一、前端探测器的含义
与前端探测器配合的设备还要包括各种探测器安装支架、电源、总线输入 模块(总线型报警系统使用)、信号放大器、无线发送接收设备等,由于属于 周边配套设备,技术含量不高。
二、前端探测器的分类
随着新技术、新材料的不断发现和应用,报警探测器的种类也日益繁多但和安防系统密切相关的探测器分类如图所示。
门磁(Door Contact)是开关式探测器的一种,应用最为广泛,也经常被 用于门禁系统判断门的状态。开关式探测器是通过各种类型开关的闭合和断开 来控制电路产生通、断,从而触发报警。常见的开关有磁控开关、微动开关、 压力垫,或用金属丝、金属条、金属箔等来代用的多种类型开关。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,广泛应用于安防系统 中。它可以将压力、磁场或位移等在人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。
门磁开关又被称为磁控开关、磁控管或磁簧开关。门磁有时-候又被分为门 磁、窗磁(其实质是一样的,只是前者安装在门上,后者安装在窗上)。门磁 由永磁体及干簧管两个部分组成:较小的部分为永磁体,内部有一块永久磁 铁,主要用来产生恒定的磁场;较大的部分是门磁主体,门磁主体的内部有一 个常开型的干簧管,当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),门磁传感器 处于工作状态,当永磁体离开干簧管一定距离后(大于5mm),处于常开状 态。永磁体和干簧管分别安装在被防范物体(门或窗)的活动部位(门扇或 窗扇)和固定部位(门框或窗框),有表面式和嵌人式两种安装方式。
磁控开关应该避免直接安装在金属物体上,必须使用时应使用钢门专用型磁控开关或改用微动开关或其他类型开关器件。如卷闸门有专用的门磁,可以 方便地安装在卷闸门上,首先将“永磁体”(最重的铁制部件)安装固定在卷 闸门的内侧上(一般靠近侧面),在其相应的下方地上安装固定“干簧管” (较轻的铁制部件)。在卷闸门闭合状态时,“磁铁”与“干簧管传感器”之间 的距离不大于2cm。
2. 紧急报警按钮
紧急报警按钮(Panic Button)是采用手动报警(一般为按人式)、专用钥 匙消除报警的开关式探测器,常用于住宅的卧室床头、银行的柜台、保安值班 室、办公室前台等需要手工紧急报警的场所。因为造价低廉、使用简单,是安 防探测器中应用最广泛的探测器之一,在防区类型的设置上为24h防区,误报 率极低。
3. 燃气泄漏探测器
燃气就是可燃气体,常见的燃气包括液化石油气、人工煤气、天然气。燃 气泄漏探测器就是探测燃气浓度的探测器,其核心原部件为气敏传感器,安装 在可能发生燃气泄漏的场所,当燃气在空气中的浓度超过设定值,探测器就会 被触发报警,并对外发出声光报警信号。如果连接报警主机和接警中心则可联 网报警,同时可以自动启动排风设备、关闭燃气管道阀门等,保障生命和财产 的安全。在民用安全防范工程中,多用于家庭燃气泄漏报警,也被广泛应用于 各类炼油厂、油库、化工厂、液化气站等易发生可燃气体泄漏的场所。
4. 水探测器
水探测器一般由探针和探测器主体两个部分组成,用来测量漏水引起的灾 害。当探针的探头接触到水后,继电器动作发出报警,水消失后或远离探测 器,继电器复位。水探测器多用于重要的机房、水池、地下室、车库等容易发 生水泄漏的场因应用较少、生产的厂家也不多,故不为大家所熟知。
5. 光电开关
利用光敏电阻,以光源为媒介,控制电路的通断,这样的开关就是光电开 关。安防系统中常见的光电开关为烟雾报警器。光电开关的重要功能是能够处 理光的强度变化,采用光学元件,在传播媒介中间使光束发生变化;利用光束 来反射物体,使光束发射经过长距离后瞬间返回。光电开关是由发射器、接收 器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于 发光二极管(LED)和激光二极管,也有采用红外线方式的。光束不间断地发 射,或者改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择, 朝着目标不间断地运行。接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的 前面装有光学元件(如透镜和光圈等),在其后面的是检测电路,它能滤出有 效信号和应用该信号。光电式接近开关广泛应用于自动计数、安全保护、自动 报警和限位控制等方面。常见的光电开关有对射型、漫反射型和镜面反射型二种。
6. 出门请求探测器
出门请求探测器采用被动红外探测器的原理和技术,功能相当于一个出门 按钮,当人走近门时,出门请求探测器被激活,输出开关信号,门锁自动打开 (如果安装有自动开门装置,门会被自动打开)。出门请求探测器常常用于自 动门的控制,也有在门禁系统中应用。
