安全管理资讯系统

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,p,*,安全管理資訊系統,電子感測器介紹,Introduction of Electronic Senor,授課老師,：卓世明,1,目標,介紹保全系統中常見的電子偵測器設備,參考書：,谷腰欣司,“感測器”譯者：趙中興(全華書局,2006),Delton T.Horn,“電子保全系統”譯者：張益蜂(全華書局,1995),Michael Khairallah,“Physical Security Systems Handbook-The Design and Implementation of Electronic Security Systems,”Butterworth-Heinemann,Elsevier Inc.,2005,Thomas Norman,“Integrated Security Systems Design-Concepts Specifications and Implementation,”Butterworth-Heinemann,Elsevier Inc.,Jan.2007,2,感測器(Sensor)定義,能將待測物理量或化學量轉換成另一對應可記錄的輸出裝置,有時稱為感應器、偵測器、察覺器、檢測器、傳感器或轉換器等,功能主要用來代替人類感官檢測外界訊息，包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。有些感測器還可偵測人類無法檢測到的外界訊息，如電磁感測,感測器通常會伴隨一控制電路，來比較感測器的變化，用以輸出某一警報信號,3,從人的五感開始談起-1,人體五感（感覺器官）來感受週遭的環境,視覺：眼睛觀察事物是因來感測可見光線,聽覺：用雙耳聽到外來時聲音,觸覺：用皮膚來感觸外來事物實體,嗅覺與味覺：可以用鼻子與舌頭感覺氣味與味道,感受週遭的環境順序第一是視覺，其次是為聽覺、觸覺、嗅覺、最後為味覺。當五感第一個視覺被斷絕時，人體將流失近大半所能獲得的情報，不僅無法清楚地掌握文字與畫面，連自由地行走都將會有困難,4,從人的五感開始談起-2,人體器官,人體感覺,感測器種類,感測器元件實例,目,視覺,光感測器,光導電元件、影像感測器、紅外線影像感測器,耳,聽覺,聲音感測器,麥克風,皮膚,觸覺,振動感測器,溫度感測器,壓力感測器,衝擊感測器,熱敏電組、紅外線溫感器,感壓聚合體,舌,味覺,味覺感測器,氣體感測器、氧化物感測器,鼻,嗅覺,嗅覺感測器,生物感測器,5,感測器(Sensor),感測器種類包括以,物理原理：以金屬元件為主,光(紅外線)、磁力,振動、超音波(距離)、壓力,化學原理：以電位化學量來感測,氣體(瓦斯、一氧化碳等)、離子,溫(溼)度,生物原理：以生物材料為感測元件,醫療、空氣品質之監測,等做為檢出的對象感測器,6,感測器應用 感應照明燈,感測器常伴隨某些裝置組合成一反應系統,感應照明設備含,紅外線感測器,控制電路,照明裝置,控制電路為一,比較器電路,根據比較器輸,出產生燈光開,、關的動作,紅外線感測器,控制電路,輸出裝置:150W 燈光,7,感測器應用 警報系統,警報系統(Alarm System)含,感測器,控制電路,警報輸出裝置,感測器,磁簧開關,控制電路,警報輸出裝置,8,常用保安感測器,警戒/保全用途,磁簧開關(磁力),水銀開關(傾斜)、微動開關,振動開關、玻璃破碎感測器,紅外線溫感器,光遮斷感測器,超音波感測器(遮斷感測器),安全用途,溫、濕度感測器,瓦斯感測器、一氧化碳、酒精感測器,電磁、電流感測器,位準感測器、流速感測器,9,門禁辨識(,Door Identification,),門禁辨識可分成,機械辨識：包含條碼辨識(Bar Code ID)、無線射頻辨識(RFID)、光學辨識(OCR)、手寫辨識、晶片辨識、與其他機械辨識等,生物辨識：包含指紋辨識、膧孔辨識、臉型辨識、靜脈辨識等生物辨識,一般感測器可視為一開關，在電路上容易視為通路(Close)或斷路(Open)，進行處理,。,但門禁辨識使用的感應設備輸出則較為複雜，需要複雜的電路進行資料分析,10,常用保安感測器,警戒/保全用途,磁簧開關(磁力),水銀開關(傾斜)、微動開關,振動開關、玻璃破碎感測器,紅外線溫感器,光遮斷感測器,超音波感測器(遮斷感測器),安全用途,溫、濕度感測器,瓦斯感測器、一氧化碳、酒精感測器,電磁、電流感測器,位準感測器、流速感測器,11,磁簧開關(Reed Switch)-1,或稱門閥開關(Door Switch),警報系統中最常用的開關裝置。此種便宜裝置可做為門窗有效監視裝置,嵌壁式,表面式,12,磁簧開關是含一由磁簧管為主體將機械的動作轉換為通路(close)或斷路(open)之裝置,磁簧管是由二片平行放置低磁滯鐵性簧片，尾部有一小部份重疊形成一間隙。這兩片簧片是被完全密封在一支充入惰性氣體之玻璃管上,若兩簧片平時為斷路(Normal Open;NO)。當有磁場近接，兩片簧片就會因磁場產生密合動作，形成通路,若兩簧片平時為通路(Normal Close;NC)。