微波探测器探测原理图
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双鉴探测器的原理及应用所谓双鉴探测器,是指将两种不同技术原理的探测器整合成一体,当两种探测器都报警时才发出报警的装置。
该类探测器是入侵探测器的一种,它兼具两种探测器的优点,误报警率显著降低。
目前,市面主流的双鉴探测器是用微波(或超声波)和被动红外等两种技术复合的探测器。
本文介绍双鉴探测器的原理,探讨了导致失效或误报警的原因。
1 原理概述1.1 微波(或超声波)探测的原理微波探测是利用“多普勒效应”实现目标探测。
1)多普勒效应1842年,奥地利科学家多普勒发现:当声音、光和无线电波等振动源相对于观测者运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
这种效应被称为“多普勒效应”。
由“多普勒效应”引起的频率变化叫做“多普勒频移”,它与相对速度成正比、与振动的频率成反比,这被称为多普勒原理。
2)微波(或超声波)探测的原理微波探测的原理是,探测器持续发射微波,并接收发射回来的微波信号。
当探测区有目标移动时,利用多普勒原理,即可实现目标探测。
微波探测器的灵敏度取决于:●目标的移动速度;●目标的外形大小;●目标发射能力;●目标与探测器之间的距离微波探测器会根据频率改变的大小来产生相应强度的探测信号。
一般来说,探测灵敏度取决于目标的外形大小以及与探测器的距离。
目标越大,距离越短,探测灵敏度就越高。
图1 微波探测器的原理效果1.2 PIR(被动红外探测)的原理被动红外探测简称为PIR(Passive Infrared Detection),是利用红外辐射特性,感应移动物体与背景物体的温度差异,从而实现目标探测。
在移动物进入探测区域前,现场红外辐射稳定不变,一旦有移动物体进入,则会通过光学系统,将红外线辐射聚到热释电红外传感器上,使其输出比前期更强的电信号,而发出警报。
1)红外辐射特性任何物体,其自身温度只要高于绝对零度(即0K,或-273.15℃),就会不停地产生热辐射,而温度低于1725°C的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域。
高可靠微波感应人体传感器这里介绍的微波感应控制器和市场上常见的简易型微波感应控制器相比较,因为采用专用的微处理集成电路HT7610A,不但检测灵敏度度高,探测范围宽,而且工作非常可靠,误报率极低,能在-25~+45度的温度范围内稳定工作,最适和在中、高档防盗报警系统中作人体移动检测传感头使用。
1。
工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测,其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0~5米(可调)空间微波戒备区,当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场(或频率)相干涉而发生变化,这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。
高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器,环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。
内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号(即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲,电路只识别脉冲足够宽的单体信号,如人体、车辆其鉴别电路才被触发,或者两秒内有2~3个窄脉冲,如防范边沿区人走动2~3步,鉴宽电路也被触发,启动延时控制电路工作。
如果是较弱的干扰信号,如小体积的动物,远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。
最后输HT7610A鉴别出真正大物体移动信号时,控制电路被触发,输出2秒左右的高电平,并有LED2同步显示,输出方式为电压方式,有输出时为高电平(8伏以上),没有输出时为低电平。
微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH,当初次加电时,系统将闭锁60秒,期间完成微处理器的初始化并建立电场,这时LED 闪亮60秒后熄灭,系统自动进入检测状态,当检测到有效信号时,将有2秒信号输出,并由指示灯LED同步点亮。
