《安全防范工程》PPT幻灯片

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1、1,安全防范工程,主讲人： 温怀疆,2,第3章 入侵探测与报警技术,3.1 入侵探测与报警技术概述 3.1.1 入侵探测与报警技术的基本概念 报警系统:在出现危险情况时能发出报警信号的系统。 通常由探测器、传输信道和报警控制器三部分组成。,3,1）探测器:是指在需要防范的场所安装的能探测出现危 险情况的设备。由传感器和前置信号处理器两部分组成。 a、传感器:是探测器的核心，是把危险情况引起的某种 物理量的变化转换成原始电信号。 b、前置信号处理器：对原始电信号进行处理，使之成 为可以在信道中传输的电信号。,4,2） 传输信道：使传输探测电信号和巡检控制电信号 的通道。信道的种类很多，概括起来可

2、以分为有线传输 信道和无线传输信道。 3） 报警控制器：是整个报警系统的核心，对信道传 输过来的入侵探测电信号作进一步的处理，若判定出现 危险情况，立即发出声光报警信号，引起人们的警觉， 以便采取相应的控制行动。,5,3.1.2 入侵探测报警系统网的基本组成,一个完善而有效的技术防范配合人力防范的入侵探测 与报警技术系统网的组成通常如图3-1所示。该系统主要是 由报警探测器、报警控制器、传输系统、 通信系统及保安 警卫力量所组成。,图3-1 技防配合人防的入侵探测报警系统网的基本组成,上级报警指挥中心,报警控制信号,无线,有线,6,入侵探测报警系统的最基本组成如图3-2所示。,图3-2 入侵探

3、测报警系统的基本组成,7,2.1.3 入侵探测报警系统在安全技术防范工作中的作用 1）入侵探测报警系统应用范围十分广泛，可以在应 用维护社会治安之外方面推广应用。 2） 入侵探测报警系统具有快速反应能力，可及时发 现案情，提高破案率; 3） 入侵探测报警系统具有威慑作用，犯罪分子不敢 轻易作案，减少了发案率; 4）入侵探测报警系统协助人防担任警戒和报警任务， 可节省人力、物力和财力;,8,3.2 入侵探测器 3.2.1 入侵探测器概述 1）入侵探测器的作用 入侵探测器(入侵报警探头): 安装于防范现场，专门用来探测移动目标。决定报 警系统的性能、用途和报警系统的可靠性，是降低误报 和漏报的决定

4、因素。,9,2）入侵探测器的种类 （1）按使用场所不同来分 户内型入侵探测器、户外型入侵探测器、周界入侵 探测器、重点物体防盗探测器等等。,10,(2)按探测原理不同来分 雷达式微波探测器、微波墙式探测器、主动式红 外探测器、被动式红外探测器、开关式探测器、超声 波探测器、声控探测器、振动探测器、玻璃破碎探测 器、电场感应式探测器、电容变化探测器、微波被 动红外双技术探测器、超声波被动红外双技术探测 器等。,11,(3) 按警戒范围来分 点控制型探测器、线控制型探测器、面控制型探测 器及空间控制型探测器。如下表2-1所示。,表2-1 按探测器的警戒范围分类,12,(4) 按工作方式来分 主动式

5、探测器：在工作时，探测器本身要向防范现 场不断发出某种形式的能量，如红外光、超声波和微波 等能量。 被动式探测器：在工作时，探测器本身不需要向防 范现场发出能量，而是依靠直接接收被探测目标本身发 出或产生的某种形式的能量，如振动、红外能量等。,13,3） 入侵探测器的主要技术性能指标 （1）漏报率 漏报次数占应当报警次数的百分比就是漏报率。 （2）探测率 实际报警次数占应当报警的次数的百分比就是探测率。 （3）误报率 探测器不应该报警却发出报警信号的现象称为误报警。 单位时间内出现误报警的次数就是误报率。,14,（4） 探测范围表示方法 探测距离、探测视场角 探测面积(或体积) 例如， 某一被

