被动红外探头工作原理特性及新技术

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10月31日 13:58　

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被动红外探头工作原理特性及新技术
在电子防盗探测器领域，被动红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的提高，从而对探头的要求也越来越高，普通被动红外探头的局限性也越来越明显，这样，新一代的被动红外探头也应运而生。因为美国的美安科技的Focus牌探头采用了很多最新技术，使用也较为广泛。所以，下面就结合该产品的技术特性来阐述被动红外探头的最新技术。　　
1、被动红外探头的工作原理及特性　　
　被动红外探头是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。　　
1) 这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须敏感。　
2) 为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。　　
3) 被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。　　
4) 一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。　　
5) 多视场的获得，一是多法线小镜面组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜——菲涅尔透镜聚焦在红外传感器上。　　
6) 这要指出的是被动红外的几束光表示有几个视场，并非被动红外发红外光，视场越多，控制越严密。　　
被动红外探头的优缺点：
优点：
本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。　　
缺点：
◆容易受各种热源、光源干扰
◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。
◆易受射频辐射的干扰。
◆环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
2、被动红外探测新技术说明　　
　下面针对上述的被动红外探测器的缺点，结合美国的美安科技的Focus牌的红外探测技术，进行详细发分析。通过对其缺点分析发现，我们实际上要解决误报和探测下降甚至失灵的问题：　　
2.1误报问题　　
为了降低误报率，只要排除误报等因素就可以大大降低误报率。　　
误报的因素可以分为两类：　　
外界的因素:
● 外界的热光源（尤其是白光光源）：如阳光、照明光源等;
● 外界的射频信号。　　
内部因素:
● 内部由于器件等的噪声和干扰，如光热释感应器的信号瞬变等。　　
针对以上情况，枫叶公司的新一带红外探头、采用一些独特的技术来解决此类问题。　　
信号出/入分析　　
　当有物体走入或走出一个探测区段时, 在反极性探测感应器上会产生两个极性相反的信号,这种出/入信号的能量将被独立分析并储存在内存记忆内。只有在一段特定的时间内,当两个感应器上都收集到足够的出/入能量时才会触发警报。
　其优点:"信号出/入分析"能超乎想象地提高探头对气流、随机噪音及发热器的抗干扰能力。如再加上"四源红外反极性探测" , 便能使探头具有超卓的抗干扰能力, 是现今市场上最优秀的产品。　　
四源红外反极性探测(专利)　　
　探头内置两个红外感应器,移动信号会使两个感应器产生两个极性相反的信号;而非移动信号(射频、电磁、火花、静电等干扰),则使两个感应器产生两个极性相同的信号。利用此原理便可准确无误地区分移动和非移动信号。　　
其优点:
1.应用此技术所获得抗干扰能力是传统的滤波及屏蔽技术所无法相比的;
2.具有超卓的防小动物能力。　　
自动脉冲数调节　　
2、所有Focus牌探头都有此先进功能。"自动脉冲数调节"能检测每个红外信号能量的大小, 然后把数据储存在内存记忆内。探头能自动跟据内存记忆内的能量水平改变工作模式:
1）、当能量水平高时(此时误报的机率较低),使用低脉冲数模式,功能跟一般非脉冲数调节探头一样。　
2）、当能量水平低时(误报的机率较高), 使用高脉冲数模式(最高可达25个脉冲),可有效防止误报的发生。　　
优点: 有效防止误报而不降低灵敏度。　　
2．2探测能力的降低
探测能力下降可以分为几个方面：
　探测器个探测试场分布不合理：如空隙过大，探测器被遮挡，如被泡沫、烟雾（入侵者经常使用的手段）、纸、衣物等。由于体温和环境差别不大，造成探测能力下降。针对以上情况，美国的美安科技的Focus牌采用以下方法来解决问题。　　
高质 LODIF 段式 FRESNEL 透镜 (专利)　　
　无论是清色度,准确度及聚焦能力各方面均比传统的FRESNEL透镜高出30%。透镜材料采用高质抗白光干扰物料制造,并采用分段式设计。
优点:
1. 能有效地收集人体发出的能量;
2. 消除死位;
3. 高抗白光干扰能力。　
微波防遮挡功能 (专利)
只要有任何遮挡物在探头一米距离内移动,便会马上触发警报。
优点: 可有效防止闯入者以物件遮挡探头, 使探头失去作用。　　
主动微波自我检测功能　　
　　微波发射器每隔3分钟便自我检测一次,而自我检测是不需通过移动物体触发。如发现故障, 故障开关便马上被触发。　　
优点: 可确保探头工作正常, 万一发生故障亦可及时更换。　
交叠式红外源(ISG)(专利)　　
　　传统的四源红外设计在探测远距离物体时灵敏度会降低, 这是因为人体在远距离时不会同时通过上下两个红外源, 所以便造成灵敏度降低甚至失灵。美安公司专利的"交叠式红外源"能有效地解决此问题。　　
优点:
1.有效地解决远距离灵敏度降低及温度上升距离缩短的问题;
2.可把距离提高至传统设计的二倍;
3.简化调试过程。　　
自动温度补偿
“自动温度补偿”能自动调节放大器功率的大小来平衡因温度变化引起的灵敏度变化现像。　　
优点: 使探头在整段工作温度区内都有稳定的灵敏度。　　
2.3其他一些新技术应用
●实时数字处理功能
●移动技术
●背景分析
●射频/电磁干扰保护
●完备的电压控制

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