1、安全防范技术安全防范技术 之入侵探测之入侵探测 安全安全（技术）（技术）的两个基本要素：的两个基本要素：预防、减灾预防、减灾。对于安防就是：探测和系统加固。对于安防就是：探测和系统加固。 探测探测、安防技术发展始终围绕的核心。、安防技术发展始终围绕的核心。借鉴和借鉴和利用各种技术，实现：利用各种技术，实现： 探测的目的探测的目的，发现和表示差异，探测变化；，发现和表示差异，探测变化； 真实的探测真实的探测，分析、识别特征、评价探测；，分析、识别特征、评价探测； 快速的探测快速的探测，早期报警，增加反应时间，提高，早期报警，增加反应时间，提高工作效率。工作效率。 系统加固系统加固、系统自身的加固
2、是特点、系统自身的加固是特点，主要因为主要因为： 系统探测的对象是具有反探测能力、并能对系系统探测的对象是具有反探测能力、并能对系统发动攻击的人或具有破坏性（爆炸）；统发动攻击的人或具有破坏性（爆炸）； 应用环境的高可靠性要求；应用环境的高可靠性要求； 面对高科技犯罪的挑战面对高科技犯罪的挑战。 安防系统日趋开放安防系统日趋开放，有效的加固（与基础加固有效的加固（与基础加固相结合）尤为重要相结合）尤为重要。没有加固的系统是不实用的没有加固的系统是不实用的。 探测技术概述 探测设备是安防系统的主导产品，分两大类：探测设备是安防系统的主导产品，分两大类： 入侵探测入侵探测、探测对象是人的行为，发现
3、在特定地、探测对象是人的行为，发现在特定地点和时间内人的存在、活动；确定其当前活动的合点和时间内人的存在、活动；确定其当前活动的合法性。（本讲座介绍的内容）法性。（本讲座介绍的内容） 危险品探测危险品探测、在各种、在各种（特别是隐蔽）（特别是隐蔽）条件下，发现条件下，发现某些物质和物品某些物质和物品（违禁品、有时也包括人）（违禁品、有时也包括人）的存在。的存在。 两类探测两类探测的产品形态和应用方式（技术原理上有的产品形态和应用方式（技术原理上有些是相同的）差别很大。些是相同的）差别很大。 入侵探测主要是以系统的形式、被动方式工作。入侵探测主要是以系统的形式、被动方式工作。 危险品探测则主要是
4、利用探测设备去搜索、发现危险品探测则主要是利用探测设备去搜索、发现危险品，微量和非接触探测是特点和难点。危险品，微量和非接触探测是特点和难点。 探 测入侵探测危险品探测状态探测物理参数目标探测特征识别理化分析质谱射线作用 成像生物 状态探测状态探测、从环境状态的变化，判断是否有入侵、从环境状态的变化，判断是否有入侵活动的存在（不是直接探测人的行为），就是状态活动的存在（不是直接探测人的行为），就是状态探测的概念。探测的概念。 状态、状态、基础建筑、防护设施及防护对象的物理状基础建筑、防护设施及防护对象的物理状态（可以用开关状态来表示），主要有：态（可以用开关状态来表示），主要有： 建筑物门、窗
5、或其它锁定装置的状态（开建筑物门、窗或其它锁定装置的状态（开/ /闭）；闭）； 墙体、防护设备的壳体或其它局部的承重和稳定墙体、防护设备的壳体或其它局部的承重和稳定性（是否受到冲击、振动，压力改变）性（是否受到冲击、振动，压力改变） ； 展柜、保险柜，报警装置和防护对象等的几何位展柜、保险柜，报警装置和防护对象等的几何位置和相互位置关系等（移动、距离变化）。置和相互位置关系等（移动、距离变化）。 状态的变化加上适当的限定条件，就可用来判断状态的变化加上适当的限定条件，就可用来判断是否有入侵存在（构成点、线的探测）。是否有入侵存在（构成点、线的探测）。 构成的各种探测器主要是灵巧的结构性设计构成
6、的各种探测器主要是灵巧的结构性设计，与与环境条件结合在一起，看似简单，但巧妙的设计和环境条件结合在一起，看似简单，但巧妙的设计和安装会解决许多复杂技术处理不了的问题。安装会解决许多复杂技术处理不了的问题。 入侵探测原理 环境的参数探测环境的参数探测、检测防范空间内各种物理参数、检测防范空间内各种物理参数（如温度、照度、辐射强度、电磁场的强度、频率、背景（如温度、照度、辐射强度、电磁场的强度、频率、背景噪声电平等）噪声电平等）的变化的变化，可构成各种有效的空间探测手可构成各种有效的空间探测手段。如检测温度、辐射强度的变化实现火险探测；段。如检测温度、辐射强度的变化实现火险探测；检测红外辐射和电磁