7. 玻璃破碎探测器
利用压电陶瓷片的压电效应(压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形 时将会在其表面产生电荷),可以制成玻璃破碎探测器。对高频的玻璃破碎声 音(10~15kHz)进行有效检测,而对10kHz以下的声音信号(如说话、走路 声)有较强的抑制作用。玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚 度、面积有关。
玻璃破碎探测器按照工作原理的不同大致分为两类:一类是声控型的单技 术玻璃破碎探测器,它实际上是一种具有选频作用(带宽1〇~ 15kHz)的具有 特殊用途(可将玻璃破碎时产生的高频信号驱除)的声控报警探测器;另一 类是双技术玻璃破碎探测器,其中包括声控振动型和次声波玻璃破碎高频声响型。声控振动型是将声控与振动探测两种技术组合在一起,只有同时探测到玻 璃破碎时发出的高频声音信号和敲击玻璃引起的振动,才输出报警信号。次声 波玻璃破碎高频声响双技术探测器是将次声波探测技术和玻璃破碎高频声响探 测技术组合到一起,只有同时探测敲击玻璃和玻璃破碎时发出的高频声响信号 和引起的次声波信号才触发报警。玻璃破碎探测器要尽量接近所要保护的玻 璃,尽量远离噪声干扰源,如尖锐的金属撞击声、铃声、汽笛的啸叫声等,减 少误报警。
8. 电子振动探测器
电子振动探测器是以探测人侵者走动或破坏活动时产生的振动信号来触发 报警的探测器。振动传感器是振动探测器的核心部件。常用的振动探测器有位 移式传感器(机械式)、速度传感器(电动式)、加速度传感器(压电晶体式) 等,振动探测器基本上属于面控制型探测器。
机械式常见的有水银式、重锤式、钢球式。当直接或间接受到机械冲击振 动时,水银珠、钢珠、重锤都会离开原来的位置而发出报警。这种传感器灵敏 度低、控制范围小,只适合小范围控制,如门窗、保险柜、局部的墙体。钢珠 式虽然可以用于建筑物,但只有4m2左右,很少使用。
速度传感器一般选用电动式传感器,由永久磁铁、线圈、弹簧、阻尼器和 壳体组成。这种传感器灵敏度高,探测范围大,稳定性好,但加工工艺较髙, 价格较高。
加速度传感器一般是压电式加速度计,是利用压电材料因振动产生的机械 形变而产生电荷,由此电荷的大小来判断振动的幅度,同时借此电路来调整灵
敏度。
9. 主动红外探测器
主动红外人侵探测器(Active Infrared Intrusion Detector)又被称为“光束 遮断式感应器” (Photoelectric Beam Detector),由发射机与接收机配对组成。 发射机发出红外光束,同时接收机接收发射机发出的红外光束。当发射机发出 的红外光束被完全遮断或按给定的百分比部分被遮断时,则接收机因接收不到 红外光束即会产生报警信号。其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球 面镜片、LED指示灯等。其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极 体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接收。当光线被 遮断时就会发出警报。红外线是一种不可见光,而且会扩散,投射出去会形成 圆锥体光束。红外光不间歇每秒发1〇〇〇光束,所以是脉动式红外光束。由此, 这些对射无法传输很远距离(一般情况下在600m以内)。
主动红外探测器是利用光束遮断方式的探测器,当有人横跨过防护区域 时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警,它总是成对 使用:一个发射,一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光, 形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报 警。红外对射探头要选择合适的响应时间:太短容易引起不必要的干扰,如小 鸟飞过,小动物穿过等;太长会发生漏报。通常以l〇m/S的速度来确定最短遮 光时间。假定人体的宽度为20cm,则最短遮断时间为20ms。大于20ms报警, 小于20ms不报警。
主动红外人侵探测器按光束数可分为单光束、双光束、四光束、光束反射 型栅式、多光束栅式;按安装环境分为室内型、室外型;按工作方式分为调制 型、非调制型;按探测距离分类各个品牌都有不同型号,一般会有1〇, 20, 30, 40, 60, 80, 100,150, 200,300m 等多种规格。
