[發(fā)明專利]紅外激光對射光墻式入侵探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210162508.2
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102651158A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹民
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G08B13/183
• 分類號: G08B13/183
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種安全防范用入侵探測裝置，尤其是采用平行傳輸且光強均勻分布的紅外激光光墻以對射方式布防的紅外激光對射光墻式入侵探測器。

背景技術(shù)

在區(qū)域安全防范領(lǐng)域，采用紅外ＬＥＤ多光束對射（一端發(fā)射一端接收）方式來實時監(jiān)測光束阻斷并發(fā)送報警信號的普通紅外對射式入侵探測器已得到廣泛應(yīng)用，由于普通光源存在穿透能力低、發(fā)射功耗高等固有缺陷，造成現(xiàn)有產(chǎn)品普遍存在探測距離短、能耗偏高、性能不穩(wěn)定、誤報率和漏報率均偏高等諸多缺陷，很大程度上限制了該類產(chǎn)品的全面普及。考慮到激光是一種受激輻射產(chǎn)生的高亮度定向能束，較自發(fā)輻射產(chǎn)生的普通光源具有方向性好、單色性好、強相干性、發(fā)散角小、能量密度大、穿透力強（基本不受雨、霧、雪、沙塵等影響）、抗干擾性好（基本不受陽光、燈光、雷電、電磁波等干擾）、電磁兼容性好（光通路抗電磁干擾能力強，對外界不產(chǎn)生電磁干擾）等優(yōu)點，因此特別適用于長距離、惡劣環(huán)境、狹窄光通道的入侵探測場合。故為克服現(xiàn)有普通紅外對射探測器的諸多缺陷，采用紅外激光作為發(fā)射光源是一種較理想的解決方案。

然而，現(xiàn)有的紅外激光入侵探測器仍沿用普通紅外對射探測器的紅外ＬＥＤ多光束對射原理，產(chǎn)品性能上相對傳統(tǒng)探測器并無明顯優(yōu)勢，在安裝、使用和維護(hù)方面依然存在如下問題：

1）在小目標(biāo)入侵探測場合，光束數(shù)量、漏報率、可靠性和成本之間存在不可避免的矛盾（若漏報率要求越低，所需光束數(shù)量就越多，系統(tǒng)可靠性就越低，制造、安裝和維護(hù)成本相應(yīng)也越高）；

2）由于僅能探測入侵目標(biāo)阻斷的光束數(shù)量及次序，無法準(zhǔn)確換算投影長度及變化，因而不便于防干擾智能識別入侵目標(biāo)；

3）在遠(yuǎn)距離入侵探測場合，發(fā)射端出光功率密度要求較大，通常難以滿足國家強制性標(biāo)準(zhǔn)之防護(hù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

為彌補現(xiàn)有紅外激光多光束對射式入侵探測器的諸多不足，本發(fā)明提供了一種紅外激光對射光墻式入侵探測器，能通過紅外激光對射光墻、發(fā)射功率自適應(yīng)調(diào)節(jié)和入侵目標(biāo)智能識別算法等手段，顯著降低入侵探測器的誤報率和漏報率。

一種紅外激光對射光墻式入侵探測器包括發(fā)射端及接收端組成，發(fā)射端包括激光發(fā)射電路、半導(dǎo)體激光器、光強發(fā)射光路、對光調(diào)整部，激光發(fā)射電路對半導(dǎo)體激光器傳達(dá)信號使得半導(dǎo)體激光器發(fā)射紅外激光，光強發(fā)射光路包括接受紅外激光并紅外激光均勻擴(kuò)散為扇形光束的一字透鏡，把扇形光束準(zhǔn)直為平行光束的發(fā)射端菲涅爾透鏡，消除平行光束中的雜散光的第一消雜散光闌，調(diào)整發(fā)射端發(fā)出的光束使得接收端能夠接收光束的對光調(diào)整部；接收端包括：接收發(fā)射端發(fā)射過來的所述光束并對所述光束進(jìn)行紅外濾波的紅外濾光片；使得光束準(zhǔn)直為相互平行光束的第二消雜散光闌，接受相互平行光束并感應(yīng)相互平行光束的強度的傳感部；判斷部能夠接收傳感部所感應(yīng)的光電信號并根據(jù)光電信號判斷是否有阻礙發(fā)射器與接收器之間的光束傳播的入侵目標(biāo)，當(dāng)判斷部判斷有入侵目標(biāo)時，接收端發(fā)出越界報警信號。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以具有這樣的特征：一字透鏡為鮑威爾棱鏡。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以具有這樣的特征：傳感部包括接收相互平行光束并將相互平行光束聚焦到一個焦點上的接收端菲涅爾透鏡；以及感應(yīng)焦點上的光電信號并將光電信號傳送給判斷部的光電傳感器。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以具有這樣的特征：傳感部為光電傳感器陣列。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以具有這樣的特征：通過改進(jìn)設(shè)計發(fā)射端菲涅爾透鏡，可使扇形光束經(jīng)發(fā)射端菲涅爾透鏡后形成中間平行、側(cè)面向外擴(kuò)散的光束，從而方便對光調(diào)試和減少因外界擾動引發(fā)的誤報。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以包括：

發(fā)射功率自適應(yīng)調(diào)節(jié)部，在外界干擾工況下接收端的信號強度或信噪比發(fā)生逐漸減弱、影響入侵目標(biāo)的準(zhǔn)確識別時，接收端向發(fā)射端發(fā)出控制指令對所述半導(dǎo)體激光器的發(fā)射功率進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使所述接收端的信號強度或信噪比維持恒定。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供的紅外激光對射光墻式入侵探測器還可以具有這樣的特征：判斷部采用入侵目標(biāo)智能識別算法的原理是發(fā)射端老化光衰后半導(dǎo)體激光器的發(fā)射功率自適應(yīng)調(diào)節(jié)范圍受限，在外界干擾工況下接收端的信號強度或信噪比會逐漸減弱，為避免影響入侵目標(biāo)的準(zhǔn)確識別并防止對非入侵目標(biāo)的誤報警，須滿足目標(biāo)入侵時接收端信號強度的衰減速率高于門限值、越界報警時接收端信號強度的衰減比率低于門限值兩個條件，才能觸發(fā)越界報警輸出。