7、场的变化实现入侵探测。基本检测红外辐射和电磁场的变化实现入侵探测。基本的工作原理有：的工作原理有： 红外探测红外探测、应用最早、最成熟的探测技术，也称、应用最早、最成熟的探测技术，也称为温度探测。物体受热时，原子内部产生的复杂过为温度探测。物体受热时，原子内部产生的复杂过程引起带电粒子的振动，致使能量转化为一定波长程引起带电粒子的振动，致使能量转化为一定波长的电磁振荡辐射能，这就是热辐射。换句话说：的电磁振荡辐射能，这就是热辐射。换句话说：自自然界所有温度高于绝对零度的物质，都会产生热辐然界所有温度高于绝对零度的物质，都会产生热辐射，这种辐射载有物质的特征信息，成为红外探测射，这种辐射载有物质
8、的特征信息，成为红外探测的客观基础。的客观基础。 人体人体（一些动物）（一些动物）的红外辐射的红外辐射（波长在（波长在7 711m11m、对、对应人的体温）应人的体温）是人体区别于其它物体的特征。是人体区别于其它物体的特征。 探测这个辐射，识别这个特征，涉及到另一个物探测这个辐射，识别这个特征，涉及到另一个物理现象以及由此形成的器件。理现象以及由此形成的器件。 入侵探测原理 晶态电介质的自发极化特性晶态电介质的自发极化特性、有些压电晶体、有些压电晶体（如（如锆钛酸铝系陶瓷）锆钛酸铝系陶瓷）具有自发极化现象，极化强度随温具有自发极化现象，极化强度随温度而变化。在垂直极化轴的表面上温度升高，会有度
9、而变化。在垂直极化轴的表面上温度升高，会有自由电子释放出来，既热释电效应。自由电子释放出来，既热释电效应。 利用这个原理就可以实现红外（热）探测。利用这个原理就可以实现红外（热）探测。 电介质 外壳 电源 电极 透视窗 探测信号输出 地 热释电探测热释电探测、将吸收的红外辐射转换为热能（温、将吸收的红外辐射转换为热能（温度升高），然后再将其转换为电能。响应速度慢、度升高），然后再将其转换为电能。响应速度慢、灵敏度低。但经济、简单、可靠，应用非常广泛。灵敏度低。但经济、简单、可靠，应用非常广泛。 量子型红外探测器量子型红外探测器（光子探测）直接把红外辐射（光子探测）直接把红外辐射能转换为电能，响
10、应速度快、灵敏度高，主要用于能转换为电能，响应速度快、灵敏度高，主要用于红外成像，一般入侵探测器不采用。红外成像，一般入侵探测器不采用。+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -极化现象 探测元 探测器件 入侵探测原理 都卜勒效应都卜勒效应、当辐射源与观察者间存在相对运动、当辐射源与观察者间存在相对运动时时，观察者收到的波动频率与辐射源的频率不同。观察者收到的波动频率与辐射源的频率不同。换句话说：当电磁波在其传播方向的运动物体表面换句话说：当电磁波在其传播方向的运动物体表面反射时，反射波的频率或相位将发生变化。反射时，反射波的频率或相位将发生变化。 运动速度V 微波源 反射波 发射
11、波 都卜勒效应 频差频差（f fd d=2f=2fS SV/c=2V/ V/c=2V/ 其中：V 目标径向速度、fS 源频率）称为都卜勒频率。可以看出：都卜勒频率与目标的称为都卜勒频率。可以看出：都卜勒频率与目标的径向运动速度成正比，与辐射波的波长成反比。表径向运动速度成正比，与辐射波的波长成反比。表示这种探测方式对运动目标灵敏示这种探测方式对运动目标灵敏（速度越快、越容易（速度越快、越容易被探测）。被探测）。同时、选择较高的源频率也利于实现探同时、选择较高的源频率也利于实现探测测（可产生较高的都卜勒频率，便于电路处理）。（可产生较高的都卜勒频率，便于电路处理）。 固定的微波源固定的微波源（f
12、 fS S：10GHz10GHz）向空间幅射电磁波，向空间幅射电磁波，并接收反射波，通常人的运动可产生几十至几百并接收反射波，通常人的运动可产生几十至几百HzHz的都卜勒频率。检测这个变化即可实现运动探测。的都卜勒频率。检测这个变化即可实现运动探测。运动目标 入侵探测原理 利用利用超声波超声波源构成的报警器也是这一原理。显然源构成的报警器也是这一原理。显然其探测效果不如微波源。其探测效果不如微波源。 建立建立频谱分析频谱分析的概念很重要，因为实际运动的目的概念很重要，因为实际运动的目标不是一个简单运动标不是一个简单运动（多种运动的复合体）（多种运动的复合体），产生的，产生的都卜勒反射不是单一频
