安全监测监控原理与仪表08

1、返回返回第第8 8章章入侵防范系统入侵防范系统 返回返回本 章 概 要l 在本章中，首先介绍入侵防范系统的组成，进而阐述了入侵探测器原理、入侵报警控制器原理、系统信号的传输方式。最后，介绍了入侵防范系统探测器和报警控制器的安装使用。l 要求学生基本掌握入侵防范系统的组成几个部分的功用，熟练掌握入侵探测器原理、入侵报警控制器原理，明确系统信号的传输方式。从而使学生明确可燃性气体监测原理，对入侵防范系统探测器和报警控制器熟练安装使用。 返回返回 无线传输无线传输有线传输有线传输有线传输报警中心探测器探测器报警控制器探测器探测器8.1 8.1 概概 述述 入侵防范是指用来探测非法入侵者的移动或其他行

2、动的报警系统。当系统运行时，只要有非法入侵行为的出现，就能发出报警信号。属于社会公共安全领域的安全防范系统的一类。入侵防范系统的组成如图8-1所示。图8-1 入侵防范系统组成框图返回返回8.1.1 探测器探测器 探测器是用来探测非法入侵者移动或其他动作探测器是用来探测非法入侵者移动或其他动作的电子和机械部件所组成的装置。探测器通常由传的电子和机械部件所组成的装置。探测器通常由传感器和信号处理器组成。有的探测器只有传感器而感器和信号处理器组成。有的探测器只有传感器而没有信号处理器。没有信号处理器。 信号处理器的作用是把传感器转化成的电量进行信号处理器的作用是把传感器转化成的电量进行放大、滤波、整

3、形处理，使它成为一种合适的信号，放大、滤波、整形处理，使它成为一种合适的信号，能在系统的传输信道中顺利地传送，通常我们把这种能在系统的传输信道中顺利地传送，通常我们把这种信号称为探测电信号。信号称为探测电信号。 传感器是一种物理量的转化装置，在入侵探测器传感器是一种物理量的转化装置，在入侵探测器中，传感器通常把压力、振动、声响、光强等物理中，传感器通常把压力、振动、声响、光强等物理量，转换成易于处理的电量量，转换成易于处理的电量(电压、电流、电阻等电压、电流、电阻等)。返回返回 信道是探测电信号传送的通道。信道的种类较信道是探测电信号传送的通道。信道的种类较多，通常分有线信道和无线信道。多，通

4、常分有线信道和无线信道。 有线信道是指探测电信号通过双绞线、电话线有线信道是指探测电信号通过双绞线、电话线电缆或光缆向控制器或控制中心传输。电缆或光缆向控制器或控制中心传输。 无线信道则是对探测电信号先调制到专用的无无线信道则是对探测电信号先调制到专用的无线电频道由发送天线发出，控制器或控制中心的无线电频道由发送天线发出，控制器或控制中心的无线接收机将空中的无线电波接收下来后，解调还原线接收机将空中的无线电波接收下来后，解调还原出控制报警信号。出控制报警信号。8.1.2 信信 道道返回返回8.1.3 控控 制制 器器 控制器由信号处理器和报警装置组成。报警信号控制器由信号处理器和报警装置组成。

5、报警信号处理器是对信道中传来的探测电信号进行处理，判断处理器是对信道中传来的探测电信号进行处理，判断出探测电信号中出探测电信号中“有有”或或“无无”情况，并输出相应的情况，并输出相应的判断判断信号。信号。 若探测电信号中含有入侵者入侵信号时，则信号若探测电信号中含有入侵者入侵信号时，则信号处理器发出告警信号，报警装置发出声光报，引起防处理器发出告警信号，报警装置发出声光报，引起防范工作人员的警觉。反之，若探测电信号中无入侵者范工作人员的警觉。反之，若探测电信号中无入侵者的入侵信号，则信号处理器送出的入侵信号，则信号处理器送出“无情况无情况”的信号，的信号，报报警器不发出声光报警信号。警器不发出

6、声光报警信号。返回返回 智能型的控制器除此之外还能判断系统出现智能型的控制器除此之外还能判断系统出现的故障，如系统短路、开路、探测器故障等并能的故障，如系统短路、开路、探测器故障等并能及时报告故障性质、位置等。及时报告故障性质、位置等。返回返回 为了实现区域性防范的要求，即把几个需要为了实现区域性防范的要求，即把几个需要防范的区域，联网到一个警戒中心，一旦出现危险防范的区域，联网到一个警戒中心，一旦出现危险情况，可以集中力量及时应对。把各个区域的报警情况，可以集中力量及时应对。把各个区域的报警控制器的输出电信号，通过电话线、电缆、光缆或控制器的输出电信号，通过电话线、电缆、光缆或用无线电波传到

7、控制中心，同样控制中心的命令或用无线电波传到控制中心，同样控制中心的命令或指令也能回送到各区域的报警值班室，以加强防范指令也能回送到各区域的报警值班室，以加强防范的力度。控制中心通常设在大型社区、企业、大型的力度。控制中心通常设在大型社区、企业、大型楼宇、高等院校的保卫部门或区、市的公安保卫部楼宇、高等院校的保卫部门或区、市的公安保卫部门。门。8.1.4 控制中心控制中心(报警中心报警中心)返回返回8.2 入入 侵侵 探探 测测 器器 入侵探测器是由传感器和信号处理器组成的用来入侵探测器是由传感器和信号处理器组成的用来探测入侵者入侵行为的电子和机械部件组成、用来探探测入侵者入侵行为的电子和机械

8、部件组成、用来探测入侵者的入侵行为的装置。测入侵者的入侵行为的装置。 入侵探测器通常由传感器和前置信号处理电路两部入侵探测器通常由传感器和前置信号处理电路两部分组成：根据不同的防范场所，选用不同的信号传感分组成：根据不同的防范场所，选用不同的信号传感器，如气压、温度、振动、幅度传感器等，来探测和预器，如气压、温度、振动、幅度传感器等，来探测和预报各种危险情况。如红外探测器中的红外传感器能探测报各种危险情况。如红外探测器中的红外传感器能探测出被测物体表面的热变化率，从而判断被测物体的运动出被测物体表面的热变化率，从而判断被测物体的运动返回返回情况而引起报警；震动电磁传感器能探测出物体的情况而引起

