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浅谈主动红外探测的分类和发展

周界防范作为治安防范措施的技防手段之一,是我们急需未雨绸缪的第一道防线。主动红外探测器作为一种周界防范报警应用的无形电子围栏,业界常简称为“主动红外”、“红外对射”。主动红外探测器自90年代初期开始进入国内安防市场,其市场发展历程已经有20多年,因其优越的性价比和技术的不断更新换代,此类产品目前仍是国内外周界安防应用市场的主要产品。
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  周界防范作为治安防范措施的技防手段之一,是我们急需未雨绸缪的第一道防线。主动红外探测器作为一种周界防范报警应用的无形电子围栏,业界常简称为“主动红外”、“红外对射”。主动红外探测器自90年代初期开始进入国内安防市场,其市场发展历程已经有20多年,因其优越的性价比和技术的不断更新换代,此类产品目前仍是国内外周界安防应用市场的主要产品。

  主动红外探测器全名叫“光束遮断式感应器”(Photo-electric-Beam-Detector),由一个发射端(Transmitter)和一个接收端(Receiver)成对使用,其侦测原理乃是发射端利用红外光发射二极体主动产生一束或多束人眼无法看到的脉冲红外线,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至远端的受光器接受,形成警戒线,当光线被遮断时,因接收端接收不到红外光就会发出警报。由于红外线是扩散性传播,能量不易集中,一般探测器侦测范围不超过300米。

  主动红外探测器的形式分类

  依据红外线发射形式及功能

  1、单光束对射型(Single-Beam)

  单束红外线遮断即报警,较易误报,多用于5-20米以内的室内外较单纯的安装环境。典型产品如上世纪90年代早期的ALEPH公司的HA-10SI 等。

  2、双光束对射型(Twin-Beam)

  利用光学机构形成两束红外光,必须同时遮断才报警,光束间距较小,成本低,室外探测距离为20-100米。典型产品如2003年以前的ALEPH公司的HA/ABT系列、SELCO的SBT系列。

  3、独立双束光对射型(大口径双光束对射型)(Independent -Twin-Beam))

  由两组独立的单光束机构组成的双光束探测器,具有两组收发头,能量强度是双倍,光束间距在100厘米以上,比一般双光束产品稳定,适用于民用场所的复杂环境,探测距离在30-150m左右。典型产品有早期的ALEPH公司的大口径HA系列、OPTEX公司的AX大口径系列、安盾公司的最新的ADX系列。

  4、四光束对射型(Independent -Quad-Beam)

  四光束产品是由上下两组独立双光束机构组成,也是具有两组收发头,能量强度是双倍,最外两端的光束间距在80厘米以上,但外形尺寸较大且中间光束不起实际作用而分散能量。适用于工业场所的长距离复杂环境,探测距离在50-250米左右。典型产品如ALEPH早期的ABH四光束系列、最新的XA-Q系列,目前较常见的是SELCO的SBQ系列。

  5、多光束围篱(Photo-Electric-Fences)

  由四组以上的红外线反射端和投光端配对组成,又称红外对射光栅,通过多束红外线互射构成一个防范平面,报警模式为同时遮断相邻两光束,较适用于建筑物贴边的周界防范,侦测距离在10-100米,高度为60-250厘米左右。这类产品在2004年以后在市场得到成熟应用,典型产品如SELCO的SBW系列、广州天网公司的庭院灯系列等。

  6、反射型(Reflector-Beam)

  反射型红外线探测器探测距离比对射型短,主要用于室内走道和边界,分成以下两种:

  · 物体反射型 :探测器的投光部与受光部在一体,利用阻挡物体的反射光的变化进行探测,适合探测距离较短(0~5m范围)的室内场合,例如:光电感应冲水龙头、自动门、安全防范,典型产品如OPTEX公司的自动门感应开关OA-203;

  · 镜片反射型:探测器的投光部与受光部在一体,另外配置反光镜片,当使红外线反射光被遮断即报警,探测距离范围为室内1~10m,适合室内走道、边界的防范,也适合工业自动化应用。典型产品如日本PUNIX的PR系列、日本ALEPH的HA-10IN系列等。

  依据光学机构形式

  主动红外探测器的光学机构品质与聚光度是影响探测器稳定的重要关键,根据不同的光学结构可以分为两种:

  1、前聚焦型

  前聚焦型顾名思义即探测器的光学镜片处在红外线收发端的原件的前端,而根据镜片的材质和性质,又分为三种,按先后出现可分为:

  · 光学球面镜:属于较早期的几种,出现于上世纪80年代,优点是透光率高,光能量损耗小,投射距离较远,探测器工作稳定。缺点是成本高,焦点小,安装对焦不容易,产品因焦距较长而体积大。典型产品如OPTEX公司的AX-100PLUS;

  · 广角非球面菲涅尔透镜:出现于上世纪90年代,主要用于小型双光束探测器。优点是镜片成本较低,是目前市场普遍较多的产品。缺点是透光率不如较光学镜,投射距离不超过100米,光束间距较小,在复杂环境中容易误报。典型产品如SELCO公司的SBT系列。现在这类产品的改进型是将镜片受光面加大后,使用于独立双束光型对射上,通过增加光束能量和加大光束间距来大大提升产品的性价比,典型产品如安盾(ANDON)公司的ADX系列;