与前端探测器配合的设备还要包括各种探测器安装支架、电源、总线输入 模块(总线型报警系统使用)、信号放大器、无线发送接收设备等,由于属于 周边配套设备,技术含量不高。
二、前端探测器的分类
随着新技术、新材料的不断发现和应用,报警探测器的种类也日益繁多但和安防系统密切相关的探测器分类如图所示。
图 探测器分类图
1. 门窗磁开关门磁(Door Contact)是开关式探测器的一种,应用最为广泛,也经常被 用于门禁系统判断门的状态。开关式探测器是通过各种类型开关的闭合和断开 来控制电路产生通、断,从而触发报警。常见的开关有磁控开关、微动开关、 压力垫,或用金属丝、金属条、金属箔等来代用的多种类型开关。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,广泛应用于安防系统 中。它可以将压力、磁场或位移等在人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。
门磁开关又被称为磁控开关、磁控管或磁簧开关。门磁有时-候又被分为门 磁、窗磁(其实质是一样的,只是前者安装在门上,后者安装在窗上)。门磁 由永磁体及干簧管两个部分组成:较小的部分为永磁体,内部有一块永久磁 铁,主要用来产生恒定的磁场;较大的部分是门磁主体,门磁主体的内部有一 个常开型的干簧管,当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),门磁传感器 处于工作状态,当永磁体离开干簧管一定距离后(大于5mm),处于常开状 态。永磁体和干簧管分别安装在被防范物体(门或窗)的活动部位(门扇或 窗扇)和固定部位(门框或窗框),有表面式和嵌人式两种安装方式。
磁控开关应该避免直接安装在金属物体上,必须使用时应使用钢门专用型磁控开关或改用微动开关或其他类型开关器件。如卷闸门有专用的门磁,可以 方便地安装在卷闸门上,首先将“永磁体”(最重的铁制部件)安装固定在卷 闸门的内侧上(一般靠近侧面),在其相应的下方地上安装固定“干簧管” (较轻的铁制部件)。在卷闸门闭合状态时,“磁铁”与“干簧管传感器”之间 的距离不大于2cm。
2. 紧急报警按钮
紧急报警按钮(Panic Button)是采用手动报警(一般为按人式)、专用钥 匙消除报警的开关式探测器,常用于住宅的卧室床头、银行的柜台、保安值班 室、办公室前台等需要手工紧急报警的场所。因为造价低廉、使用简单,是安 防探测器中应用最广泛的探测器之一,在防区类型的设置上为24h防区,误报 率极低。
3. 燃气泄漏探测器
燃气就是可燃气体,常见的燃气包括液化石油气、人工煤气、天然气。燃 气泄漏探测器就是探测燃气浓度的探测器,其核心原部件为气敏传感器,安装 在可能发生燃气泄漏的场所,当燃气在空气中的浓度超过设定值,探测器就会 被触发报警,并对外发出声光报警信号。如果连接报警主机和接警中心则可联 网报警,同时可以自动启动排风设备、关闭燃气管道阀门等,保障生命和财产 的安全。在民用安全防范工程中,多用于家庭燃气泄漏报警,也被广泛应用于 各类炼油厂、油库、化工厂、液化气站等易发生可燃气体泄漏的场所。
4. 水探测器
水探测器一般由探针和探测器主体两个部分组成,用来测量漏水引起的灾 害。当探针的探头接触到水后,继电器动作发出报警,水消失后或远离探测 器,继电器复位。水探测器多用于重要的机房、水池、地下室、车库等容易发 生水泄漏的场因应用较少、生产的厂家也不多,故不为大家所熟知。
5. 光电开关
利用光敏电阻,以光源为媒介,控制电路的通断,这样的开关就是光电开 关。安防系统中常见的光电开关为烟雾报警器。光电开关的重要功能是能够处 理光的强度变化,采用光学元件,在传播媒介中间使光束发生变化;利用光束 来反射物体,使光束发射经过长距离后瞬间返回。光电开关是由发射器、接收 器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于 发光二极管(LED)和激光二极管,也有采用红外线方式的。光束不间断地发 射,或者改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择, 朝着目标不间断地运行。接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的 前面装有光学元件(如透镜和光圈等),在其后面的是检测电路,它能滤出有 效信号和应用该信号。光电式接近开关广泛应用于自动计数、安全保护、自动 报警和限位控制等方面。常见的光电开关有对射型、漫反射型和镜面反射型二种。
6. 出门请求探测器