9、报警；震动电磁传感器能探测出物体的震动，把它固定在地面上，保险柜上，就能探测出震动，把它固定在地面上，保险柜上，就能探测出入侵者走动或撬挖保险柜的动作。前置信号处理电入侵者走动或撬挖保险柜的动作。前置信号处理电路将传感器输出的电信号放在处理后变成信道中传路将传感器输出的电信号放在处理后变成信道中传输的电信号，此信号常称为探测电信号。输的电信号，此信号常称为探测电信号。返回返回 入侵探测器应有防拆、防破坏等保护功能。当入入侵探测器应有防拆、防破坏等保护功能。当入侵者企图拆开外壳或信号传输线断路、短路或接其他侵者企图拆开外壳或信号传输线断路、短路或接其他负载时，探测器应能发出报警信号。负载时，探测

10、器应能发出报警信号。 入侵探测器还要有较强的抗干扰能力。在探测范入侵探测器还要有较强的抗干扰能力。在探测范围内，如有长度围内，如有长度150mm150mm，直径为，直径为30mm30mm的具有与小动物的具有与小动物类似的红外辐射特性的圆筒大小物体都不应使深测器类似的红外辐射特性的圆筒大小物体都不应使深测器产生报警；探测器对于与射束轴线成产生报警；探测器对于与射束轴线成1515或更大一点的或更大一点的任何外界光源的辐射干扰信号应不产生误报和漏报。任何外界光源的辐射干扰信号应不产生误报和漏报。探测器应能承受常温气流和电铃的干扰，不产生误探测器应能承受常温气流和电铃的干扰，不产生误报。报。 探测器还

11、应能承受电火花的干扰。探测器还应能承受电火花的干扰。返回返回8.2.1 入侵探测器的分类概述入侵探测器的分类概述 用于安全防范技术的产品多种多样，各种不同类用于安全防范技术的产品多种多样，各种不同类型传感器组成的探测器，应用在不同的地点、场合，型传感器组成的探测器，应用在不同的地点、场合，取得了良好的效果。入报警器材名目繁多，对报警器取得了良好的效果。入报警器材名目繁多，对报警器材进行分类，有利于掌握它的工作原理、构造和适用材进行分类，有利于掌握它的工作原理、构造和适用的场合。通常按其传感器种类、工作方式、警戒范围的场合。通常按其传感器种类、工作方式、警戒范围等来区分。等来区分。返回返回 入侵

12、探测器的分类可按其所用传感器的特点分入侵探测器的分类可按其所用传感器的特点分为开关型入侵探测器、震动型入侵探测器、声音为开关型入侵探测器、震动型入侵探测器、声音探测器、超声波入侵探测器、次声入侵探测器、探测器、超声波入侵探测器、次声入侵探测器、主动与被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、主动与被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、激光入侵探测器、视频运动入侵探测器和多种技激光入侵探测器、视频运动入侵探测器和多种技术复合入侵探测器。术复合入侵探测器。1. 按传感器种类分类按传感器种类分类返回返回 按工作方式可分为主动和被动探测报警器。被动按工作方式可分为主动和被动探测报警器。被动探测报警器，在工作时

13、不需向探测现场发出信号，而探测报警器，在工作时不需向探测现场发出信号，而对被测物体自身存在的能量进行检测。平时在接收传对被测物体自身存在的能量进行检测。平时在接收传感路上输出一个稳定的信号，当出现情况时，稳定信感路上输出一个稳定的信号，当出现情况时，稳定信号被破坏，经处理发出报警信号。号被破坏，经处理发出报警信号。 主动探测报警器工作时，探测器要向探测现场发主动探测报警器工作时，探测器要向探测现场发出某种形式的能量，经反向或直射在传感器上形成一出某种形式的能量，经反向或直射在传感器上形成一个稳定信号，当出现异常情况时，稳定信号被破坏，个稳定信号，当出现异常情况时，稳定信号被破坏，信号处理后，产

14、生报警信号。信号处理后，产生报警信号。 2. 按工作方式来分类按工作方式来分类 返回返回3. 按警戒范围分类按警戒范围分类 按防范警戒区域可分为按防范警戒区域可分为点型入侵探测器点型入侵探测器、直线型直线型入侵探测器入侵探测器、面型入侵探测器面型入侵探测器和和空间型入侵探测器空间型入侵探测器。 点型入侵探测器警戒的仅是某一点，如门窗、柜点型入侵探测器警戒的仅是某一点，如门窗、柜台、保险柜，当这一监控点出现危险情况时，即发出台、保险柜，当这一监控点出现危险情况时，即发出报警信号，通常由微动开关方式或磁控开关方式报警报警信号，通常由微动开关方式或磁控开关方式报警控制。控制。 直线型入侵探测器警戒的

15、是一条线，当这条警戒线直线型入侵探测器警戒的是一条线，当这条警戒线上出现危险情况时，发出报警信号。如光电报警器或上出现危险情况时，发出报警信号。如光电报警器或激光报警器，先由光源或激光器发出一束光或激光，激光报警器，先由光源或激光器发出一束光或激光，被接收器接收，当光和激光被遮断，报警器即发出报被接收器接收，当光和激光被遮断，报警器即发出报警信号。警信号。返回返回 面型入侵探测器警戒范围为一个面，当警戒面上出面型入侵探测器警戒范围为一个面，当警戒面上出现危害时，即发出报警信号。如震动报警器装在一面现危害时，即发出报警信号。如震动报警器装在一面墙上，当墙面上任何一点受到震动时即发出报警信墙上，当