  · 球型菲涅尔透镜:出现于2003年,特点是将光学球面镜和菲涅尔透镜相结合,既满足了透光率的要求又降低了高端产品的成本。典型产品如日本ALEPH的XA-100。

  2、后前聚焦型

  后聚焦型探测器的光学镜片处在红外线收发端的原件的后端,使用塑胶材料成型后电镀成凹面镜,探测器发射端的红外光束通过后端凹面镜聚焦后折射向接收端,接收端的凹面镜接收后再聚焦至接收器件上。优点是成本较低,低端产品体积较小,是目前市场普遍较多的产品。缺点是对电镀工艺要求高,同时较多的折射使光束能量损耗较大,低端产品投射距离不超过100米,在复杂环境中容易误报。

  代表性产品的阶段分类

  1、日本ALEPH主要的产品及型号

  自上世纪九十年代初以来,以主动红外报警器系列为代表的日本ALEPH的安防产品作为早期进入国内安防市场的国际知名品牌产品之一,在行业市场中享有很高知名度,其主要阶段性产品有:1990-2004年,HA\ABT\ABH双光束、四光束系列。

  随着国内对射市场的迅速发展,假冒产品也随之泛滥,日本ALEPH公司在2004年时,推出HA大口径系列,XA双光束/四光束系列,其中应用到“周界探测器可视窗技术”,这些新产品结合了专业周界总线主机后得到很好的应用。

  2、SELCO的主要产品及型号

  SELCO公司拥有平面广角菲涅尔球镜技术,其主要产品有SBT双光束系列、SBM上光束系列、SBH四光束系列。

  3、OPTEX公司的主要产品和型号

  日本OPTEX公司以光电传感产品著称与全球,其在上世纪70年代首推世界上第一款自动门光电感应探测器,它的主动红外探测器一直是周界安防高端产品的代表,主要的产品型号有AX双光束和大口径双光束系列。

  4、ANDON公司的周界产品系列

  ADX系列是安盾公司最新推出的大口径大间距双光束主动红外探测器,它摒弃了传统双光束产品口径小、间距短的缺陷,上下光束间距达到113毫米,宽窄相济,有效防止误报,是一种高性价比的周界防范无形电子围栏。

  如何使主动红外探测器工作更可靠

  结合成本和实际需求的正确的选型,因地制宜和规范化的设计安装,主动红外对射探测器是周界安防工程值得信任的高性价比选择。

  · 能抗杂光干扰:探测器外壳必须是滤杂光特制材料,并采用光学膜工艺,同时在接收端内部的光学部件上也必须采用同样的滤光材料和工艺;

  · 独立大口径双光束及大间距:由于树枝、落叶或飞禽体积相对于人体来说较小,一般只能遮挡一条光束,当多光束产品的相邻间距大于100mm时,就可以有效排除这些干扰因素,同时正如前述,多光束产品工作时实际起作用的是上下最外道的光束,所以能量更易集中的大间距独立双光束是防止误报和漏报的关键;

  · 防霜结露技术:为适应室外环境要求,对射外壳必须具有防霜结露凹槽结构设计,并有低温环境下使用的加热器配件可选;同时外壳及穿线孔必须采用橡胶密封件等专业防水材料,防护等级应在IP45以上;

  · 优质光学机构:在控制成本的同时,宜采用菲涅尔透镜的光学技术,保证设备两端最大能量的输出和接收,保证产品稳定性;

  · 灵敏度可调:同样是遮断红外光线,落叶或飞禽的遮断时间段通常要小于人爬墙的遮断时间,因为速度是前者快。通过这个措施调节设备灵敏度,周界系统可以有效地防止误报;

  · 防雷抗电涌:50%以上的对射故障是由闪电或电涌所致。为防止直击雷击电以外引起的电器设备受损与误报,对射产品本身的防雷指标必须符合3C标准。当然更重要的是周界系统环路中也必须具备防雷、防磁、防射频干扰的接地设计;

  · 规范化安装施工:主动红外对射探测器本身的性能可靠稳定性是一方面,规范的安装施工却也是相当重要的环节,如何能保证探测器最佳的工作状态,使系统起到最有效的周界防护性能,很大程度上取决于施工安装的规范;

  · 注重特殊现场:安装在弧形或不规则围墙上的探测器,其探测射线距离围墙弧沿的最大弦高不能大于15~20cm。如果一个人体攀爬的动作距离超过就必须增加探测器数量来分割弧形围墙,使最大弦高不大于规定距离;

  · 防止串扰发生:当数对探测器安装于同一直线的情况下,建议采用同型背靠背的安装法,以减小相邻探测器间的串频现象;

  · 感度电压和压差:产品校准的感度电压必须达标,才能保证探测器即使在恶劣天气环境下也能正常的工作。同时双光束产品的上下压差必须按说明书调整一致,可以有效防止误报;

  · 系统维护事项:日常保养检修十分重要,一般应由专业人员视现场情况,每三或六个月做一次清洁保养,对探测器光轴做重新校准,整理调试控制系统。

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