双鉴红外探测器工作原理Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998微波—被动红外复合的探测器,它将微波和红外探测技术集中运用在一体。
在控制范围内,只有二种报警技术的探测器都产生报警信号时,才输出报警信号。
它既能保持微波探测器可靠性强、与热源无关的优点又集被动红外探测器无需照明和亮度要求、可昼夜运行的特点,大大降低探测器的误报率。
这种复合型报警探测器的误报率则是单技术微波报警器误报率的几百分之一。
简单的说,就是把被动红外探测器和微波探测器做在了一起,主要是提高探测性能,减少误报。
除此之外,市场上也有把微波和主动红外、振动探测器、声音探测器等组合的产品,大家可参考说明书了解。
被动红外探测技术是一探测人体红外辐射与背景物体(墙、家具、树木、地形等)红外辐射相比较而产生的差异部分依据的,背景红外辐射量往往是微弱而稳定的。
入侵者(包括各种动物在内)的红外辐射量往往是大的,可以引起警报信号。
如果只用一种技术进行探测,各种动物(如狗、猫、老鼠等)及各种非动物的红外辐射源(如暖气、强灯光、太阳光等)往往也会引起警报的,这种报警是符合工作原理的,专门从事双技术探测器研究的科研人员,将微波探测技术和被动红外探测技术组合在一个机壳里构成一种入侵探测器。
组成的这种双技术探测器,都选用了不同的工作原理的两种技术组合在一起,使从工作原理上无法避免的误报警的到了抑制。
因为双技术探测器要求两种技术都提供报警信息时,才提供一个触发报警信息。
其中任何一种提供报警信息,都不触发报警。
因此使误报问题得到有效的控制,同时也扩大了探测器的使用范围微波红外复合探测器的内部结构下图中是一款有线红外微波复合探测器,其中最上端部分为信号接收、信号处理、信号输出部分;中间为微波探测,下端为红外探测;另外,途中所标的J1、J2等跳线可以调整探测器的性能;许多探测器中还加装了防拆开关,布防状态下如果出现拆机行为,探测器将会立即触发报警;同时,部分厂家的产品将探测器性能自动检测、电池电量检测、信号传输检测等集成到一体,大大增强了产品的性能,但也因成本的增加,价格高出普通红外探测器的两倍以上甚至更多。
微波雷达测速测距传感器1.微波雷达测速测距传感器应用范围微波测速说明微波信号源采用全固态器件,合金捛腔体喇叭形天线收发,混频管接收经反射后的微波信号与发射波信号混频。
被测物体移动时,由于直达波和反射波混合的结果在接收检波器上混频出差拍信号,该差拍信号的频率和移动物体速度成线性关系。
速度越快,差拍频率越高,速度越慢,差拍信号频率越低。
被测物体与微波腔体振荡器不移动时,输出的频率为零。
探头对目标距离近信号输出幅度大,探头对目标距离远信号输出幅度小.利用信号幅度特性可得到距离信息。
(对相对运动的物体而言)2.远程微波远程测速 /测距传感头(测程3-1000m)微波远程测速传感头用于车,船,飞鸟,等目标的远距测速>1000m(试验时大于2km)同时提供微波雷达测距传感器(测程水面大于300m)本振10G CWFM 调制频偏80mhz收发采用双头,发送电压DC8v电流80mA/20mw(测速传感器)\测距传感器(DC+12.5v电流100mA)接收+DC6-12.5V电流7 0mA3。
微波雷达测速传感器(测程0.1-300m)微波腔体振荡器频率为1 0.525G可用于非接触测量车辆供微波腔体振荡器频率为10.525G可用于非接触测量物体车辆的移动速度角度70度,腔体内包含混频管震荡管及收发谐振天线微波测距原理本雷达测距传感器是依据调频连续波原理(FMCW Frequency Mod u lat ed Continuous Wave)为基础的雷达物位计,它区别于脉冲式雷达,并因其探测近距离优越的性能而广泛应用于汽车防撞及工业物位领域。
物位测量精度不受介质介电常数、浓度(密度)、压力和温度的影响物位测量精度不受雾,泡沫、粉尘、蒸汽以及容器形状影响雷达使用线性调频高频信号,发射频率随一定时间间隔的线性(频率),频率范围为 10.5G , 波长约为3cm。
由于发射频率是随着信号调制的时间变化的,接收混频后输出与反射物体距离成比例的低频回波信号。