13、率，是多个频率成份的复杂都卜勒反射不是单一频率，是多个频率成份的复杂波形，进行频谱的分析，才能使探测真实、有效。波形，进行频谱的分析，才能使探测真实、有效。 微波探测装置的智能化从该方向入手，其它的探微波探测装置的智能化从该方向入手，其它的探测方式，如驻波探测、雷达探测以此为基础。测方式，如驻波探测、雷达探测以此为基础。 电磁场探测电磁场探测、检测空间交变电磁场、静电场、磁、检测空间交变电磁场、静电场、磁场的变化可实现探测。其工作原理是：场的变化可实现探测。其工作原理是： 当导体通过电磁场当导体通过电磁场（或位置发生变化）（或位置发生变化）时，将改变时，将改变其分布其分布( (场强、方向场强、
14、方向) )，因为：电磁场会在导体中产，因为：电磁场会在导体中产生涡流，一部份电磁能量转变为热能消耗掉，同时、生涡流，一部份电磁能量转变为热能消耗掉，同时、一部份改变其传播方向一部份改变其传播方向（被反射）（被反射），也损失一部份，也损失一部份能量能量（从接收单元的角度看）（从接收单元的角度看）。检测电磁场的这个变。检测电磁场的这个变化，可以探测出电磁场中是否有导体通过或导体的化，可以探测出电磁场中是否有导体通过或导体的分布发生了变化。分布发生了变化。 入侵探测原理 人体、车辆等是一种导体，当它们通过设定的电人体、车辆等是一种导体，当它们通过设定的电磁场时，或在其中位置发生改变时，接收装置收到磁
15、场时，或在其中位置发生改变时，接收装置收到的场强的就会改变。的场强的就会改变。 微波对射、泄漏电缆就是这个工作原理。微波对射、泄漏电缆就是这个工作原理。 电磁场的变化包括强度、方向两个参数，目前我电磁场的变化包括强度、方向两个参数，目前我们主要是探测强度的变化，如能实现两者共同的分们主要是探测强度的变化，如能实现两者共同的分析，特别是对电磁场方向的分析，将会使电磁场探析，特别是对电磁场方向的分析，将会使电磁场探测达到一个新有高度。测达到一个新有高度。 电磁感应定律表明电磁感应定律表明：导体在磁场中运动：导体在磁场中运动（切割磁（切割磁力线）力线）时，会产生感生电流。许多电测量装置应用时，会产生
16、感生电流。许多电测量装置应用这个原理，如把振动或物体的位移与设定在一磁场这个原理，如把振动或物体的位移与设定在一磁场中导体的振动联系起来，就可以实现入侵探测。中导体的振动联系起来，就可以实现入侵探测。 震动电缆、震动传感器的工作原理就是如此。震动电缆、震动传感器的工作原理就是如此。 导体接近或通过电抗性器件导体接近或通过电抗性器件（电容、电感）（电容、电感）将改变将改变其参数值其参数值（电容值、电感值）（电容值、电感值），使相应的电参数，使相应的电参数（振（振荡频率）荡频率）发生改变，就是静电探测的原理。发生改变，就是静电探测的原理。 电容式报警器和地磁线圈等工作于此原理。电容式报警器和地磁线
17、圈等工作于此原理。 入侵探测原理 声波探测声波探测、物体在振动或破碎时发出特有、物体在振动或破碎时发出特有（固有）（固有）频率的振荡是物资、物体的一种特征，其频率通常频率的振荡是物资、物体的一种特征，其频率通常在声波在声波（超声、次声）（超声、次声）的范围内。检测这个特征可以的范围内。检测这个特征可以用来判断物体的状态（振动、破碎），这就是声波用来判断物体的状态（振动、破碎），这就是声波探测的原理。探测的原理。 检测特定频率的声波检测特定频率的声波，玻璃破碎探测器是最常用，玻璃破碎探测器是最常用和最典型的声波探测器。它检测玻璃破碎时产生的和最典型的声波探测器。它检测玻璃破碎时产生的特殊声波特殊
18、声波（101015khz15khz）和破碎前产生的次声。和破碎前产生的次声。 检测谐振现象检测谐振现象，通过谐振腔，通过谐振腔（音叉）（音叉）来探测振动来探测振动是一种好的方法，它不是状态探测。是一种好的方法，它不是状态探测。 检测背景噪声检测背景噪声，监听设备输出的音频信号电平，监听设备输出的音频信号电平（声级）可反映防范区内的背景噪声。当其超过一（声级）可反映防范区内的背景噪声。当其超过一定的阀值时，发出报警，这就是声控报警器的工作定的阀值时，发出报警，这就是声控报警器的工作原理，也是一种声波探测。原理，也是一种声波探测。 声控报警器是把探测与复核结合在一起，通过监声控报警器是把探测与复核
19、结合在一起，通过监听或频谱的分析可有效地排出误报警。听或频谱的分析可有效地排出误报警。 入侵探测原理 光的传输特性光的传输特性、传输介质的变化，如空气中的阻、传输介质的变化，如空气中的阻碍物、烟尘、光纤的变形等会改变光的传输特性，碍物、烟尘、光纤的变形等会改变光的传输特性，产生反射、散射、增加损耗。基于这一原理可构成产生反射、散射、增加损耗。基于这一原理可构成光电式光电式( (主动红外）主动红外）探测器和多种光纤报警器。探测器和多种光纤报警器。 目标探测目标探测、直接探测监控目标（、直接探测监控目标（防范对象或防护对防范对象或防护对象）象）的状态。以图像分析为基础实现目标探测，是的状态。以图像