16、墙面上任何一点受到震动时即发出报警信号。号。 空间型入侵探测器警戒的范围是一个空间的任意处空间型入侵探测器警戒的范围是一个空间的任意处出现入侵危害时，即发出报警信号。如在微波多普勒出现入侵危害时，即发出报警信号。如在微波多普勒报警器所警戒的空间内，入侵者从门窗、天花板或地报警器所警戒的空间内，入侵者从门窗、天花板或地板的任何一处进入都会产生报警信号。板的任何一处进入都会产生报警信号。返回返回 按报警信号传输方式可分为有线型和无线型。按报警信号传输方式可分为有线型和无线型。探测器在检测到法入侵者后，以导线或无线电两种探测器在检测到法入侵者后，以导线或无线电两种方式将报警信号传输给报警控制主机。有

17、线型与无方式将报警信号传输给报警控制主机。有线型与无线型的选取由报警系统或应用环境决定。所有无线线型的选取由报警系统或应用环境决定。所有无线探测器无任何外接连线，内置电池均可正常连续上探测器无任何外接连线，内置电池均可正常连续上作作2 24 4年。年。 4. 4.按报警信号传输方式分类按报警信号传输方式分类返回返回5. 5. 按使用环境分类按使用环境分类 按使用环境分类可分为室内型和室外型。室按使用环境分类可分为室内型和室外型。室外型产品主要防范露天空间或平面周界，室内型外型产品主要防范露天空间或平面周界，室内型产品主要防范室内空间区域或平面周界。产品主要防范室内空间区域或平面周界。返回返回

18、按探测模式分为按探测模式分为空间型空间型和和幕帘型。幕帘型。6. 6. 按探测模式分类按探测模式分类 空间型防范整个立体空间，幕帘型防范一个如同空间型防范整个立体空间，幕帘型防范一个如同幕帘的平面周界。幕帘的平面周界。 幕帘型分为幕帘型分为单幕帘单幕帘、双幕帘双幕帘和和四幕帘四幕帘三种。三种。返回返回 单幕帘探测器单幕帘探测器只是在透镜片上与空间型探侧器有只是在透镜片上与空间型探侧器有所区别，单幕帘探测器所防范的幕帘周界不能识别入所区别，单幕帘探测器所防范的幕帘周界不能识别入侵方向且较容易误报，在以往安装单幕帘或空间型探侵方向且较容易误报，在以往安装单幕帘或空间型探测器的情况下，居住者的活动范

19、围是受到限制的，因测器的情况下，居住者的活动范围是受到限制的，因为他们不得不避开受保护的区域，以避免触发报警。为他们不得不避开受保护的区域，以避免触发报警。 返回返回 双幕帘探测器双幕帘探测器使用了全新的方向识别技术，可以使用了全新的方向识别技术，可以准确辨别出被保护区域内人体的运动方向，从而区分准确辨别出被保护区域内人体的运动方向，从而区分出是居住者还是入侵者。因此，居住者在布防情况下出是居住者还是入侵者。因此，居住者在布防情况下可以在防范区域内自由活动，不会触发警报，入侵者可以在防范区域内自由活动，不会触发警报，入侵者一旦从门窗、阳台进入，双幕帘探测器会立即报警。一旦从门窗、阳台进入，双幕

20、帘探测器会立即报警。 四幕帘探测器四幕帘探测器则比双幕帘探测器有更精确的识别则比双幕帘探测器有更精确的识别功能与更强的抗误报能力。功能与更强的抗误报能力。返回返回 还有一些其他的分类方法，市场销售上、工程还有一些其他的分类方法，市场销售上、工程应用上的分类方法也很多，不一一而论。下面主要应用上的分类方法也很多，不一一而论。下面主要以按警戒范围分类的方式对入侵探测器进行介绍。以按警戒范围分类的方式对入侵探测器进行介绍。返回返回 点型入侵探测器是指警戒范围仅是一个点的探点型入侵探测器是指警戒范围仅是一个点的探测器，如门、窗、柜台、保险柜等这些警戒的范围测器，如门、窗、柜台、保险柜等这些警戒的范围仅

21、是某一特定部位，当这些警戒部位的状态被破仅是某一特定部位，当这些警戒部位的状态被破坏，即能发出报警信号。坏，即能发出报警信号。 点型入侵探测器通常有点型入侵探测器通常有开关型开关型和和震动型震动型两种。两种。8.2.2 点型入侵探测器点型入侵探测器返回返回 开关入侵探测器是由开关型传感器与相关的开关入侵探测器是由开关型传感器与相关的电路组成的，可以是微动开关、干簧继电器、易电路组成的，可以是微动开关、干簧继电器、易断金属导线或压力垫等。不论是常开型或是常闭断金属导线或压力垫等。不论是常开型或是常闭型，当其状态改变时均可直接向报警控制器发出型，当其状态改变时均可直接向报警控制器发出报警信号，由报

22、警控制器发出声光警报信号。通报警信号，由报警控制器发出声光警报信号。通常安装在门柜和窗框上，就能探测出入侵者的入常安装在门柜和窗框上，就能探测出入侵者的入侵行为。侵行为。8.2.2.1 开关入侵探测器开关入侵探测器返回返回 干簧继电器是门、窗等点型入侵探测器用得最干簧继电器是门、窗等点型入侵探测器用得最多的控制元件。干簧继电器由干簧管和磁铁组成，多的控制元件。干簧继电器由干簧管和磁铁组成，干簧管外壳由玻璃制成，容易碎，一般将它安装在干簧管外壳由玻璃制成，容易碎，一般将它安装在固定不动的门框或窗框上，磁铁则可安装在活动的固定不动的门框或窗框上，磁铁则可安装在活动的门扇和窗扇上。门扇和窗扇上。返回

23、返回 在实际安装中要注意磁铁和干簧管之间的距在实际安装中要注意磁铁和干簧管之间的距离，一般二者之间的距离在离，一般二者之间的距离在8 810mm10mm范围之内就能范围之内就能可靠释放和吸合。二者之间的距离越近，释放和可靠释放和吸合。二者之间的距离越近，释放和吸合的可靠性越高，因此应尽可能地调整好二者吸合的可靠性越高，因此应尽可能地调整好二者之间的距离。通常选择释放、吸合可靠，而控制之间的距离。通常选择释放、吸合可靠，而控制距离又较大的开关组件。距离又较大的开关组件。返回返回 常开式干簧继电器，无外磁场作用时，二触点常开式干簧继电器，无外磁场作用时，二触点断开。在外磁场的作用下，二触点闭合。通