目录1 设计的目的和意义12总体方案设计22.1方案比较22.2 方案论证32.3 方案选择33 单元模块设计与工作原理分析43.1 微波多普勒探测模块43.2 HB100输出信号处理模块73.3热释电红外探测模块83.4HN911L的输出信号处理模块123.5双鉴探测器模块134系统调试175系统功能和指标参数18 5.1报警系统的功能与工作过程185.2 系统指标参数186设计总结196.1 小结196.2系统前景展望与完善改进197参考文献:20附录:防盗报警系统设计原理图221 设计的目的和意义随着信息技术与传感器技术的普与和发展,尤其是跨入新世纪后,探测技术得到了迅猛的发展,微波多普勒/红外探测技术已渗透到国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面,在工业自动化、生产过程控制、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境监测、红外加热、安全防、家用电器控制与日常生活各个方面都得到了广泛的应用。
本论文主要谈了红外技术和微波多普勒效应在防盗报警系统中的应用。
如今市场上成熟的防盗报警产品有被动式的、主动式的和多技术复合式的。
但前两者都有致命的缺点就是误报率很高,而多技术复合式的防盗报警器误报率很低,也是未来发展的主要方向。
即使如此,我依旧设计的是被动式防盗报警器,因为我以目前的水准很难对已成熟的产品有所突破而设计出一流的产品。
个人认为利用红外技术和微波多普勒效应设计防盗报警器的意义在于设计的过程,在设计的过程中我们才会把这几年在学校里学到的融合,同时也让自己明白我们的学习道路还很遥远。
报警器适用于仓库、住宅等地防盗报警。
在没有人在的情况下它可自动完成报警任务,防止盗窃的发生。
自动报警器的设计在一定情况下解决了无人看护仓库、住宅等地物品的保护,使厂家的资产和个人的财产免受损失。
本报警器可用于医院住院病人的有线呼叫,设置不间断电源,当电网停电时,备有直流稳压电源在同一地点可监视多处的安全情况,一旦出现偷盗,即可与时通过扬声器发出报警声响。
五种常用的传感器原理及应用目录1.序言 (1)2.传感器定义 (3)3.传感器选择的标准 (3)4.传感器分类的标准 (3)5.五种常用的传感器类型及其特点 (5)5.1.温度传感器 (5)1.2.红外传感器 (5)1.3.紫外线传感器 (7)1.4.触摸传感器 (8)1.5.接近传感器 (8)6.传感器选用原则 (9)7.先进的传感器技术 (10)7.1.条形码识别 (10)7.2.转发器 (11)7.3.制造部件的电磁识别 (11)7.4.表面声波 (11)7.5.光学字符识别(OCR) (11)1.序言一台设备所采用的的传感器是否先进、可靠有时直接决定了设备的先进性和可靠性。
图1传感器工作原理很多机械工程师在观念上有一个误区:机械工程师只负责机构的东西,传感器、电气元件选用及控制方案是电气工程师或系统工程师的事。
如果你是某个项目的总设计工程师,在方案构想阶段就要考虑到选用哪些类型的传感器以及设备的动作流程和控制方式。
生物信息:是反映生物运动状态和方式的信息。
碱基序列便是生物信息。
自然界经过漫长时期的演变,产生了生物,逐渐形成了复杂的生物世界。
生物信息形形色色,千变万化,不同类的生物发出不同的信息。
,人们对生物信息的研究已取得了一些可观的成果,人们发现,鸟有“鸟语”,兽有“兽语”,甚至花也有“花语”。
人们还发现生物信息与非生物信息之间有着某种必然的联系,如燕子、大雁的飞来飞去,预示着季节的变换和气温的升降;鱼儿浮出水面预示着大雨即将来临;动物的某些反常现象,预示着地震即将发生的信[息、******。
物理信息:包括声、光、颜色等。
这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。
比如,毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思。
萤火虫通过闪光来识别同伴。
红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。
化学信息:生物依靠自身代谢产生的化学物质,如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。
报警系统由哪几部分组成?简单的报警系统由前端探测器、中间传输部分和报警主机组成。
大一些的系统也可将探测器和报警主机看做是前端部分,从报警主机到接警机之间是传输部分,中心接警部分看做是后端部分。
报警系统按信息传输方式不同,可分哪几种?按信息传输方式不同,从探测器到主机之间可分为有线和无线2种。
从主机到中心接警机之间也可分为有线和无线2种,其中有线系统还可分为基于电话线传输和基于总线传输2种类型。
探测器分为哪几种类型?市面上常见的有哪些类型?红外、微波、震动、烟感、气感、玻璃破碎、压力、超声波等等。
其中红外探测器还可分为主动红外和被动红外,烟感还可分为离子式和光电式。
市面上常见的有红外探测器(被动红外)、对射、栅栏(主动红外)、双鉴探测器、震动探测器、玻璃破碎探测器。