20、分析为基础实现目标探测，是目前安防技术研究的重点，主要有：目前安防技术研究的重点，主要有： 视频探测视频探测、电视本来就是一种亮度探测，通过亮、电视本来就是一种亮度探测，通过亮度电平的分析进行探测早已应用于安防系统，但不度电平的分析进行探测早已应用于安防系统，但不是目标探测。利用图像信息的二维的特点，通过图是目标探测。利用图像信息的二维的特点，通过图像分析得出监控目标的运动轨迹是一种有效的探测像分析得出监控目标的运动轨迹是一种有效的探测方式，又称运动探测。方式，又称运动探测。 多维视频探测多维视频探测、采用多个摄像机，从不同角度、采用多个摄像机，从不同角度（正交）监控同一个目标，然后、利用图像
21、算法，（正交）监控同一个目标，然后、利用图像算法，形成对目标多维的、唯一的探测。可以排除防范空形成对目标多维的、唯一的探测。可以排除防范空间内的非监控目标的干扰，具有极高的真实性。间内的非监控目标的干扰，具有极高的真实性。 入侵探测原理 目标的分离和跟踪目标的分离和跟踪、将监控目标从图像背景中分、将监控目标从图像背景中分离出来离出来（如（如MPEG-4MPEG-4的的VOPVOP），计算其运动矢量，可实，计算其运动矢量，可实现上述的运动探测，还可以实现目标的跟踪。现上述的运动探测，还可以实现目标的跟踪。 人观察图像也是一种目标探测人观察图像也是一种目标探测（目视解释系统）（目视解释系统），现在
22、我们追求自动现在我们追求自动（机器）（机器）解释。它是以图像技术解释。它是以图像技术为核心的，因此、在视频技术中会重点介绍。为核心的，因此、在视频技术中会重点介绍。 特征识别特征识别、赋予防范对象或防护对象可识别的特、赋予防范对象或防护对象可识别的特征征（授予其一个特征载体、利用其本身某一特征）（授予其一个特征载体、利用其本身某一特征），通过，通过适当的识别方式，判断其是否处于正常适当的识别方式，判断其是否处于正常（安全）（安全）的的状态，判断其活动的合法性。状态，判断其活动的合法性。 特征识别的典型应用是出入口系统，也广泛地应特征识别的典型应用是出入口系统，也广泛地应用于入侵探测或防盗、抢系
23、统。用于入侵探测或防盗、抢系统。 特征是与监控目标结合一起的，有些特征还是从特征是与监控目标结合一起的，有些特征还是从其自身提取的，所以它是一种目标探测，是一种真其自身提取的，所以它是一种目标探测，是一种真实性很高的探测。这些技术和应用通常在出入控制实性很高的探测。这些技术和应用通常在出入控制技术中作以论述。技术中作以论述。 入侵探测原理 以上几种探测原理，依据工作方式又可归纳为：以上几种探测原理，依据工作方式又可归纳为： 主动探测主动探测、在防范空间、在防范空间（区域）（区域）内预先设定一个内预先设定一个环境环境（电磁、气候等）（电磁、气候等），然后、检测其特征参数的变，然后、检测其特征参数
24、的变化，来实现探测。化，来实现探测。 设定阀值作开关量的探测；对参数变化设定阀值作开关量的探测；对参数变化（幅度、（幅度、方向的变化和变化率）方向的变化和变化率）的分析作模拟量探测。的分析作模拟量探测。 微波探测、特征识别都有是主动探测方式。微波探测、特征识别都有是主动探测方式。 因建立的环境条件是可控制和设定的，探测灵敏因建立的环境条件是可控制和设定的，探测灵敏度、抗干扰性可调节，环境适应性可控。度、抗干扰性可调节，环境适应性可控。 被动探测被动探测、监测防范空间内自然环境参数的变化，、监测防范空间内自然环境参数的变化，来实现探测。同主动探测一样，也可以采用不同的来实现探测。同主动探测一样，
25、也可以采用不同的分析方法。分析方法。 被动红外和视频探测是典型的被动探测方式。被动红外和视频探测是典型的被动探测方式。 可以形象地说：主动探测就是探测装置要发出某可以形象地说：主动探测就是探测装置要发出某种能量种能量（不包括装置自然的辐射和工作时产生的相关辐（不包括装置自然的辐射和工作时产生的相关辐射）射）；被动探测就是探测装置不发出任何能量，这；被动探测就是探测装置不发出任何能量，这种定义还是比较科学的。种定义还是比较科学的。 常用入侵探测器常用入侵探测器 入侵探测器的分类入侵探测器的分类、可从不同的角度进行探测可从不同的角度进行探测器的分类，主要有器的分类，主要有 ： 按探测区域分类：根据
