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张新房的博客 - 新型智慧城市

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户外型被动红外(PIR)探测器技术探讨  

2007-12-22 10:49:29|  分类: 防盗报警系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者:上海安盾电子有限公司

引言

虽然对射探测器已在户外防范中普遍使用,但因为PIR探测区域相当大、安装点只要一个而不是两个和安装成本较低的技术优势,有时更能适应于用户的安装要求,因而在市场上已确立了一席之地,增强了室外系统的防护能力。
今天安盾公司推向市场的户外PIR是专为户外使用而设计的,它的工作性能大大优于一般的户内PIR,在户外使用上已取得很大的成功。了解一些户外PIR技术的基本概念有助于你成功地使用户外PIR探测器,以满足你的用户对户外防范的要求。

户外PIR应有终端

由于PIR是红外能量感测接收器,正常人的视角那样,探测扇区(光学视角)的扩展将最终受到一个具体实物的阻断为止,而无终端的探测扇区延续无限,形成很大的区域,即使对大多数普通物体反应不灵敏,但探测器还是能探测到目标很大或温差很大的物体引起的误报,有正确终端的PIR能大大的减小“莫名”的误报。
向下视角的探测扇区最终应用到地面中止,从技术上讲,PIR的信号接收一直到此区域完全中止于地面。但实际上其末级探测特性扇区是不灵敏的,因为其只是整个探测区域的一小部分,该区域通常只探测到目标物的脚腿,并不提供有意义的温差,不能构成完整的探测信号,不会误报。

水平视角的探测特性扇区(如宠物通道)的PIR不会探测到地面上的动物和其它干扰物。它们的终端可以落在建筑物、篱笆上,最不理想的是到丛林或灌木丛。但因为PIR终端如在太密的高灌木丛里,大风会引发误报,在这种现场,我们建议您将探测器调焦至较低灵敏度。

区域大小与目标速度

探测区域大小影响灵敏度。这在关于目标远离探测器时已经探讨过。不过对十分靠近的目标而言,这也是个问题。实际上每一PIR用的是双元焦点素子来增大灵敏度的。在双元设计中,一个单元受触发形成一个正电荷,另一个形成一个负电荷,如此构成一个完整的脉冲信号。当一个素子的两个单元同时受到触发时,将产生两个彼此抵消的相反电荷。

目标如果移动很快,或通过哪些很小的区域,正负电荷会在信号发生之前彼此抵消。为避免这个问题,不要把PIR装在太靠近目标的地方或目标速度会很高的哪些场合。如有必要PIR可以在上或下车行道的对角线方向瞄准,以此来提高这种情况下的灵敏度。

脉冲计数调校

脉冲技术调校是选择产生报警所必须的触发信号的数目,具有优质灵敏度特性的探测器能在二脉冲计数条件下工作,并仍能可靠地探测到只触及一个探测扇区的目标。脉冲计数设置在三个或三个以上不能有效地探测到触及单扇区的入侵者。

灵敏度调节

灵敏度调节可以调整了PIR探测器放大器的电平,降低(或增加)它对所有信号源的感知灵敏度。同时这会减少对远处目标的探测灵敏度,而在技术上它不属对探测距离的调校。还应注意的是,对很近处的目标的探测灵敏度也会降低(或增加)。如有可能,最好控制探测器的视角来消除有麻烦的信号源。

宠物通道与水平扇区

如上所述,宠物通道和其他水平扇区会减少由小动物、吹动的碎屑和地面上其他干扰物引起的误报。它们也会减少突降暴雨带来的影响。以上两种PIR都能探测到空中的雨,而且终端到地面上的PIR还能探测到地上具有较大的累积效应的积水。雨刚下不久以后,而户外一切东西都变成雨水的温度,探测灵敏度将减弱(即便是探测人和车辆)。
长距离狭窄探测扇区

事实上,用PIR监视的区域愈小,误报发生率也愈小。尤其是在户外应用时,如果在应用上不需要一个广角型探头,则可选择一个窄光束图形或用遮片遮蔽掉不需要的探测区域。

环境问题

阳光:应避免直射和反射阳光。有些PIR具有能防阳光引发误报的技术。但对大多数探测器来说阳光会引发误报。上述两种情况,都有危险,最好避免。

杂草:高的杂草和灌木会在风中摇摆,并引发误报。特别是对使用水平探测扇区的探测器而言。而同样的情况对于具有向下探测扇区的PIR而言,由于矮的草摆动小,通常不至于引发误报。

雨:突发性的降雨(暴雨)会很快使热的柏油路面和其他地表面冷却下来。虽然所有PIR都会探测到空中的雨,而终端在地上的PIR还能探测到地上的水,受到的影响比终端在墙上的PIR要大。暴雨过后不久,一切东西都是水的温度,探测灵敏度因而降低的,人甚至汽车被水浇淋过后能供探测器探测的温差也小。

误报故障排除

  • 探测区域内是否有活动目标?如果目标与背景目标之间有表面温差,在目标移动时就会引发误报,高的灌木和杂草也会因风的吹动引起误报。
  • 终端在地的探测区域更可能探测到小动物或其他活动目标
  • 安装点表面不稳定,PIR探测器如果易受移动的影响,探测器很容易发生误报
  • 阳光:对许多PIR来说直射或反射的阳光会引发误报。避开不需要探测的区域,检查PIR探测图形,确认所有探测区域的终端位置。
  • 昆虫:昆虫爬进探测器就会引发误报,而在透镜的外面的昆虫不可能引发误报。若有昆虫侵扰的问题存在,则要重新安装探测器或使用杀虫剂。因为如果探测器外壳全密封那么冷凝作用可能会引起腐蚀问题。
    RFI(射频干扰):户外PIR很可能接收较强信号的RFI信号。向制造商确认能否抗RFI干扰,或是加装一只RFI扼流圈。
  • 目标速度探测:快速移动有时不会被PIR探测到,特别是探测扇区较小时。应使用高密度扇区数的探头,尤其是幕帘式探测器(4-8个扇区漏报几率很高)
  • 温差不足:PIR探测器对在它的探测去内温差的变化有反应。如果目标温度与先前存在的背景温度接近,则温差就模糊,温差变化几乎就没有,也就会产生漏报。
  • 不正确的探测瞄准:PIR对跨越其探测区域的运动很灵敏,如果目标向探测器法线移动或离开探测器,灵敏度就会减小。
  • 透镜模糊:透镜有否上过漆或涂过能阻断透镜的其他一些材料。

编辑整理:张新房

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