主动红外探测器的工作原理?主动红外探测器由红外发射器和红外接收器组成。
红外发射器发射一束或多数经过调制过的红外光线投向红外接收器。
发射器与接收器之间没有遮挡物时,探测器不会报警。
有物体遮挡时,接收器输出信号发生变化,探测器报警。
被动红外探测器工作原理?被动红外探测器中有2个关键性元件,一个是菲涅尔透镜,另一个是热释电传感器。
自然界中任何高于绝对温度(-273o)的物体都会产生红外辐射,不同温度的物体释放的红外能量波长也不同。
人体有恒定的体温,与周围环境温度存在差别。
当人体移动时,这种差别的变化通过菲涅尔透镜被热释电传感器检测到,从而输出报警信号。
微波探测器工作原理?微波探测器应用的是多普勒效应原理。
在微波段,当以一种频率发送时,发射出去的微波遇到固定物体时,反射回来的微波频率不变,即f发=f收,探测器不会发出报警信号。
当发射出去的微波遇到移动物体时,反射回来的微波频率就会发生变化,即f发≠f收,此时微波探测器将发出报警信号。
什么是双元红外探测器?什么是四元红外探测器?把2个性能相同,极性相反的热释电传感器整合在一起的探测器是双元探测器。
双鉴探测器的原理及应用所谓双鉴探测器,是指将两种不同技术原理的探测器整合成一体,当两种探测器都报警时才发出报警的装置。
该类探测器是入侵探测器的一种,它兼具两种探测器的优点,误报警率显著降低。
目前,市面主流的双鉴探测器是用微波(或超声波)和被动红外等两种技术复合的探测器。
本文介绍双鉴探测器的原理,探讨了导致失效或误报警的原因。
1原理概述1.1微波(或超声波)探测的原理微波探测是利用“多普勒效应”实现目标探测。
1)多普勒效应1842年,奥地利科学家多普勒发现:当声音、光和无线电波等振动源相对于观测者运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
这种效应被称为“多普勒效应”。
由“多普勒效应”引起的频率变化叫做“多普勒频移”,它与相对速度成正比、与振动的频率成反比,这被称为多普勒原理。
2)微波(或超声波)探测的原理微波探测的原理是,探测器持续发射微波,并接收发射回来的微波信号。
当探测区有目标移动时,利用多普勒原理,即可实现目标探测。
微波探测器的灵敏度取决于:●目标的移动速度;●目标的外形大小;●目标发射能力;●目标与探测器之间的距离微波探测器会根据频率改变的大小来产生相应强度的探测信号。
一般来说,探测灵敏度取决于目标的外形大小以及与探测器的距离。
目标越大,距离越短,探测灵敏度就越高。
图1微波探测器的原理效果1.2PIR(被动红外探测)的原理被动红外探测简称为PIR(Passive Infrared Detection),是利用红外辐射特性,感应移动物体与背景物体的温度差异,从而实现目标探测。
在移动物进入探测区域前,现场红外辐射稳定不变,一旦有移动物体进入,则会通过光学系统,将红外线辐射聚到热释电红外传感器上,使其输出比前期更强的电信号,而发出警报。
1)红外辐射特性任何物体,其自身温度只要高于绝对零度(即0K,或-273.15℃),就会不停地产生热辐射,而温度低于1725°C的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域。
简介雷达式微波探测器是一种将微波收、发设备合置的探测器,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。
此时可认为报警产生。
原理采用多普勒雷达的原理,将微波发射天线与接收天线装在一起。
使用体效应管作微波固态振荡源,通过与波导的组合,形成一个小型的发射微波信号的发射源。
探头中的肖基特检波管与同一波导组成单管波导混频器作为接收机与发射源耦合回来的信号混频,从而得到一个频率差,再送到低频放大器处理后控制报警的输出。
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。
金属物体对微波反射较强,在探测器防范区域内不要有大面积(或体积较大)物体存在,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。
多个微波探测器安装在一起时,发射频率应该有所差异,防止交叉干扰产生误报。
另外,如日光灯、水银灯等气体放电光源产生的100Hz调制信号由于在闪烁灯内的电离气体容易成为微波的运动反射体而引起误报。
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。
与超声波一样家庭也可以使用。
