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红外对射与激光对射入侵探测器工作原理和基本结构对比
 
来源:本站    时间:2018-12-12 点击:189  
    红外对射与激光对射入侵探测器工作原理和基本结构对比
    主动红外入侵探测器是周界入侵防范应用最早、也是最经常使用的探测器材,而激光入侵探测器面市较晚,但是目前应用也越来越广泛。
  
  基本工作原理和基本结构
  
  主动红外入侵探测器和激光入侵探测器都是采用直线传播的电磁波束作为防范介质的入侵探测器材。其基本结构是由一一对应的发射器和接收器配置在防范区域的两端,由发射器发出电磁波束作为防范介质,由接收器检测防范介质被阻断作为报警条件。从基本结构和防范效果上看,这两种入侵探测器是等效的。但是,从具体原理方面分析,存在如下异同。


  
  (1)防范介质的波长特性比较
  
  激光入侵探测器采用近红外(波长范围0.75~3μm)电磁波束作为防范介质,其典型值有=808、=908~1050nm;主动红外入侵探测器也采用近红外电磁波束作为防范介质,其典型值有850、880、940nm等;采用近红外波段的红外光束为防范介质的共同特点就是:防范介质在人可视频谱之外,具有防范的隐蔽性。
  
  此外,激光入侵探测器采用可视频谱中的红色电磁波束作为防范介质,典型值有650/808/980nm;在应用环境中有雾、霾、烟、尘埃等条件下,此类产品的防范光束肉眼也难以观测到,同样具有防范的隐蔽性。

  
  (2)防范介质的波束特性比较
  
  激光入侵探测器由于激光束的相干性,其发射功率密度大、发散角小、光束集中、方向性好,在使用同等功率器件的条件下,目标接收处激光束的功率密度是红外发光二极管光束功率密度的数百至几千倍。因而在同样气候条件和波长相同的前提下,激光的传输衰减远小于红外线,穿透雨雾的能力强,探测距离可达数百米至几公里。从而保证远距离的正常工作和减少恶劣天气时的误报率。
  
  由于激光束的相干性,其光斑小(发射到一百米的距离时,光斑直径的可以调节到0.02米。)、多束激光的靶点不产生重合,因而可以在不采用编码调制的条件下以层叠方式安装使用,构成多条平行或交叉的防范射线;同时由于其波束传输路径*、光斑*,可以避免主动红外探测器红外光发散而造成沿直线连续布设或者邻近探测器互相间干扰的问题,从而可以沿长距离连续多对直线布设;同样也不存在红外光发散干扰周围其它敏感红外设备的问题。
  
  激光入侵探测器发射器与接收器之间防范介质是完全点对点直线的,不会产生折射/反射而引发漏报警;同时有双光束和双光束产品,避免了小物体(飞鸟、落叶等)的阻断易引发误报警,大大提高了误报率。
  
  主动红外入侵探测器由于采用无相干性的红外光源作为防范介质,发散角大,光束不集中;抗御雾、雨、尘、气流(风、强烈水蒸汽等)的能力相对弱,只有增加其发射强度弥补。从以上内容可见主动红外入侵探测器的波束发散角大,发射余量大,每个发射器发出的波束在传播过程中形成一个包围住接收端的“雨滴状”立体区域。这个立体区域波束的形态不是固定的,会随着阳光、雾、雨、尘、气流等环境因素的变化而产生变化,当噪声因素(阳光或同波长人工光源)越强、衰减因素(雾、雨、尘、霾的浓/密度)越大时,其区域会越小;当动力因素(气流变化)越大时,其不对称形变越大;当上述单一或多种因素综合造成的形变使得接收器脱离立体区域的波束时,就会产生误报警。
  
  多光束主动红外入侵探测器的发射器发出多个“雨滴状”立体区域波束,在离开发射点不远,各波束就开始重合;到达接收器时,多个波束在接受器投影的光斑相互重合,如果每个波束间不存在信号特征,接收器就无法区分;波束在传播过程中形成“雨滴状”分布,会在“雨滴状”区域内各种物体上投影形成光斑,产生随机的反射/折射,使得一对发射器/接收器之间可能形成不止一条防范路径,从而存在漏报警的可能;在多对同类探测器集中安装使用时,会形成多个“雨滴状”波束区域的重合和传播过程中各种可能的投影产生多种角度/强度不同的反射/折射,造成各探测器之间多种相互干扰源共存、干扰路径复杂的状况。
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