26、可以监控的区域，可分按探测区域分类：根据可以监控的区域，可分为点、线、面和空间探测器。探测器的监控区域为点、线、面和空间探测器。探测器的监控区域与安装方式和应用环境有关，如点、线探测器都与安装方式和应用环境有关，如点、线探测器都可以形成面的监控，但形成不了空间监控。可以形成面的监控，但形成不了空间监控。 按探测原理分类：如上节的各原理，还可更具按探测原理分类：如上节的各原理，还可更具体的分类，如被动红外、微波等。体的分类，如被动红外、微波等。 按应用分类：如防盗按应用分类：如防盗/ /防火、室内防火、室内/ /室外、周界室外、周界和违禁品探测等。和违禁品探测等。 依安装的设施分类：如保险柜报警
27、器、汽车防依安装的设施分类：如保险柜报警器、汽车防盗器，通常是一些专门应用的探测器。盗器，通常是一些专门应用的探测器。 其它分类方法其它分类方法：主动主动/ /被动被动（按工作方式按工作方式）；机械机械/ /电子电子（按技术结构）；（按技术结构）；静态静态/ /运动运动（按工作特点）（按工作特点）等。等。 探测器分类有助于了解它的原理和适应性。探测器分类有助于了解它的原理和适应性。 常用入侵探测器 磁开关磁开关、最典型的状态探测、开关类探测器。、最典型的状态探测、开关类探测器。 利用干簧管开关和磁体构成利用干簧管开关和磁体构成（带有防破坏机构）（带有防破坏机构）。 干簧管干簧管 磁力线磁力线
28、干簧管开关与磁体间的位置关系，决定其通断，干簧管开关与磁体间的位置关系，决定其通断，两者的安装距离与磁体的磁感应强度有关。两者的安装距离与磁体的磁感应强度有关。 优点是可靠、低价、不受环境干扰、便于安装；优点是可靠、低价、不受环境干扰、便于安装； 缺点是易被破坏，对金属结构要有专用产品。缺点是易被破坏，对金属结构要有专用产品。 拉线拉线、行程开关行程开关、压力垫压力垫等都是同类的开关报警等都是同类的开关报警器。它们可形成点、线、面的静态探测。器。它们可形成点、线、面的静态探测。 它们本身不能实现早期报警、但可与建筑基础结它们本身不能实现早期报警、但可与建筑基础结合构成周界防范，利于安防系统的快
29、速反应。合构成周界防范，利于安防系统的快速反应。 紧急按擎紧急按擎（手动按钮）、（手动按钮）、一种由人触发一种由人触发（报警复核（报警复核后）后）的状态探测装置，通常是要立即反应的。为防的状态探测装置，通常是要立即反应的。为防止误触发，要有锁定装置。止误触发，要有锁定装置。 N 磁体 S 常用入侵探测器 主动红外探测器主动红外探测器、由光源、由光源（发射端）（发射端）和探测器和探测器（接（接收端）收端）组成。通常、光束被阻断产生报警。组成。通常、光束被阻断产生报警。 直射式 反射式 反射物 光源光源、发射红外光（波长、发射红外光（波长1 1 m m左右左右, ,红外大气窗红外大气窗口），由口）
30、，由光学系统聚成细小的光束。通常采用脉冲光学系统聚成细小的光束。通常采用脉冲调制调制（很大的占空比）（很大的占空比）以提高电源效率、防止相互间以提高电源效率、防止相互间及杂散光的干扰。及杂散光的干扰。 主要器件有主要器件有LEDLED和和LDLD，发光功率是重要指标，关，发光功率是重要指标，关系到探测距离。系到探测距离。LEDLED经济、适用，经济、适用，LDLD抗干扰性好。抗干扰性好。 探测器探测器、接收光束，分析探测输出产生报警。、接收光束，分析探测输出产生报警。 由光电二极管、光学系统和处理电路组成。由光电二极管、光学系统和处理电路组成。 通过阻断时间通过阻断时间（通常最短阻断通常最短阻
31、断（遮光遮光）时间设为时间设为20ms20ms）、）、次数设置、调节和多束系统探测输出的分析次数设置、调节和多束系统探测输出的分析（相与、（相与、时序关系）时序关系）提高抗干扰能力。提高抗干扰能力。 发 收发收 常用入侵探测器 发发/ /收单元透光罩收单元透光罩、除防护外，还应有滤光作用、除防护外，还应有滤光作用（特别是对接收单元）（特别是对接收单元），应能，应能滤去背景光中的大部分滤去背景光中的大部分能量能量（主要为可见光（主要为可见光），使光电器件在全天候应用时，使光电器件在全天候应用时，处于基本相同的环境条件。处于基本相同的环境条件。 设备还应有用于设备还应有用于调整用的光学系统调整用的
