入侵检测器是一种由电子和机械部件组成的设备,用于检测入侵者的移动或其他行为。包括主动红外入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、超声波入侵探测器、振动入侵探测器、声波入侵探测器、磁开关入侵探测器、超声波和被动红外复合入侵探测器等。
1.入侵检测器的功能原理
每种入侵检测器都有特定的方法来检测安全区域中进出人员的存在,设备中执行此任务的组件称为检测器或传感器。
理想的入侵检测器只对人的存在做出反应,对狗、猫、老鼠等动物的活动不做出反应,对室内环境的变化,如温度和湿度的变化、风雨声和振动等不做出反应。做到这一点并不容易。大多数设备不仅是对人类存在的反应,也是对一些无关因素的影响的反应。还应考虑报警器的选择和安装,使其不响应无关因素,信号重复性更好。
在设计报警装置时,首先要掌握和分析各种入侵行为的特点。入侵者进入房间必须首先清除障碍物。他们必须打开门窗,或者在墙壁、地板和天花板上打洞。因此,当入侵者开始行动时,可以安装一些开关报警器来触发开关。另一个应该考虑的特点是光和红外线不能穿过人体,所以可以采用安装光电器件的方法来检测入侵活动。
另一个非常重要的特点是正常体温可以发出红外线,红外传感器可以检测人体辐射的热量。此外,入侵者在偷窃时不可避免的会发出噪音,利用声学传感器可以检测到房间内的异常噪音。利用超声波和微波的入侵探测器是根据人体的运动会干扰超声波或电磁场的原理工作的。
各种探测器工作原理不同,各有利弊。为了使探测器在任何情况下都能有效工作,应该仔细选择和安装,安装时应尽可能考虑对探测器的保护措施。
由于家庭、商店、组织和企业的情况不同,使用的入侵检测器也不同。为了获得最佳的安全效果,通常需要根据用户的实际情况定制报警系统,使探测器发挥更好的作用。
没有入侵的时候报警叫虚惊。误报警可能是由于元器件故障或某些外界影响造成的,其不良后果不堪设想。最轻的后果就是增加了很多不必要的麻烦,让人厌烦,从而大大降低了报警的可信度。可想而知,如果店长和仓库经理经常因为误报被叫下床,他们是不会愿意用这个报警装置的。最坏的后果就是让警察或者保安人员不必要地赶到现场,从而危及自身安全和周围人的安全。所以,虚警是报警的致命弱点。
2.各种探测器
1)微波多普勒入侵探测器
之所以常被称为雷达告警,是因为它实际上是多普勒雷达的一种。它是一种应用多普勒原理,辐射一定频率的电磁波,覆盖一定范围,并能探测到人体在此范围内运动而产生报警信号的装置。
技术上一般要求探测器由一个或多个传感器和信号处理器组成,探测器要有可以改变探测范围的方法。
微波多普勒入侵探测器如果安装得当,很难被破坏。使用微波探测器,一个设施可以保护两个以上的房间。微波入侵探测器对于抓捕藏匿的窃贼非常有效,只要藏匿的人进入安全区域就会触发警报。
微波入侵探测器的主要缺点是安装要求高。如果安装不当,微波信号会穿透窗户多的墙壁,导致频繁误报警。另一个缺点是它会散发出少量对人体有害的能量,所以需要把能量控制在对人体无害的水平。此外,微波报警装置还会受到空运输和国防部门使用的高能雷达的干扰。
2)超声波入侵探测器
超声波入侵探测器和微波入侵探测器一样,也是应用多普勒原理,对运动人体反射的超声波做出反应,从而引起报警。超声波入侵检测器利用超声波束检测入侵行为,是微波入侵检测器等最有效的安全设施之一。超声波报警器必须对安全区域内的微小移动非常敏感,同时不会受到气流的影响。
超声波报警装置的有效性取决于能量在安全区域的多次反射。墙壁、桌子、文件柜等坚硬的表面对声波的反射效果很好,而地毯、窗帘、布料等柔软的材料对声波的反射效果不好。因此,一个像硬墙一样有反射表面的小区域比一个有挂毯和许多窗帘的办公室需要更少的传感器。在填充有软性材料的区域,最好使用其他安全方法。
另外,如果房间通风良好,或者房间某个部位正在升温,使得空气体流量较大,相对安装的超声波报警器会产生误报警。因为当空气体流量较大时,如果发射信号在顺风方向,超声波到达接收器的速度会比静止时快,所以驻波波形会被破坏,从而触发报警。
3)主动红外入侵探测器
发射器和接收器之间的红外辐射束完全或超过给定的百分比,可产生报警状态。
主动式红外入侵探测器一般由单独的发射器和接收器组成,接收器和发射器分开安装。性能要求发射机的红外辐射光谱在可见光光谱之外。为了防止外界干扰,必须对发射机发射的红外辐射进行调制,使接收机在接收到接近辐射波长的不同调制频率的信号时,或者没有调制的信号时,不会影响报警状态和干扰引起的报警状态。
4)被动红外入侵探测器
当人体在检测范围内移动时,会导致接收到的红外辐射水平发生变化,从而产生报警状态。对灵敏度的要求是,当人体穿着正常时,探测器可以在探测范围内以每秒一步的速度做任何横向运动,并连续行走不到3米,探测器就能产生报警状态。
被动式红外入侵探测器利用热释电红外探测元件探测道路运动目标。只要物体的温度高于绝对零度,周围就会辐射出红外线,运动物体(如人、动物、汽车)辐射出的红外线就会被用来探测。
与其他类型的安全设备相比,被动红外入侵探测器具有以下特点:
1.无需在安全区域安装任何设备,即可实现远程控制;