24、常组成断开。在外磁场的作用下，二触点闭合。通常组成断路开关报警器。当门窗处于关闭状态时，磁铁和断路开关报警器。当门窗处于关闭状态时，磁铁和干簧管放置距离最近，一个在框上，一个在扇上。干簧管放置距离最近，一个在框上，一个在扇上。 常开式干簧继电器在外磁场作用下触点闭合，常开式干簧继电器在外磁场作用下触点闭合，与外电路相联，报警器不报警；当入侵者入侵后，与外电路相联，报警器不报警；当入侵者入侵后，门窗被打开时，磁铁和干簧管分离，距离拉大，使门窗被打开时，磁铁和干簧管分离，距离拉大，使得磁场减弱，则干簧管的触点断开，即向外电路输得磁场减弱，则干簧管的触点断开，即向外电路输出报警信号，如图出报警信号，

25、如图8-28-2所示。所示。返回返回 短路开关报警器则相反，电路平时呈断路状短路开关报警器则相反，电路平时呈断路状态，电路无电流流过。一旦有入侵行为，干簧管态，电路无电流流过。一旦有入侵行为，干簧管触点闭合，电路短路发出报警信号，如图触点闭合，电路短路发出报警信号，如图8-38-3所所示。选用短路报警还是断路报警主要视报警器的示。选用短路报警还是断路报警主要视报警器的触发形式。触发形式。返回返回 干簧管连接导线微动开关报警器磁铁报警器图图8-2 8-2 开路开关控制器连接示意图开路开关控制器连接示意图返回返回 微动开关常开干簧继电器报警器报警器图图8-3 8-3 短路开关控制器连接示意图短路开

26、关控制器连接示意图返回返回8.2.2.2 震动入侵探测器图震动入侵探测器图 当入侵者进入设防区域，引起地面、门窗的当入侵者进入设防区域，引起地面、门窗的震动，或入侵者撞击门、窗、保险柜，引起震震动，或入侵者撞击门、窗、保险柜，引起震动，发出报警信号的探测器称震动入侵探测器。动，发出报警信号的探测器称震动入侵探测器。震动入侵探测器常用的有压电式震动入侵探测器震动入侵探测器常用的有压电式震动入侵探测器和电动式的震动入侵探测器。和电动式的震动入侵探测器。返回返回1.1.压电式震动入侵探测器压电式震动入侵探测器 使用压电式传感器组成的压电式震动入侵探测器使用压电式传感器组成的压电式震动入侵探测器可以利

27、用非法入侵引起的震动，来探测入侵者的行为可以利用非法入侵引起的震动，来探测入侵者的行为与入侵地点。压电式传感器是利用压电材料的压电效与入侵地点。压电式传感器是利用压电材料的压电效应制成的，当压电材料受到某方向的压力时，在一特应制成的，当压电材料受到某方向的压力时，在一特定方向两个相对电极上分别感应出电荷，电荷量的大定方向两个相对电极上分别感应出电荷，电荷量的大小与压力成正比。小与压力成正比。返回返回 半导体压力传感器利用硅晶体的压电电阻效应，半导体压力传感器利用硅晶体的压电电阻效应，当半导体材料硅受外力作用时，晶体处于扭曲状态，当半导体材料硅受外力作用时，晶体处于扭曲状态，载流子的迁移率随之发

28、生变化；迁移率的改变致使结载流子的迁移率随之发生变化；迁移率的改变致使结晶电阻阻抗发生变化；而硅膜片上结晶电阻变化使得晶电阻阻抗发生变化；而硅膜片上结晶电阻变化使得输出电压随之变化。此输出电压加到烧结在一片硅膜输出电压随之变化。此输出电压加到烧结在一片硅膜片上的三极管的输入极上，经放大、整形、输出，送片上的三极管的输入极上，经放大、整形、输出，送到信号处理电路，随之发出报警信号。因此用半导体到信号处理电路，随之发出报警信号。因此用半导体压力传感器制作的震动入侵探测器能把干扰信号控制压力传感器制作的震动入侵探测器能把干扰信号控制在最小限度内。如用硅晶体压电材料制成的玻璃破碎在最小限度内。如用硅晶

29、体压电材料制成的玻璃破碎返回返回震动探测器，把压电材料贴在玻璃或玻璃附近的地方，震动探测器，把压电材料贴在玻璃或玻璃附近的地方，当入侵者要打碎玻璃进入现场或进入玻璃厨柜，玻璃当入侵者要打碎玻璃进入现场或进入玻璃厨柜，玻璃破碎前，玻璃震动的振幅增大，压电材料相应的两电破碎前，玻璃震动的振幅增大，压电材料相应的两电极上感应出电荷，形成一微弱的电位差，将此信号放极上感应出电荷，形成一微弱的电位差，将此信号放大处理后，推动声光报警器。如入侵者用玻璃刀刻划大处理后，推动声光报警器。如入侵者用玻璃刀刻划玻璃，玻璃震动振幅小，但刻划时，刻划频率高，而玻璃，玻璃震动振幅小，但刻划时，刻划频率高，而且固定，通常

30、将此高频声音信号经高通放大器放大后且固定，通常将此高频声音信号经高通放大器放大后送到信号处理电路，经处理后也能发出报警信号。送到信号处理电路，经处理后也能发出报警信号。返回返回2.2.电动式的震动入侵探测器电动式的震动入侵探测器电动式震动入侵探测器是利用电磁感应的原理，将震动转换成线圈两端的感应电动势输出。返回返回将电动传感器和保险柜、贵重物体固定在一起，当入将电动传感器和保险柜、贵重物体固定在一起，当入侵者去搬动或触动保险柜时，柜体发生震动，电动传侵者去搬动或触动保险柜时，柜体发生震动，电动传感器也随之震动。线圈与电动传感器是固定在一起感器也随之震动。线圈与电动传感器是固定在一起的，而磁铁是