32、光学系统。 优点：可靠、安装方便、与基础设施或防护对象优点：可靠、安装方便、与基础设施或防护对象结合，可构成多种防范方式结合，可构成多种防范方式（单（单/ /多束、直多束、直/ /反反（多次多次）射射）。 缺点：易受干扰，易被规避。室外应用时，要考缺点：易受干扰，易被规避。室外应用时，要考虑各种环境、气候因素进行冗余设计。虑各种环境、气候因素进行冗余设计。 光电式烟雾探测光电式烟雾探测也是一种主动红外探测器。也是一种主动红外探测器。 光纤探测器光纤探测器的工作原理与主动红外相同，只是光的工作原理与主动红外相同，只是光的传输介质不同。的传输介质不同。 有人认为光纤探测是最好的一种探测方式，它不有
33、人认为光纤探测是最好的一种探测方式，它不受电磁干扰，还可通过对反射信号的分析（受电磁干扰，还可通过对反射信号的分析（强度、强度、时间）时间），精确地计算出探测对象的位置和分类，而，精确地计算出探测对象的位置和分类，而且安装方式隐蔽，环境适应性好。且安装方式隐蔽，环境适应性好。 常用入侵探测器 被动红外探测器被动红外探测器、由探测元、光学系统和处理电、由探测元、光学系统和处理电路三个部分组成：路三个部分组成： 探测元探测元、探测器的核心器件，接收光学系统聚焦、探测器的核心器件，接收光学系统聚焦的红外辐射，将热能转换电能的红外辐射，将热能转换电能（流），（流），预放后输出。预放后输出。 探测元的结
34、构探测元的结构（数量、形状、位置）（数量、形状、位置） 设计是改进探测器的重要方法，设计是改进探测器的重要方法， 与光学系统结合、使探测输出产与光学系统结合、使探测输出产 生空间位置生空间位置（时间、极性）（时间、极性）差、能差、能 量量（辐度）（辐度）差、经信号分析，提差、经信号分析，提 高探测灵敏度、抑制干扰、实现高探测灵敏度、抑制干扰、实现 智能化探测。智能化探测。 菲涅尔镜组（光学系统） 单元 双元 四元 双S元 被动红外探测器 探测元的结构探测元处理电路 常用入侵探测器 光学系统光学系统、有透射和反射方式，基本功能是；、有透射和反射方式，基本功能是； 聚焦能量聚焦能量、将红外辐射聚焦
35、于探测元、将红外辐射聚焦于探测元（焦平面焦平面）。 光学调制光学调制、光学系统形成交错的探测区和、光学系统形成交错的探测区和盲区，使运动目标的辐射受到空间调制。盲区，使运动目标的辐射受到空间调制。从而使探测输出由静态值转换为交变信从而使探测输出由静态值转换为交变信号。同时也决定了设备的探测范围。号。同时也决定了设备的探测范围。 滤光作用滤光作用、人体辐射为、人体辐射为1010 m m 探测区探测区左右左右（大气窗口之一大气窗口之一），光学系光学系 水平视图水平视图统统（探测器的透光窗）（探测器的透光窗）滤去环境滤去环境辐射，提高抗干扰性。辐射，提高抗干扰性。 菲涅尔镜组菲涅尔镜组是最常是最常用
36、的透射式光学系用的透射式光学系 安装面安装面统。菲涅尔镜是平统。菲涅尔镜是平面化的面化的凸透镜。凸透镜。 探测区探测区 垂直视图垂直视图 菲涅尔镜菲涅尔镜 地面地面 常用入侵探测器 还有其它形式的光学系统，还有其它形式的光学系统，构成不同的应用，如构成不同的应用，如吸顶式、幕帘式等。吸顶式、幕帘式等。 对于多元探测器，由于探测元的空间位置使探测对于多元探测器，由于探测元的空间位置使探测区产生分裂区产生分裂（探测区（探测区/ /盲区数量加倍），盲区数量加倍），并出现各探测并出现各探测元的探测时间差，利于提高灵敏度和抑制干扰。元的探测时间差，利于提高灵敏度和抑制干扰。 信号处理（电路）信号处理（电
37、路）、首先是微弱信号处理，由于、首先是微弱信号处理，由于光学调制，探测输出为脉冲串光学调制，探测输出为脉冲串（频率为（频率为V/DV/D，V V为探测为探测对象的运动速度、对象的运动速度、D D为运动方向上相邻探测区的间距）。为运动方向上相邻探测区的间距）。 通过计数、能量积分和多元探测信号的处理，产通过计数、能量积分和多元探测信号的处理，产生探测器的生探测器的（报警）（报警）输出。输出。 被动红外是应用最广泛被动红外是应用最广泛（各种开关控制）（各种开关控制）的探测技的探测技术，也是安防系统中应用最多的产品。术，也是安防系统中应用最多的产品。 优点优点：空间探测：空间探测（便于构成各种防范空
