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主动红外对射传感器 班级 15电三制作 5 207 1 主动红外对射传感器 一 工程周界防护系统中的一环 在家门口装设传感器 二 需求在设防时间 有人出入 发出警报 三 分析主动红外探测器体积小 重量轻 便于隐蔽 采用双光路甚至四光路的主动红外探测器可大大提高其抗噪防误报的能力以及加大防范的垂直面 另外主动红外探测器寿命长 价格低 易调整 因此被广泛使用在安全防范工程中 然而当主动红外探测器用在室外自然环境时 比如无星光和月亮的夜晚 以及夏日中午太阳光背景辐射的强度比超过100dB时 会使接收机的光电传感器工作环境相差太大 通常采用截止滤光片 滤去背景光中的极大部分能量 主要为可见光的能量 使接收机的光电传感器在各种户外光照条件下的使用条件基本相似 另外室外的大雾会引起传输中红外光的散射 大大缩短主动红外探测器的有效探测距离 虽然大部份应用在室外的主动红外探测器在出厂时 已考虑到了上述因素 但在使用中还是应该充分注意到大雾天造成的影响 某些经常有大雾的地区 甚至不适合采用室外安装这种探测器 目前在国内周界防范主要采用两种方式 主动红外探测器防范方式和感应电缆方式 排除警用高压电网 军用铁丝网等特殊周界防范措施 主动红外探测器一般用于围墙 草坪等需要直线防范的空间区域 使用安装灵活 可以与其他探测器随意组合 安全 可靠 经济性好 为当今民用周界防范的主要选择产品 2 缺点是对安装环境要求比较严格 要求防护环境为水平 无遮挡 探测距离一般单对防范最远距离为200米 感应电缆方式一般用于开阔地带 可以是围墙 也可以是空地 无水平要求 可以是丘陵 单个防区一般最远距离为100M 采用感应空间磁场变化的方式监控 而且由于可以埋地安装 比较隐蔽 缺点是防误报能力差 由于其工作范围在1 5m左右 不宜在街边 路旁等周界防范 而且造价高 与主动红外周界相比造价高出10倍以上 普通用户难以承受 3 四 选型综合上述我们家庭使用可以选择双光束红外对射探测器 五 指示参数双光束红外对射基本技术参数 艾礼富 4 六 工作原理 是由发射端主动发射多束红外线 在接收端接收到红外线射束时 形成红外线的网状 并进入防卫状态 当防卫射束被完全阻断超过40毫秒时 接收端的蜂鸣器会产生现场提示音 报警信号输出电路即向主机发出无限报警信号 如图所示为红外线对射传感器功能演示图 5 1 红外线对射传感器工作原理红外线对射传感器包括红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收器 解码器并将发射头和接收头装配在一个金属机座上 如图A所示为红外线对射传感器发射电路 发射器电路是由具有4个2输入的与非门CD4011组成的多谐振荡器 其振荡频率取决于W1 C1 5所示参数对应的频率为1 15KHz 三极管驱动后发出红外光脉冲信号 图A红外线对射传感器发射器电路 6 如图B所示为红外线对射传感器接收电路 接收器电路包括红外光 电转换探头 放大器 译码器及功率开关控制元件等组成 红外接收管JS须与发射管FS配对使用 当红外接收管JS接收到因人体阻挡而反射回的红外脉冲信号后 并经IC2放大器后加至IC3译码器 IC3译码器是采用锁相环音频译码集成电路LM567 它要求输入信号不小于25mv 当调节W1使其接收器中心频率与发射器的高频频率步调一致时 LM567的输出端 脚将产生一低电平跃变信号 LM567的中心频率公式为 7 如图B所示参数对应的频率约为1 12KHz 当红外线对射传感器检测到有入侵信号时 发射器接收到人体阻挡而反射回的红外脉冲信号然后经信号放大后LM567的输出端 脚将产生一低电平跃变信号 此时报警电路立即响起语音报警声 图B 8 2 红外线对射传感器的滤波环节1 由于红外线对射传感器一般都工作在室外 为了防止室外自然光或太阳光 汽车灯光的干扰 或防止入侵者以红外光源干扰 每个生产厂家对自己的红外发射源都会加以调制 以不同的调制频率工作 同时在接收端加以解调 只接收该频率段的红外光源 从而防止干扰和恶意入侵 此外 红外对射探头要选择合适的响应时间 太短容易引起不必要的干扰 如小鸟飞过 小动物穿过等 太长会发生漏报 通常以10米 秒的速度来确定最短遮光时间 若人的宽度为20厘米 则最短遮断时间为20毫秒 大于20毫秒报警 小于20毫秒不报警 2 为了增加红外发射管的寿命 一般红外发射管工作在开关状态 而开关频率可以由用户自己调节 一般的开关频率按照传感器的工作位置特性 参照该工作位置入侵者可能的最大入侵速度而定 如假设安装在墙头 则考虑到入侵者爬行的速度最大为0 5m s 设定开关时间为20Hz 一般红外线对射传感器都会有四段开关频率 或称为遮断时间 以供用户选择 3 为了增加抗衰减能力 一般红外线对射传感器都会有放大电路 即自动增益调节回路 AGC 在室外条件比较恶劣的情况下增加接收端的放大系数 以适应如大雨 浓雾 大雪等较恶劣的天气 特别是南方的大雾天气 有过安装经验的用户都知道 往往传感器误报都发生在此 9 3 红外线对射传感器核心技术构成红外线对射传感器的最主要的核心技术有三 红外发射管 由于红外线对射传感器工作距离一般要求都比较远 所以要求红外发射管的功率都比较大 应该使用大功率的红外发射管 外罩 由于红外线对射传感器工作在室外 长期受到太阳光和其他光线如汽车灯光等的直接干扰 容易引起传感器接收端的误动作 所以一般优质红外线对射传感器的外罩都添加能过滤外界红外干扰的物质 以减少漏报现象出现 发射 接收端的镜片 镜片起到两个作用 过滤和聚焦 前者继续过滤干扰红外源 后者主要是将发射端的红外发射管发射的红外线聚焦后成平行状发出 以提高红外线的发射距离和发射效率 而接收端的镜片再将发射过来的平行红外源聚焦到接收二极管上采集红外信号 10 红外对射探测器的内部结构红外对射探测器主要由红外发射端 红外接