出门请求探测器采用被动红外探测器的原理和技术,功能相当于一个出门 按钮,当人走近门时,出门请求探测器被激活,输出开关信号,门锁自动打开 (如果安装有自动开门装置,门会被自动打开)。出门请求探测器常常用于自 动门的控制,也有在门禁系统中应用。
7. 玻璃破碎探测器
利用压电陶瓷片的压电效应(压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形 时将会在其表面产生电荷),可以制成玻璃破碎探测器。对高频的玻璃破碎声 音(10~15kHz)进行有效检测,而对10kHz以下的声音信号(如说话、走路 声)有较强的抑制作用。玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚 度、面积有关。
玻璃破碎探测器按照工作原理的不同大致分为两类:一类是声控型的单技 术玻璃破碎探测器,它实际上是一种具有选频作用(带宽1〇~ 15kHz)的具有 特殊用途(可将玻璃破碎时产生的高频信号驱除)的声控报警探测器;另一 类是双技术玻璃破碎探测器,其中包括声控振动型和次声波玻璃破碎高频声响型。声控振动型是将声控与振动探测两种技术组合在一起,只有同时探测到玻 璃破碎时发出的高频声音信号和敲击玻璃引起的振动,才输出报警信号。次声 波玻璃破碎高频声响双技术探测器是将次声波探测技术和玻璃破碎高频声响探 测技术组合到一起,只有同时探测敲击玻璃和玻璃破碎时发出的高频声响信号 和引起的次声波信号才触发报警。玻璃破碎探测器要尽量接近所要保护的玻 璃,尽量远离噪声干扰源,如尖锐的金属撞击声、铃声、汽笛的啸叫声等,减 少误报警。
8. 电子振动探测器
电子振动探测器是以探测人侵者走动或破坏活动时产生的振动信号来触发 报警的探测器。振动传感器是振动探测器的核心部件。常用的振动探测器有位 移式传感器(机械式)、速度传感器(电动式)、加速度传感器(压电晶体式) 等,振动探测器基本上属于面控制型探测器。
机械式常见的有水银式、重锤式、钢球式。当直接或间接受到机械冲击振 动时,水银珠、钢珠、重锤都会离开原来的位置而发出报警。这种传感器灵敏 度低、控制范围小,只适合小范围控制,如门窗、保险柜、局部的墙体。钢珠 式虽然可以用于建筑物,但只有4m2左右,很少使用。
速度传感器一般选用电动式传感器,由永久磁铁、线圈、弹簧、阻尼器和 壳体组成。这种传感器灵敏度高,探测范围大,稳定性好,但加工工艺较髙, 价格较高。
加速度传感器一般是压电式加速度计,是利用压电材料因振动产生的机械 形变而产生电荷,由此电荷的大小来判断振动的幅度,同时借此电路来调整灵
敏度。
9. 主动红外探测器
主动红外人侵探测器(Active Infrared Intrusion Detector)又被称为“光束 遮断式感应器” (Photoelectric Beam Detector),由发射机与接收机配对组成。 发射机发出红外光束,同时接收机接收发射机发出的红外光束。当发射机发出 的红外光束被完全遮断或按给定的百分比部分被遮断时,则接收机因接收不到 红外光束即会产生报警信号。其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球 面镜片、LED指示灯等。其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极 体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接收。当光线被 遮断时就会发出警报。红外线是一种不可见光,而且会扩散,投射出去会形成 圆锥体光束。红外光不间歇每秒发1〇〇〇光束,所以是脉动式红外光束。由此, 这些对射无法传输很远距离(一般情况下在600m以内)。
主动红外探测器是利用光束遮断方式的探测器,当有人横跨过防护区域 时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警,它总是成对 使用:一个发射,一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光, 形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报 警。红外对射探头要选择合适的响应时间:太短容易引起不必要的干扰,如小 鸟飞过,小动物穿过等;太长会发生漏报。通常以l〇m/S的速度来确定最短遮 光时间。假定人体的宽度为20cm,则最短遮断时间为20ms。大于20ms报警, 小于20ms不报警。
主动红外人侵探测器按光束数可分为单光束、双光束、四光束、光束反射 型栅式、多光束栅式;按安装环境分为室内型、室外型;按工作方式分为调制 型、非调制型;按探测距离分类各个品牌都有不同型号,一般会有1〇, 20, 30, 40, 60, 80, 100,150, 200,300m 等多种规格。