38、间）（便于构成各种防范空间）、被动、被动的工作方式的工作方式（之间无干扰之间无干扰）、）、安装方便，适宜室内环安装方便，适宜室内环境，是高可靠性的探测器。境，是高可靠性的探测器。 缺点缺点：温度特性差，环境：温度特性差，环境（背景）（背景）温度接近人体温度接近人体温度时灵敏度降低，易受防范区内热源的干扰。温度时灵敏度降低，易受防范区内热源的干扰。 常用入侵探测器 微波探测器微波探测器、微波是频率很高的无线电波、微波是频率很高的无线电波( (波长在波长在1mm-0.1m）, ,由于波长与探测对象的几何尺寸相当由于波长与探测对象的几何尺寸相当, ,容易被反射，适宜作为主动探测源。容易被反射，适宜作
39、为主动探测源。 微波探测器微波探测器由微波源由微波源（发射单元发射单元）和接收单元组成，和接收单元组成，通常是发、收一体的方式，也有分置或一发多收方通常是发、收一体的方式，也有分置或一发多收方式。都卜勒效应是其工作原理。式。都卜勒效应是其工作原理。 微波源微波源、发射微波信号、发射微波信号（连续或脉冲）（连续或脉冲），天线的结，天线的结构决定电磁场的分布构决定电磁场的分布（形成防范区）（形成防范区），通常是定向天，通常是定向天线线（窄、宽波瓣）（窄、宽波瓣）。 安装面安装面 半功率点半功率点 为方向角为方向角 微波振荡器是关键微波振荡器是关键器件器件，要求有很高的要求有很高的频率稳定度和足够的
40、频率稳定度和足够的 功率输出。目前基本功率输出。目前基本上采用固体器件。上采用固体器件。 接收单元接收单元、接收由、接收由 天线的天线的（水平水平）方向性方向性图图 背景和探测对象反射的微波信号，检测是否有都卜背景和探测对象反射的微波信号，检测是否有都卜勒频率勒频率f fd d出现，产生探测器输出出现，产生探测器输出（报警）（报警）。 常用入侵探测器 通过频率分析可对目标的运动速度作出判断，可通过频率分析可对目标的运动速度作出判断，可以消除干扰以消除干扰（对应人的运动速度，（对应人的运动速度，f fd d 在在30-600Hz30-600Hz范围）。范围）。 共用天线的发、收一体型设备，发、收
41、信号的隔共用天线的发、收一体型设备，发、收信号的隔离非常重要。微波电路不是集中参数的概念，探测离非常重要。微波电路不是集中参数的概念，探测器的设计和元器件独具特点。器的设计和元器件独具特点。 优点优点：空间探测：空间探测（无盲区）（无盲区）、室内应用可靠性好。、室内应用可靠性好。 缺点缺点：易受干扰（电磁：易受干扰（电磁（工频调制）、（工频调制）、相互间、环相互间、环境境（穿透性）（穿透性）。）。 超声波探测器原理与之相同，但应用于较少。超声波探测器原理与之相同，但应用于较少。 对射微波探测器对射微波探测器、发射器发射器、接收器相向设置而成接收器相向设置而成。 发射天线发射天线产生窄产生窄波瓣
42、微波辐射，波瓣微波辐射， 电磁辐射区（探测区）电磁辐射区（探测区） 接收端接收端检测场检测场 发发 收收强的变化，产生强的变化，产生探测器输出。探测器输出。 对射微波探测器对射微波探测器 工作原理是：导体通过探测区时，将改变工作原理是：导体通过探测区时，将改变（不是（不是阻断）阻断）接收端处的电磁场强接收端处的电磁场强（不是都卜勒效应）（不是都卜勒效应）。 常用入侵探测器 驻波探测器驻波探测器、微波源发出辐射，对接收波形进行、微波源发出辐射，对接收波形进行分析实现探测。不是分析反射波形，而是分析发射分析实现探测。不是分析反射波形，而是分析发射波与反射波在接收端处迭加的波形波与反射波在接收端处迭
43、加的波形（可能为驻波可能为驻波），因因此、称驻波探测器此、称驻波探测器（真正驻波探测在技术上有一定难度真正驻波探测在技术上有一定难度）。 对于固定的、小空间对于固定的、小空间（展柜展柜），这种方法很有效。这种方法很有效。 电电磁磁式振动探测器式振动探测器、利用电磁感应将振动转换为、利用电磁感应将振动转换为线圈两端的感应电动势输出。通常将探测器固定防线圈两端的感应电动势输出。通常将探测器固定防护对象护对象（保险柜等或埋设地下）（保险柜等或埋设地下）上，当其被搬动或冲上，当其被搬动或冲击击（发生振动）（发生振动），探测器产生，探测器产生（报警）（报警）输出。输出。 电磁式探测器具有较高的灵敏度。电
44、磁式探测器具有较高的灵敏度。 压电式探测器压电式探测器、利用压电材料的压电效应、利用压电材料的压电效应（受到（受到某方向的压力时，在特定方向两个相对电极上输出电压发某方向的压力时，在特定方向两个相对电极上输出电压发生变化（感应电荷量发生变化）生变化（感应电荷量发生变化），检测防范部位或对，检测防范部位或对象静压力的变化或发生振动。象静压力的变化或发生振动。 是一种电磁探测，不同于压力垫。是一种电磁探测，不同于压力垫。 压电式探测器通常也要与防护对象安装在一起。压电式探测器通常也要与防护对象安装在一起。 墙体震动探测及玻璃破碎探测是典型应用。墙体震动探测及玻璃破碎探测是典型应用。 常用入侵探测器