31、通过弹簧与壳体软接在一起的，壳体振的，而磁铁是通过弹簧与壳体软接在一起的，壳体振动后，磁铁随之运动，在线圈上感应出电动势，其大动后，磁铁随之运动，在线圈上感应出电动势，其大小小E EnBLnBL，B B为磁感应强度，为磁感应强度，L L为每匝线圈的长度，为每匝线圈的长度，n n为绕组匝数，为绕组匝数，为物体的振动速度。感应电动势经放为物体的振动速度。感应电动势经放大、整形、输出，送到信号处理电路，随之发出报警大、整形、输出，送到信号处理电路，随之发出报警信号。电动传感器具有较高的灵敏度，输出电动势较信号。电动传感器具有较高的灵敏度，输出电动势较高，不需要高增益放大器，而且电动传感器输出阻抗高，

32、不需要高增益放大器，而且电动传感器输出阻抗低，噪声干扰小，工作稳定可靠。低，噪声干扰小，工作稳定可靠。返回返回 直线型入侵探测器是指警戒范围是一条线束的直线型入侵探测器是指警戒范围是一条线束的探测器，当在这条警戒线上的警戒状态被破坏时，探测器，当在这条警戒线上的警戒状态被破坏时，能发出报警信号。最常见的直线型报警探测器为红能发出报警信号。最常见的直线型报警探测器为红外入侵探测器、激光入侵探测器。探测器分发射端外入侵探测器、激光入侵探测器。探测器分发射端和接收端。发射端发射出一串红外光或激光，经反和接收端。发射端发射出一串红外光或激光，经反射或直接射到接收端上，如中间任意处被遮断，报射或直接射到

33、接收端上，如中间任意处被遮断，报警器即发出报警信号。警器即发出报警信号。8.2.3 直线型入侵探测器直线型入侵探测器返回返回红外入侵探测器分为被动红外探测器和主动红外探测器两种形式。8.2.3.1 红外入侵探测器红外入侵探测器返回返回1.被动红外探测器被动红外探测器 被动红外探测器本身不发射能量，它是依靠接受安被动红外探测器本身不发射能量，它是依靠接受安全防范现场的能量变化来进行探测工作的。在正常情况全防范现场的能量变化来进行探测工作的。在正常情况下，安全防范现场的所有物体都会产生一个相对恒定的下，安全防范现场的所有物体都会产生一个相对恒定的能量辐射。被动红外探测器会在现场接受到一个相对稳能量

34、辐射。被动红外探测器会在现场接受到一个相对稳定的辐射信号。当被防范他围内有目标入侵并移动时，定的辐射信号。当被防范他围内有目标入侵并移动时，将引起该区域内红外辐射的变化，而红外探测器能探测将引起该区域内红外辐射的变化，而红外探测器能探测出这种红外辐射的变化并发出报警信号。实际上除入侵出这种红外辐射的变化并发出报警信号。实际上除入侵物体发出红外辐射外，被探测范围内的其他物体如室外物体发出红外辐射外，被探测范围内的其他物体如室外的建筑物、地形、树木、山和室内的墙壁、课桌、家具的建筑物、地形、树木、山和室内的墙壁、课桌、家具等都会发生热辐射，但因这些物体是固定不变的，其热等都会发生热辐射，但因这些物

35、体是固定不变的，其热返回返回辐射也是稳定的，当入侵物体进入被监控区域后，稳辐射也是稳定的，当入侵物体进入被监控区域后，稳定不变的热辐射被破坏，产生了一个变化的热辐射，定不变的热辐射被破坏，产生了一个变化的热辐射，而红外探测器中的红外传感器就能收到这个变化的辐而红外探测器中的红外传感器就能收到这个变化的辐射，经放大处理后报警。在使用中，把探测器放置在射，经放大处理后报警。在使用中，把探测器放置在所要防范的区域里，那些固定的景物就成为不动的背所要防范的区域里，那些固定的景物就成为不动的背景，背景辐射的微小信号变化为噪声信号，由于探测景，背景辐射的微小信号变化为噪声信号，由于探测器的抗噪能力较强，噪

36、声信号不会引起误报，红外探器的抗噪能力较强，噪声信号不会引起误报，红外探测器一般均在背景不动或防范区域内无活动物体的场测器一般均在背景不动或防范区域内无活动物体的场合。合。返回返回2. 主动红外探测器主动红外探测器 主动红外探测器由主动红外探测器由主动红外光发射器主动红外光发射器和和接收器接收器两两个部件构成。个部件构成。 主动红外发射器发出一束经调制的红外光束，主动红外发射器发出一束经调制的红外光束，投向红外接收器，形成一条警戒线。当目标侵入该投向红外接收器，形成一条警戒线。当目标侵入该警戒线时，红外光束被部分或全部遮挡，接收机接警戒线时，红外光束被部分或全部遮挡，接收机接收信号发生变化而报

37、警。主动红外探测器的原理方收信号发生变化而报警。主动红外探测器的原理方框图如图框图如图8-48-4所示。所示。返回返回 主动红外探测器的发射光源通常为红外发光二极管。主动红外探测器的发射光源通常为红外发光二极管。其特点是体积小、重量轻、寿命长、功耗小，交直流其特点是体积小、重量轻、寿命长、功耗小，交直流供电都能工作，晶体管、集成电路都能直接驱动。主供电都能工作，晶体管、集成电路都能直接驱动。主动红外探测器的光源通常为脉冲调制的脉冲波形，发动红外探测器的光源通常为脉冲调制的脉冲波形，发射机采用自激多谐振荡器作为调制电源，产生很高占射机采用自激多谐振荡器作为调制电源，产生很高占空比的脉冲波形，去调

38、制红外发光二极管发光，发射空比的脉冲波形，去调制红外发光二极管发光，发射出红外脉冲调制光谱。这样大大降低了电源的功耗，出红外脉冲调制光谱。这样大大降低了电源的功耗，又增加了系统抗杂散光干扰的能力。又增加了系统抗杂散光干扰的能力。返回返回图图8-48-4主动红外探测器的原理方框图主动红外探测器的原理方框图报警控制信号处理放大传感器光学系统主动红外接收机光学系统发光源电源主动红外发射机返回返回8.2.3.2 激光入侵探测器激光入侵探测器 激光入侵探测器同样分发射端和接收端。激光入侵探测器同样分发射端和接收端。当被探测目标侵入所防范的警戒线时，遮挡了激光发当被探测目标侵入所防范的警戒线时，遮挡了激光