6、动红外探测器的探测范围为一立体扇形空间区 域。表示成：探测距离15m；水平视场角120；垂直视场角 43。,垂直视场角,水平视场角,15,（5） 报警传送方式，最大传输距离 传送方式：有线传送、无线传送； 最大传输距离：在探测器发挥正常警戒功能的条件下， 从探测器到报警控制器之间的最大有线或无线的传输距 离。 （6）探测灵敏度 能使探测器发出报警信号的最低门限信号或最小输 入探测信号。该指标反映了探测器对入侵目标产生报警 的反应能力。,16,（7） 功耗 探测器在工作时间的功率消耗。分为静态(非报 警状态)功耗及动态(报警状态)功耗。 （8） 工作电压 探测器工作时的电源电压(交流或直流)。一

7、般 用伏特(V)来表示。 （9） 工作电流 (I) （10）环境温度( ),17,3.3开关式探测器 开关式探测器通常属于点控制型探测器，通过各种 类型开关接点的闭合或断开状态触发电路报警。触发报 警控制器发出报警信号的方式一般有两种：一种是短路 报警方式（开关接点的闭合）；另一种是开路报警方式 （开关接点的断开）,18,3.3.1 开关式探测器的基本工作原理 基本工作原理如图2-3所示。,图2-3 开关式探测器的基本工作原理,19,常用的开关式传感器： 磁控开关、微动开关、压力垫或用金属丝、金属 条、金属箔等来代用的多种类型的开关。可以将压力、 磁场力或位移等物理量的变化转换为电压或电流的变

8、 化。启动报警控制器发出报警信号的方式：,20,3.3.2 磁控开关(又称磁控管开关或磁簧开关) 1） 磁控开关的组成结构及工作原理 磁控开关是由永久磁铁块及干簧管(又称磁簧管 或磁控管)两部分组成的。 干簧管是一个内部充有惰性气体(如氮气)的玻璃 管，其内装有两个金属簧片，形成触点A和B，如图 2-4所示,21,图2-4 磁控开关的工作原理,22,当需要用磁控开关去警戒多个门、窗时，可采用 如图3-5所示的串联方式。,图3-5 磁控开关的串联使用,23,24,3）磁控开关的安装使用要点 (1) 磁控管的金属簧片有较好的弹性且易于吸合， 同时磁性体必须要有足够的强度和寿命，以易于安装且 减少误

9、报。 (2)要经常注意检查永久磁铁的磁性是否减弱，否 则会导致开关失灵。 (3) 一般普通的磁控开关不宜在钢、铁物体上直接 安装，这样会使磁性削弱，缩短磁铁的使用寿命。 (4) 磁控开关的有明装式(表面安装式)和暗装式( 隐藏安装式)，应根据防范部位的特点和要求选择。,25,还有如图(b)所示的三个接点的揿键开关。A、B两点 间为常闭接触；A、C两点间为常开。,3.3.3 微动开关 这种开关做成一个整体部件，需要靠外部的作用力 通过传动部件带动，将内部簧片的接点接通或断开。 最简单的一种是如图(a)所示的两个接点的按钮开 关。只要按钮被压下，A、B两点间即可接通，压力去 除，A、 B两点间断开

10、。,26,3.3.4 紧急报警开关 当在银行、家庭、机关、工厂等各种场合出现 人室抢劫、盗窃等险情或其他异常情况时，往往需 要采用人工操作来实现紧急报警。这时，就可采用 紧急报警按钮开关和脚挑式或脚踏式开关。,27,3.3.5 压力垫 压力垫是由两条平行放置的具有弹性的金属带构成， 中间有几处用很薄的绝缘材料(如泡沫塑料)将两块金属 条支撑着绝缘隔开，如图2-9所示。两块金属条分别接到 报警电路中，相当于一个接点断开的开关。,图3-9 压力垫,金属带,绝缘材料,28,压力垫通常放在窗户、楼梯和保险柜周围的地毯 下面。当入侵者踏上地毯时，人体的压力会使两根金 属带相通，使终端电阻被短路，从而触发

11、报警，如图 3-10所示。,图3-10利用压力垫报警,29,3.4微波探测器 3.4.1 微波（电磁波）的主要特点 1） 波长很短的,从lmm到lm，频率从300MHz到300GHz。 2） 直线传播，很容易被反射。 3） 波段宽,波段的频带宽度为 299700MHz(300MHz一 300GHz)。 4） 对非金属材料(如木材、玻璃、墙、塑料等) 有一定 的穿透能力，而对金属物体有良好的反射特性。,30,图3-11 微波的定向传送,5）波长很短，可以用尺寸较小的天线(如喇叭天线和 抛物面天线)，把电磁波集中成为一束，像探照灯的光 束那样作定向传送。如图3-11所示。所以，微波设备 (包括收、