45、 玻璃破碎报警器玻璃破碎报警器、玻璃破碎时发出声音的频率为、玻璃破碎时发出声音的频率为10-15kHz10-15kHz（主要由晶态结构决定，与面积、厚度和安装有（主要由晶态结构决定，与面积、厚度和安装有关关），破碎前产生次声破碎前产生次声（振动振动），是玻璃的特征是玻璃的特征。通过通过频率频率（振动）（振动）分析分析, ,识别它，监测玻璃的状态。识别它，监测玻璃的状态。 声波探测声波探测、通常用驻、通常用驻极体话筒作传感器，采极体话筒作传感器，采 探测输出探测输出 用滤波电路提取特征。用滤波电路提取特征。 声波探测声波探测 振动探测振动探测、利用簧片开关作传利用簧片开关作传感器感器（其结构对低
46、频和小幅度振动有（其结构对低频和小幅度振动有阻尼作用，固有频率与玻璃特征频率阻尼作用，固有频率与玻璃特征频率相同）相同）。当玻璃破碎时产生报警。当玻璃破碎时产生报警。 可在电路上对簧片的振动频率作分析，因此、不可在电路上对簧片的振动频率作分析，因此、不是简单的状态探测。是简单的状态探测。 新型声波分析式玻璃破碎探测器利用微处理器对新型声波分析式玻璃破碎探测器利用微处理器对传感器接收的各种传感器接收的各种（防范区域内的）（防范区域内的）声频信号进行分声频信号进行分析，判断是否有玻璃破碎时的特征频率，产生探测析，判断是否有玻璃破碎时的特征频率，产生探测输出输出（报警）（报警）。其误报率是极低。其误
47、报率是极低。驻极体话筒滤波（带通、低通）信号处理 常用入侵探测器 声波分析声波分析还可用于其它物体还可用于其它物体（装置）（装置）状态的探测。状态的探测。 采用一种探测方式构成单技术探测，利用两种方采用一种探测方式构成单技术探测，利用两种方式形成双技术探测。主要有：式形成双技术探测。主要有： 声波与次声双鉴玻璃破碎探测器声波与次声双鉴玻璃破碎探测器、超低频检测次、超低频检测次声，随后再检测到特定声波。声，随后再检测到特定声波。 声波与振动双鉴玻璃破碎探测器声波与振动双鉴玻璃破碎探测器。先探测振动，。先探测振动，然后检测到特定声波。然后检测到特定声波。 优点：可靠性高、安装方便优点：可靠性高、安
48、装方便（与防护面结合）（与防护面结合），适，适于建筑周界的防护。有专用测试仪器于建筑周界的防护。有专用测试仪器（频率源）（频率源）。 缺点：容易被规避。缺点：容易被规避。 声控报警器声控报警器、通常利用驻极体话筒拾取防范区内、通常利用驻极体话筒拾取防范区内的声音信号，放大后，进行声级的声音信号，放大后，进行声级（音频电平）（音频电平）检测。检测。当其超出正常值时，产生报警。当其超出正常值时，产生报警。 声控报警器具有监听功能，同时又是报警复核的声控报警器具有监听功能，同时又是报警复核的一种手段。采用平衡传输是抑制干扰的有效方法。一种手段。采用平衡传输是抑制干扰的有效方法。 与玻璃破碎探测器不同
49、，是一种空间探测方式，与玻璃破碎探测器不同，是一种空间探测方式，不是频率分析，是声级检测。不是频率分析，是声级检测。 常用入侵探测器 双技术双技术（双鉴）（双鉴）探测器探测器、两种技术、两种技术（不同探测原理）（不同探测原理）有机的组合。不是任两种技术都可组合，要具有：有机的组合。不是任两种技术都可组合，要具有： 互补性互补性、技术上、技术上（灵敏度、抗扰性）（灵敏度、抗扰性）的优势互补；的优势互补； 相容性相容性、互不干扰，可形成相同的探测区、互不干扰，可形成相同的探测区（同为（同为点、线、面、空间探测）点、线、面、空间探测）。 不是简单地相与不是简单地相与（探测器的串、并组合）（探测器的串
50、、并组合），根据两，根据两种技术的特点进行加权，形成有一定智能的探测。种技术的特点进行加权，形成有一定智能的探测。 在一种技术失效时要变为单技术探测。在一种技术失效时要变为单技术探测。 微波被动红外双技术探测器微波被动红外双技术探测器、白线区：微波白线区：微波 玻璃破碎双鉴探测器玻璃破碎双鉴探测器是最常用的是最常用的产品，技术组合符合上述要求。产品，技术组合符合上述要求。 有些周界探测技术可以组成有些周界探测技术可以组成双鉴，市场上有三鉴之说、实双鉴，市场上有三鉴之说、实为双鉴。为双鉴。 双鉴器双鉴器 优点：室内优点：室内（空间）（空间）探测的高挡探测的高挡产品，误报率低、可靠性高。产品，误报