39、发射端和接收端之间的激光光束，能响应被遮挡激光光射端和接收端之间的激光光束，能响应被遮挡激光光束，接收机接收到光信号发生变化，变化的信号经放束，接收机接收到光信号发生变化，变化的信号经放大、处理后进入报警状态的电子装置称为主动激光探大、处理后进入报警状态的电子装置称为主动激光探测器。测器。 其工作原理与主动红外探测器的工作原理相似。其工作原理与主动红外探测器的工作原理相似。返回返回激光与一般光源相比有如下特点。激光与一般光源相比有如下特点。 (1)(1)方向性好，亮度高方向性好，亮度高 一束激光的发散角可能很小，一束激光的发散角可能很小，即使在几千米以外激光光束的直径也仅扩展到几毫米即使在几千

40、米以外激光光束的直径也仅扩展到几毫米或几厘米。由于激光光束发散角小，几乎是一束平行或几厘米。由于激光光束发散角小，几乎是一束平行光束，光束能聚集在一个很小的平面上，产生很大的光束，光束能聚集在一个很小的平面上，产生很大的光功率密度，其亮度很高。光功率密度，其亮度很高。 (2)(2)激光的单色性和相干性好激光的单色性和相干性好 激光探测器与主动红激光探测器与主动红外探测器有些相似，也是由发射器与接收器两部分构外探测器有些相似，也是由发射器与接收器两部分构成。发射器发射激光束照射在接收器上，当有入侵目成。发射器发射激光束照射在接收器上，当有入侵目标出现在警戒线上时，激光束被遮挡，接收机接收状标出现

41、在警戒线上时，激光束被遮挡，接收机接收状态发生变化，从而产生报警信号。态发生变化，从而产生报警信号。返回返回 面型报警探测器警戒范围为一个面。当警戒面上面型报警探测器警戒范围为一个面。当警戒面上出现入侵行为时，即能发生报警信号。震动式或感出现入侵行为时，即能发生报警信号。震动式或感应式的报警探测器常被用作面报警探测器。例如把应式的报警探测器常被用作面报警探测器。例如把用作点报警探测器的震动探测器安装在墙面上或玻用作点报警探测器的震动探测器安装在墙面上或玻璃上，或安装在某一要求保护的铁丝网或隔离网璃上，或安装在某一要求保护的铁丝网或隔离网上，当入侵者触及墙面、玻璃、铁丝网或隔离网发上，当入侵者触

42、及墙面、玻璃、铁丝网或隔离网发生震动，探测器即能发生报警信号。生震动，探测器即能发生报警信号。8.2.4 面型入侵探测器面型入侵探测器返回返回 主动红外入侵探测器、激光入侵探测器也能用作主动红外入侵探测器、激光入侵探测器也能用作面报警探测器。用几组红外或激光收、发装置相对面报警探测器。用几组红外或激光收、发装置相对安装，一对收、发装置之间形成一道警戒线，几对安装，一对收、发装置之间形成一道警戒线，几对收发装置相隔安装，形成多道警戒线，适当调整收、收发装置相隔安装，形成多道警戒线，适当调整收、发装置的间距，就能保护整个平面。激光光线具有发装置的间距，就能保护整个平面。激光光线具有高能量、直射而不

43、散射的特点，所以经常可以采用高能量、直射而不散射的特点，所以经常可以采用反射镜的反射组成面入侵报警系统，如图反射镜的反射组成面入侵报警系统，如图8-58-5所示。所示。 玻璃破碎探测器保护的也是整个窗户、橱窗、柜玻璃破碎探测器保护的也是整个窗户、橱窗、柜台的平面，入侵者无论从平面的任何地方入侵，探台的平面，入侵者无论从平面的任何地方入侵，探测器均能报警。测器均能报警。返回返回 报警控制器激光接收器反射镜反射镜反射镜反射镜激光发射器图图8-5 8-5 激光探测器组成面入侵报警系统示意图激光探测器组成面入侵报警系统示意图返回返回8.2.4.1 光纤平面探测器光纤平面探测器 光纤平面探测器对平面保护

44、的原理很简单，用单光纤平面探测器对平面保护的原理很简单，用单模或多模光纤敷设在要保护的墙面、墙纸、墙面的装模或多模光纤敷设在要保护的墙面、墙纸、墙面的装饰层或门板内。光线的两端分别连接光发射器和光接饰层或门板内。光线的两端分别连接光发射器和光接收器。红外发射器内的发光二极管发射脉冲调制的红收器。红外发射器内的发光二极管发射脉冲调制的红外光，此红外光沿光纤向前传播，最后到达光接收器，外光，此红外光沿光纤向前传播，最后到达光接收器，如图如图8-68-6所示。由于光纤极细，所以可以很方便地进行所示。由于光纤极细，所以可以很方便地进行隐蔽安装。当入侵者凿墙打洞、破门而入时，会破坏隐蔽安装。当入侵者凿墙

45、打洞、破门而入时，会破坏光纤，使其断裂，这时就会因光信号的中断而触发报光纤，使其断裂，这时就会因光信号的中断而触发报警。警。返回返回 报警控制器墙面、门板光纤光接收器光发射器图图8-6光纤平面探测器光纤平面探测器返回返回8.2.4.2 平行线电场畸变入侵探测器平行线电场畸变入侵探测器 电场畸变入侵探测器是一种电磁感应探测器，电场畸变入侵探测器是一种电磁感应探测器，当目标侵入防范区域时，引起传感器线路周围电磁当目标侵入防范区域时，引起传感器线路周围电磁场分布的变化，把能响应这畸变并进入报警状态的场分布的变化，把能响应这畸变并进入报警状态的装置称为电场畸变入侵探测器。这种电场畸变入侵装置称为电场畸