12、发信机等)比长、中、短波等设备要小。,31,3.4.2 微波探测器的种类 微波探测器主要有两种类型： 第一种，雷达式微波探测器。 第二种，微波墙式探测器。,32,3.4.3 雷达式微波探测器 雷达式微波探测器是利用无线电波的多普勒效应， 实现对运动目标的探测。 1）多普勒效应 物理学中的多普勒原理告诉我们，在微波段，当以 一种频率发送时，在微波能覆盖的范围内，当有移动物 体时，将以另一种频率反射，这样发射频率和反射频率 有一个频率差异。这种频率差异与很多因素有关，其中 包括移动物体的速度，与探测器的径向角度等。,33,2）雷达式微波探测器的组成及基本工作原理 雷达式是一种将微波收、发天线共用的

13、探测器，工 作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1mm 1000mm之间，因此很容易被物体反射。微波信号遇到 移动物体反射后会产生多普勒效应。即经反射后的微波 信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移（反射波频 差）。其组成如方框图2-12所示 。,34,图3-12 雷达式微波探测器的基本组成,f o,f=f o+f d f=f o-f d,35,如果微波探测器发射信号的频率 为10GHz；，光速C 为30万千 m/s，则对应人体的不同运动速度V所产生的多 普勒频率如表3-2所示。 表3-2 对应人体不同运动速度所产生的多普勒频率,从表中看出，人体在不同运动速度下产生的多普勒频 率是处于音频

14、频段的低端，只要能检出这一较低的多普， 勒频率就能区分出是运动目标还是固定目标，完成检测人 体运动的传感报警功能。,36,3） 雷达式微波探测器的主要特点 （1）雷达式微波探测器对警戒区域内活动目标的探测 是有一定范围的：其警戒范围为一个立体防范空间， 其控制范围比较大，可以覆盖6095的水平辐射 角，控制面积可达几十几百平方米。其探测区域图 形如图3-13所示。,图3-13 雷达式微波探测器的探测区域,水平区域,垂直区域,水平辐射角,37,(2) 微波探测器的发射能图与所采用的天线结构有关。如 图3-14所示。采用全向天线（如1/4波长的单极天线 ）可 产生近乎圆球形或椭圆形的发射范围，这种

15、能场适合保护 大面积的房间或仓库等处。而采用定向天线（ 如喇叭天 线）可以产生宽泪滴形或又窄又长的泪滴形能图，适合保 护狭长的地点，如走廊或通道等。,图3-14 微波场形成的控制范围能图,38,4） 雷达式微波探测器安装使用要点 (1) 微波段的电磁波由于波长较短，穿透力强，玻璃、 木板、砖墙等非金属材料都可穿透。所以在安装时不要 面对室外，以免室外有人通过引起误报。使用微波入侵 探测器灵敏度不要过高，调节到 2/3时较为合适。过高 误报会增多。,39,通常是将报警探测器悬挂在高处(距地面1.52m左 右)，探头稍向下俯视，使其方向性指向地面，并把探 测器的探测覆盖区限定在所要保护的区域之内。

16、 这样 可使因其穿透性能造成的不良影响减至最小。 如图3- 15所示。 图中实线所示的覆盖区显然比虚线所示的覆 盖区要更可靠些。,图3-15 微波探测器的安装,40,(2) 微波有较强反射特性，在监控防范区域内不应有过 大、过厚的物体，特别是金属物体, 如铁柜等。否则在 其后阴影部分会形成探测盲区，造成防范漏洞或产生反 射误报.,图3-16 微波探头不应对着大型金属物体,金属物体,移动汽车,微波探头,41,(3) 微波探测器的探头不应对准可能会活动的物体。 (4) 微波探测器不应对准日光灯、水银灯等气体放电灯 光源。 (5) 雷达式微波探测器属于室内应用型探测器。 (6) 当在同一室内需要安装两台以上的微波探测器时， 它们之间的微波发射频率应当有所差异(一般相差25MHz 左右 )。而且不要相对放置，以防止交叉干扰，产生误 报警。,4