使用范围探测器对警戒区域内活动目标的探测范围是一个立体防范空间,范围比较大,可以覆盖60°至90°的水平辐射角,控制面积可达几十到几百平方米。
雷达式微波探测器的发射能图与所采用的天线结构有关,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。
如何作用雷达式微波防盗探测器是一种将微波收、发设备合置的探测器,工作原理基于多普勒效应。
探测器原理大全(2) 激光入侵探测器激光与一般光源相比有如下特点:a.方向性好,亮度高。
一束激光的发散角可做到小于10-3~10-5弧度,即使在几公里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。
激光光源和其它光源的亮度比较:光源亮度(w/Sr•cm2)蜡烛 0.5电灯 470太阳表面 0.165M氦-氖激光 15M红宝石激光 10亿兆~37亿兆b.激光的单色性和相干性好。
激光是单一频率的单色光,如氦氖激光器的波长为6328Å,在其频率范围内谱线宽度ΔU=10-1Hz,而其他一般光的ΔU = 107-109 Hz。
光的相干性取决于其单色性。
光的相干长度δm与谱线宽度的关系是:δm=c/ΔU,其中c为光速。
一般光源的相干长度为几个毫米。
单色光源氦-86灯,λ=6057Å,相干长度δm=38.6cm;而氦氖激光器λ= 6328Å,δm=40km。
按激光器的工作物质来分,激光器可分为如下几种:固体激光器:它的工作物质为固体,如钕玻璃、红宝石等。
液体染料激光器:它的工作物质为液体染料,如若丹明香豆素等。
气体激光器:它的工作物质是二氧化碳、氦-氖、氮分子等。
半导体激光器:它的工作物质是半导体材料,如砷化镓。
激光探测器与主动红外式探测器有些相似,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,当有入侵目标出现在警戒线上,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。
激光探测器的作用距离:式中P1——激光功率;QT——光束发散角;M——调制光速调制度;SR——接收面积;PR——接收到的功率。
由上式可以看出,要提高探测器的作用距离,应增大激光源的发射光率,增加光学系统的透过率,减少发射装置的发散角,也可采用高灵敏的光电传感器。
激光具有高亮度,高方向性,所以激光探测器十分适用于远距离的线控报警装置。
HB100 微波模块使用说明书敬告请在本说明书限定和允许的条件下正确使用本品,任何高于本品承受力的外界环境和输入将会对其造成不可修复的损坏。
无特别情况不可对本品做破坏性和极限承受度试验,这样的试验亦会对其造成不可逆转之损坏焊接注意:请使用低压烙铁焊接并将烙铁可靠接地,焊接DIP的PAD时,需要焊接有有电路走线或者敷铜的那一面!!HB100微波模块是利用多普勒雷达(Doppler Radar)原理设计的微波移动物体探测器,主要应用于自动门控制开关、安全防范系统、ATM自动提款机的自动录像控制系统、火车自动信号机等场所。
HB100是标准的10.525GHz微波多普勒雷达探测器,这种探测方式与其它探测方式相比具有如下的优点:1、非接触探测;2、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响,适合恶劣环境;3、抗射频干扰能力强;4、输出功率小,对人体构不成危害;5、远距离:探测范围超过20米。
多普勒原理简介:多普勒理论是以时间为基础的,当无线电波在行进过程中碰到物体时该电波会被反射,反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。
如果无线电波碰到的物体的位置是固定的,那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。
如果物体朝着发射的方向移动,则反射回来的波会被压缩,就是说反射波的频率会增加;反之反射回来的波的频率会随之减小。
根据多普勒原理设计的微波探测器由FET介质DRO微波震荡源(10.525GHz)、功率分配器、发射天线、接收天线、混频器、检波器等电路组成(图2)。
发射天线向外定向发射微波,遇到物体时被反射,反射波被接收天线接收,然后到混合器与振荡波混合,混合、检波后的低频信号反应了物体移动的速度采用10.525GHz 的微波与采用较低频段波相比有以下优点:1、微波天线发射时具有良好的定向性,因此很容易控制微波探头的作用范围。
2、微波在传输过程中较易被衰减、吸收和反射,遇到墙壁等遮挡物时会被遮挡,因此墙壁等遮挡物外的物体对其干扰很小。