2.因为是被动工作,不产生任何类型的辐射,保密性强,能有效执行安全任务;
3.不需要考虑光照条件,可以日夜使用,特别适合夜间或黑暗条件下工作;
4.由于没有能量排放,没有易磨损的运动部件,所以功耗低,结构牢固,使用寿命长,维护简单,可靠性高。
5)微波和被动红外复合入侵探测器
一种将微波和被动红外单元结合成一个整体的装置,只有当两个单元都处于报警状态时才会发出报警。该复合探测器由微波单元、无源红外单元和信号处理器组成,安装在同一个机柜中。微波和红外探测范围大小相等,重叠,柜内有调节两者重叠的装置。
6)机电探测器
最简单的入侵检测器是由一个围绕保护区的闭合电路组成的。一旦入侵者进入该区域,它将破坏电路并触发警报。
机电探测器包括:
1.金属箔探测器。最常用的机电检测器是在门窗上安装金属箔或金属条,构成检测电路的一部分,当金属箔因侵入而损坏时,会触发报警;
2.门窗开关。门窗开关可用于机电入侵报警;
3.玻璃破损检测器。在各种盗窃案件中,以暴力手段打破玻璃门窗、侵入室内的案件占很大比例,因此玻璃破损检测仪在防盗报警中具有很大的使用价值;
4.倾斜和振动开关。顾名思义,所谓的倾斜开关或振动开关是一种对倾斜或振动敏感的开关装置。
机电探测器最基本的优点是工作原理简单,电路元件少,所以可靠性比较高。只要安装维护得当,安装后备隐藏开关,报警器就能有更好的安全性能,可以作为更高级报警系统的优秀后备系统;此外,由于机电探测器可见且易于识别,对大多数“业余”小偷和破坏者有一定的威慑作用,对惯犯也有一定的迷惑作用。比如他发现了机电报警器,就会理直气壮地先尝试破坏报警器,然后信心满满地开始作案,那么他可能会触发更高级的报警系统。
然而,机电探测器并不能保护所有可能进入保护区的通道。即使所有的门窗都装有这种探测器,入侵者仍然可以通过墙壁、天花板或地板进入房间。机电探测器的另一个缺点是它的安装。没有想象力和安装经验,很难取得好的效果。它的敏感部件非常暴露,被犯罪分子处理后很容易失效。
7)光电探测器
光电探测器具有直线传播的特性,因此适用于探测没有物体阻挡光束的出入口或开阔区域。如果面积大,可以用镜子反射光线。光电探测器的主要缺点是不适合短而不直的通道。如果在短而不直的通道中使用,需要使用多个镜子,安装位置不正确或每个镜子被污染都会导致误报警。此外,入侵者还可能使用镜子反射光束,这样他们就可以潜入安全区而不会被发现。
8)光探测器
光探测器是一种不受光源驱动的光探测器。该设备可以自动测量安全区域的光强,并对突然变化做出反应。
9)红外温度探测器
红外体温探测器是光探测器的另一种形式,它可以由入侵者身体发出的热能触发。这种探测器不会对室温上升或下降的变化作出反应。但是,当温度与人体温度近似相等的目标(如入侵者)从敏感区域进入非敏感区域时,报警器可以检测到辐射差异并触发报警。红外温度探测器灵敏度高,不易被破坏。但是如果入侵者的体温与室内温度一致,报警就会失效,这其实是很难做到的。
10)接近探测器
接近探测器是一种检测设备,当入侵者接近它(但尚未接触到它)时,它可以触发警报。在室外使用接近探测器容易产生误报警,因此在应用中必须采取特殊措施。最常见的影响是温度和湿度的变化。下雨的时候影响更大。感应线应使用高级绝缘材料支撑,以尽量减少雨水的影响。
近程探测器更适合室内使用,比如为写字台、文件柜等一些特殊物体提供保护。通常被保护的对象是金属,它实际上可以构成保护电路的一部分。敏感线连接到机柜的框架,作为敏感电路中电容器的极板。
近程探测器非常适合保护特定物体。它最突出的优点是可以很容易地把被保护对象当作电路的一部分,所以每当有人试图破坏系统时,它就会立即触发报警。
近程探测系统的主要优点是通用性和通用性,可以用来保护几乎任何物体,不会被数米外的干扰激发。一旦有人从首饰盒或文件柜中偷窃,就会触发警报,但附近的正常业务工作可以照常进行。
近程探测系统的主要缺点是过于敏感。如果为了适应某种应用而把灵敏度调得太高,很容易造成频繁的误报。与其他系统不同的是,不可能插上电源插头就能让系统正常工作,但必须进行调整,尽量减少误报的概率。
11)音频入侵检测器
除了入口的入口控制外,还可以用来监控入侵者出现的区域,但此时安保人员必须时刻监控是否有入侵发出的声音。另一方面,入侵者通常尽可能保持沉默,尤其是当一名警卫必须监视几个不同的区域时。上述缺点可以通过增加触发电路来克服。
音频入侵检测设备有很多局限性。在正常情况下,当背景噪声在很大范围内变化时,这种检测器容易造成误报。也不适用于门窗挂厚窗帘,地上铺厚地毯的场合。此外,在某些部门,机械设备会日夜自动开关,产生不停的声音,因此不宜使用上述探测器。音频入侵检测器的突出优点是可以用来识别报警原因。
12)振动入侵探测器
振动探测器和声波入侵探测器本质上是一样的。振动系统的传感器是振动检测器,必须有机械位移才能产生信号;振动检测设备最适合保护档案柜、保险柜等贵重、机密的特殊物品,也适合与其他系统配合使用,防止小偷破门而入。振动检测器的有效性与正确应用有很大关系。它通常用于在正常情况下,在活动保护区内为一些特殊物体和人提供保护。
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