46、变入侵探测器。这种电场畸变入侵探测器有平行线电场畸变入侵探测器、泄漏电缆电探测器有平行线电场畸变入侵探测器、泄漏电缆电场畸变入侵探测器。场畸变入侵探测器。返回返回 平行线电场畸变入侵探测器是由传感器线支撑杆、平行线电场畸变入侵探测器是由传感器线支撑杆、跨接件和传感器电场信号发生接收装置构成，如图跨接件和传感器电场信号发生接收装置构成，如图8-8-7 7所示。传感器由一组平行线所示。传感器由一组平行线(2(21010条条) )构成，在这些构成，在这些导线中一部分是场线，它们与振荡频率为导线中一部分是场线，它们与振荡频率为1 140kHz40kHz的的信号发生器相连接，工作时场线向周围空间辐射电磁

47、信号发生器相连接，工作时场线向周围空间辐射电磁场能量。另一部分线为感应线，场线辐射的电磁场在场能量。另一部分线为感应线，场线辐射的电磁场在感应线上产生感应电流。当入侵者靠近或穿越平行导感应线上产生感应电流。当入侵者靠近或穿越平行导线时，就会改变周围电磁场的分布状态，使感应线中线时，就会改变周围电磁场的分布状态，使感应线中的感应电流发生变化，由接收信号处理器分析后发出的感应电流发生变化，由接收信号处理器分析后发出报警信号。报警信号。返回返回 平行线电场畸变入侵探测器主要用于户外周界报平行线电场畸变入侵探测器主要用于户外周界报警。通常沿着防范周界安装数套电场探测器，组成周警。通常沿着防范周界安装数

48、套电场探测器，组成周界防范系统。界防范系统。返回返回 信号处理器信号发生器导线软接件传感器线支撑杆图图8-7 8-7 平行线电场畸变入侵探测器平行线电场畸变入侵探测器返回返回 8.2.4.3 震动传感电缆型入侵探测器震动传感电缆型入侵探测器震动传感电缆型入侵探测器震动传感电缆型入侵探测器是在一根塑料护套内装有是在一根塑料护套内装有三芯导线的电缆两端，分别接上发送装置与接收装置，三芯导线的电缆两端，分别接上发送装置与接收装置，并将电缆做成波浪状或呈其它曲折形状固定在网状的并将电缆做成波浪状或呈其它曲折形状固定在网状的围墙上，如图围墙上，如图8-88-8所示。所示。返回返回 防 护 网 振 动 传

49、 感 电 缆报 警 输 出信 号 接 收 单 元信 号 发 送 单 元图图8-8 振动传感电缆型入侵探测器示意图振动传感电缆型入侵探测器示意图返回返回 一定长度的电缆构成一个防区，每两个或四个、一定长度的电缆构成一个防区，每两个或四个、六个防区共用一个控制器六个防区共用一个控制器( (称为多通道控制器称为多通道控制器) )，由，由控制器将各防区的报警信号传送至控制中心，当入控制器将各防区的报警信号传送至控制中心，当入侵者有触动网状或破坏网状围墙等行为使其震动并侵者有触动网状或破坏网状围墙等行为使其震动并达到一定强度时达到一定强度时( (安装时强度可调，以确定其报警灵安装时强度可调，以确定其报警

50、灵敏度敏度) )，就会产生报警信号。这种入侵探测器精度极，就会产生报警信号。这种入侵探测器精度极高，漏报率为零，误报率几乎为零，且可全天候使高，漏报率为零，误报率几乎为零，且可全天候使用用( (不受气候的影响不受气候的影响) )。它特别适合围网状的周界围。它特别适合围网状的周界围墙墙( (即采用铁网构成的围墙即采用铁网构成的围墙) )使用。使用。返回返回8.2.4.4 电子围栏式入侵探测器电子围栏式入侵探测器 电子围栏式入侵探测器也是一种用于周界防范的电子围栏式入侵探测器也是一种用于周界防范的探测器。它由三大部分组成，即脉冲电压发生器、报探测器。它由三大部分组成，即脉冲电压发生器、报警信号检测

51、器以及前端的电围栏，其系统原理框图如警信号检测器以及前端的电围栏，其系统原理框图如图图8-98-9所示。所示。 当入侵者入侵时触碰到前端的电子围栏或试图剪当入侵者入侵时触碰到前端的电子围栏或试图剪断前端的电子围栏，都会发出报警信号。这种探测器断前端的电子围栏，都会发出报警信号。这种探测器的电子围栏上的裸露导线，接通由脉冲电压发生器发的电子围栏上的裸露导线，接通由脉冲电压发生器发出的高达出的高达l万伏的脉冲电压万伏的脉冲电压(但能量很小，但能量很小，般在般在4焦耳焦耳返回返回以下，对人体不会构成生命危害以下，对人体不会构成生命危害) )时，即使入侵者戴时，即使入侵者戴上绝缘手套，也会产生脉冲感应

52、信号，使其报警。上绝缘手套，也会产生脉冲感应信号，使其报警。这种电子围栏如果使用在市区或来往人群多的场合这种电子围栏如果使用在市区或来往人群多的场合时，安装前应事先征得当地公安等部门的同意。时，安装前应事先征得当地公安等部门的同意。返回返回 35m报警信号检测器脉冲电压发生器警号裸露导线绝缘子金属立杆图图8-9 电子围栏式入侵探测器电子围栏式入侵探测器返回返回 空间报警探测器是指空间报警探测器是指警戒范围是一个空间警戒范围是一个空间的报警的报警器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏，即发器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏，即发生报警信号。如在充满超声的防范区域空间，当有被生报警信号。如

53、在充满超声的防范区域空间，当有被探测目标入侵，并在该空间移动时，探测器就能发出探测目标入侵，并在该空间移动时，探测器就能发出报警信号。报警信号。8.2.5 空间入侵探测器空间入侵探测器 声入侵探测器声入侵探测器和和微波入侵探测器微波入侵探测器以及以及被动红外被动红外探测器探测器等都属于空间入侵探测器。等都属于空间入侵探测器。返回返回 声入侵探测器是常用的空间防范探测器。通常将声入侵探测器是常用的空间防范探测器。通常将探测说话、走路等声响的装置称声控入侵探测器。当探测说话、走路等声响的装置称声控入侵探测器。当探测物体被破坏探测物体被破坏( (如打碎玻璃、凿墙、锯钢筋如打碎玻璃、凿墙、锯钢筋) )

