被動(dòng)紅外探測(cè)器的缺點(diǎn)，結(jié)合朗恩探測(cè)器的紅外探測(cè)技術(shù)，進(jìn)行詳細(xì)分析。
通過對(duì)被動(dòng)紅外探測(cè)器的缺點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)，我們實(shí)際上要解決誤報(bào)和探測(cè)能力下降的問題。誤報(bào)問題:為了降低誤報(bào)率，只要排除誤報(bào)等因素就可以大大降低誤報(bào)率。
1.誤報(bào)因素可分為二類:
外界因素:
· 外界的光熱源(尤其是白光光源): 如陽(yáng)光、照明光源等。
· 外界的射頻信號(hào)等。
內(nèi)部因素
· 內(nèi)部由于器件等的噪聲和干擾，如光熱釋感血器的信號(hào)瞬變等。
針對(duì)以上情況朗恩探測(cè)器的新一代紅外探測(cè)器采用一些獨(dú)持的技術(shù)來解決此類問題。
首先在紅外透鏡的焦點(diǎn)上，應(yīng)用不同電路分別連接的兩個(gè)光熱感應(yīng)器。特殊的透鏡將覆蓋區(qū)域分為多個(gè)靈敏度一梯形的保護(hù)區(qū)，并保證了保護(hù)區(qū)內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度。獨(dú)特的透鏡還可以充當(dāng)紅外濾光鏡，表面經(jīng)過特殊處理的黑色透鏡允許可見光和短波紅外線(在大多數(shù)有白光光源的地方都存在)射入，然后被其黑色底座所吸收。黑色紅外透鏡只反射波長(zhǎng)符合人體移動(dòng)的紅外線，將其反射到光熱感應(yīng)器上。通過已申請(qǐng)專利的白光濾光鏡，探測(cè)器可以防止白光干擾。如果某人進(jìn)入或離開探測(cè)器覆蓋的一個(gè)或幾個(gè)區(qū)域，探測(cè)器應(yīng)可以探測(cè)到紅外輻射能量的變化，A/D轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)器送出的信號(hào)數(shù)碼化后，再用Visatec(基于快思邏輯基礎(chǔ)上的全數(shù)碼高智能信號(hào)分析技術(shù))信號(hào)處理器進(jìn)行分析，然后才發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
這個(gè)過程涉及到探測(cè)中的所有標(biāo)準(zhǔn)，如信號(hào)的振幅、時(shí)間、格式、能量和頻譜等，再加上從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際提取的統(tǒng)計(jì)信息。這些標(biāo)準(zhǔn)須結(jié)合判斷探測(cè)它們的合理性，只有在結(jié)果符合強(qiáng)行闖入的標(biāo)準(zhǔn)后，探測(cè)器才發(fā)出報(bào)警。對(duì)光熱感應(yīng)器的信號(hào)進(jìn)行數(shù)碼化處理，可以消除信號(hào)的瞬變和電磁波的干擾等。
2.探測(cè)能力的降低:
探測(cè)能力下降可分為幾個(gè)方面:
· 探測(cè)器各探測(cè)視場(chǎng)分布不合理: 如空隙過大等。
· 探測(cè)器被遮擋。如被泡沫、噴霧(入侵者經(jīng)常使用的手段)紙，衣物等。
· 由于體溫和環(huán)境差別不大，造成探測(cè)能力下降。
針對(duì)以上情況，朗恩探測(cè)器采用以下方法來解決問題:
不同電路連接的兩個(gè)光熱感應(yīng)器，位于黑色紅外透鏡的聚焦點(diǎn)上。
透鏡將覆蓋區(qū)域分為多個(gè)靈敏度一樣的視場(chǎng)并保證了視場(chǎng)的信號(hào)強(qiáng)度，視場(chǎng)交錯(cuò)分布，形成了類似棋盤的緊密分布形式。
防遮擋監(jiān)視:
獨(dú)特的電子適配實(shí)防遮擋部件，能監(jiān)視探測(cè)器，防止被遮擋進(jìn)行破壞。如果探測(cè)器窗口或靠近探測(cè)器的任何區(qū)域被一些物品所遮擋，如泡沫、金屬片、噴霧、帽子、紙板、盒子和衣特等，都將進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。在白天模式下，一旦探測(cè)器被遮擋，遮擋報(bào)警會(huì)同時(shí)顯示在防遮擋監(jiān)視輸出繼電器和報(bào)警輸出繼電器上。報(bào)警繼電器會(huì)停止，同時(shí)防遮擋輸出會(huì)啟動(dòng)，直至遮擋品被挪走為止。
智能化溫度偵測(cè):可通過差分方式迅速偵測(cè)出視場(chǎng)里微小溫度變化。