54、时，发时，发生固有声响的装置称为声发射入侵探测器。生固有声响的装置称为声发射入侵探测器。8.2.5.1 声入侵探测器声入侵探测器返回返回 声控入侵探测器是用声传感器把声响信号变换成声控入侵探测器是用声传感器把声响信号变换成电信号，经前置音频放大，送到报警控制器，经功电信号，经前置音频放大，送到报警控制器，经功放、处理后发出报警信号。也可将报警控制器输出的放、处理后发出报警信号。也可将报警控制器输出的报警信号经放大推动喇叭和录音机，以便监听和录报警信号经放大推动喇叭和录音机，以便监听和录音。音。 1. 声控入侵探测器声控入侵探测器 返回返回 驻极体传感器驻极体传感器被广泛地应用在声控探测器中。被

55、广泛地应用在声控探测器中。在声控探测器中使用的驻极体送话器，驻极体送话在声控探测器中使用的驻极体送话器，驻极体送话器具有频带宽、体积小、重量轻、寿命长的优点。器具有频带宽、体积小、重量轻、寿命长的优点。其原理是由一个金属极板蒙上机械张紧的驻极体箔其原理是由一个金属极板蒙上机械张紧的驻极体箔( (约约10m)10m)，驻极体箔与金属板之间构成一只电容。，驻极体箔与金属板之间构成一只电容。根据静电感应的原理，与驻极体相对着的金属板上根据静电感应的原理，与驻极体相对着的金属板上就会感应出大小相等、极性相反的电荷。驻极体电就会感应出大小相等、极性相反的电荷。驻极体电荷在空隙中形成静电场。在声波的作用下

56、，驻极体荷在空隙中形成静电场。在声波的作用下，驻极体箔发生运动，产生一位移，在电容极板上感应出电箔发生运动，产生一位移，在电容极板上感应出电压。压。返回返回 驻极体送话器的频率响应范围主要决定于送话器驻极体送话器的频率响应范围主要决定于送话器的结构。在此频率范围内，驻极体箔的位移与所加的的结构。在此频率范围内，驻极体箔的位移与所加的声强成正比。送话器的输出电压仅与声强有关，而与声强成正比。送话器的输出电压仅与声强有关，而与频率无关，音频驻极体送话器在频率无关，音频驻极体送话器在20Hz20Hz15 kHz15 kHz的频率的频率范围内有恒定的灵敏度。范围内有恒定的灵敏度。 返回返回 声发射入侵

57、探测器是监控某一频带的声音发出报警信号，而对其他频带的声音信号不予响应。主要监控玻璃破碎声、凿墙、锯钢筋声等入侵时的破坏行为所发出的声音，通常也用驻极体送话器作声电传感器。声发射探测器的声电传感器将声响信号变换成电信号，经带通放大器，使要探测的某一频带的声音信号获得更大的增益，然后再经过处理，控制发出报警信号。声发射入侵探测器。框图如图8-10所示。 控制报警信号处理器带通放大器声传感器图图8-10 声发射入侵探测器声发射入侵探测器2. 声发射入侵探测器声发射入侵探测器返回返回 当玻璃敲碎时，发出的破碎声由多种频率和声当玻璃敲碎时，发出的破碎声由多种频率和声响组成。据测定，主要频率为响组成。据

58、测定，主要频率为10kHz15kHz高频声高频声响信号。因此玻璃破碎声发射探测器选用响信号。因此玻璃破碎声发射探测器选用10kHz15kHz的高通放大器，即对的高通放大器，即对10kHz以下的声音信号以下的声音信号(如说话、走路声如说话、走路声)有较强的抑制作用，且将破碎声有较强的抑制作用，且将破碎声音音放大，经处理后去控制报警。放大，经处理后去控制报警。 返回返回 当锤子打击墙壁、天花板的砖、混凝土或锯钢当锤子打击墙壁、天花板的砖、混凝土或锯钢筋时，都会产生声音。据分析，凿墙时产生一个衰筋时，都会产生声音。据分析，凿墙时产生一个衰减的正弦信号，频率为减的正弦信号，频率为1000Hz左右，持续

59、时间约左右，持续时间约5ms；锯钢筋产生声音信号的频率约为；锯钢筋产生声音信号的频率约为3500Hz，持，持续时间约续时间约15ms。在这类声发射探测器中常用。在这类声发射探测器中常用l000Hz或或3500Hz的带通滤波器，滤去高于或低于被测信号的带通滤波器，滤去高于或低于被测信号的干扰信号，通过的被监测信号经放大后去控制报的干扰信号，通过的被监测信号经放大后去控制报警信号。警信号。返回返回 探测器的工作原理与声发射入侵探测器相同，不同探测器的工作原理与声发射入侵探测器相同，不同的是，次声是频率很低的音频。声电传感器接收到的是，次声是频率很低的音频。声电传感器接收到的低频次声，变换成低频电信

60、号，而低通滤波器滤的低频次声，变换成低频电信号，而低通滤波器滤去高频、中频音频信号后，仅放大低频，即由次声去高频、中频音频信号后，仅放大低频，即由次声转化而来的电信号，再经处理后，控制发出报警信转化而来的电信号，再经处理后，控制发出报警信号。号。8.2.5.2 次声入侵探测器次声入侵探测器 返回返回次声探测器次声探测器通常只用来作为室内的空间防范。通常只用来作为室内的空间防范。 房屋通常由墙天花板、门、窗、地板同外界隔房屋通常由墙天花板、门、窗、地板同外界隔离，由于房屋里外环境不同，强度、气压等均有一离，由于房屋里外环境不同，强度、气压等均有一定差异，一个人想闯入就要破坏这空间屏障，如打定差异