當有磁場近接，兩片簧片就會因磁場產生分開動作，形成斷路,使用磁石移動作靠近磁簧管就會引動，磁場之靠近或遠離便成此感測器做開關動作,外掛式,磁簧開關(Reed Switch)-2,磁鐵,磁簧管,13,水銀開關(傾斜開關),水銀開關，又稱傾側開關，以一接著兩根電極的小巧容器儲存著一小滴水銀(一般是玻璃管)，容器中多數注入惰性氣體或真空。因為重力的關係，水銀球很容易隨容器中較低的地方流去。水銀本身為導電體,如果平時水銀珠是接觸兩個電極(通路,，Normal Close;NC)，開關傾斜將導致斷路；如果平時水銀珠是不接觸兩個電極(斷路，Normal Open;NO)，開關水平將導致通路,常用於傾斜警報如一般不常移動家電，或震動警報如汽車防盜,玻璃管,水銀球,14,微動開關(Micro Switch),微動開關是一個標準型按鈕開關，用來偵測微小動作。透過一根長而輕的連桿，來壓放按鈕，即使很小的力量也可讓按鈕開、關，因此，又稱精密彈簧動作開關或靈敏開關,如果平時按鈕是一通路(Normal Close;NC)，壓下按鈕產生斷路；如果平時按鈕是一通路(Normal Open;NO)，壓下按鈕產生通路,常用於門窗開起感應，電腦滑鼠也是使用微動開關,玻璃管,水銀球,15,振動開關(Vibration Switch),感應方式又分為光電式感應及機械式感應兩大類，是一種感應靈敏之觸發性感應開關,機械式原理類似水銀開關。一般使用滾珠製成，又稱為滾球開關,。,可分為震動型滾珠開關，傾斜型滾珠開關及離心滾珠開關三種,常用於需震動感應之裝置，如震動感應器、汽車防盜警報,16,玻璃破碎感測器(,Glass Alarm Sensor),玻璃破碎感測器一般使用,導電簧片式震動，利用慣性質量振動引起的電接點通斷來報警的。通常將傳感器粘附在玻璃內側或邊框上。粘附在玻璃上時探測半徑約 2 米左右，環境溫度-25+50。,感測器,可以感應玻璃破碎時產生的 2KHz 左右的振動頻率，對一般的衝擊和震動不予感應,17,關於紅外線,幅射,光的種類：紅外線、可見光、紫外線、,X,射線,蒲郎克定律：,物體只要高於絕對零度(攝氏零下273)都會發出幅射,黑體幅射理論：,自然界中所有物體只要溫度高於絕對零度，其內部原子會因熱擾動而發出電磁幅射，此稱為熱幅射,每一個物體都會放射出紅外線的熱幅射。此幅射量乃是由物體的溫度所控制決定。溫度高的物體所幅射出的紅外線能量就會較溫度低的物體所幅射出的為高,物體自常溫到1000 間產生的主要幅射波長均落在紅外線波段(不可見光)，因此無論是黑夜、白晝，我們周圍到處充滿了肉眼看不到的紅外線影像,18,焦電型,紅外線感測器-1,紅外線感測器可分為,熱型感測器及量子型感測器,。熱型的原理是利用吸收紅外線來感測溫度的變化，,量子型,則是利用半導體的光電效應來感測溫度,熱型,紅外線感測器主要由是利用人體接近溫度變化產生電荷現象，故又名焦電型(Pyro-electric)人體紅外線感測器,熱電型紅外線使用,熱電偶,(鋯鈦酸鉛 PZT 或 鉭酸鋰 LiTaO,3,)來製作。基本原理是熱釋電效應，即元件受熱時，會在受熱面與不熱面兩端產生正負相反的電荷集中。此時在元件兩端並聯的一個電阻會有電流通過，如此等同一電壓訊號。比較電壓高於某個值時，便可知有無人體接近,常用來作防盜報警,、來客,電動門、非接觸開關和,火災警報器等,19,焦電型,紅外線感測器-2,量子型紅外線感測器,原理乃入射光子將半導體中的電子自基態(價電帶)激發至導電帶，產生電壓差(photovoltaic 原理)或電阻變化 (photoconductive 原理),量子型,的感度比熱型的來的好，但價格也比較貴,紅外線感測器的應用用途,種 類,用 途,熱型,火災警報器、呼叫警報器、入侵警報器、門窗感測器、調理器的溫度測定、自動販賣機、一般機器的溫度測定,量子型,人造衛星,、,醫療診斷用,追蹤裝置,紅外線顯微鏡,20,光遮斷感測器(,Photo-interrupter),是一種以光和電子訊號相互轉變之裝置，由一發光與一受光元件組合而成，藉由受光元件感測光線來探知物體之存在為目的之一種電子機械裝置。發光元件一般發出紅外光線，受光元件為一光電晶體(,量子型感測器),，將接收光線轉換成電壓,對射式裝置,：,如發光與受光元件分別為不同裝置時，放於不同地點時，受光於發光方向可容易感應發光存在，此時可視為通路(Normal Close)。當發光與受光之間某一物體進入，光線遮斷，便可視同一斷路,常用來作防盜報警,、來客,電動門和非接觸開關等,發,射,電,路,接,收,電,路,21,超音波感測器(,Ultrasonic),反射式裝置,：,在光遮斷感測器裡，使用到發光與受光元件組合，如發光與受光元件為同位置裝備，受光平時無法感應發光存在，可視為斷路(Normal Open)。當受光收到某一物體之光線反射時，便可視同為一通路。超音波感測器使用此一原理,所謂的超音波，是指頻率超越人類,可聽範圍的音波(約 16KHz 以上)。,超音波反射效果一般優於紅外線,超音波接收器乃單一頻的壓電感,測器，指的是受到音波壓(振動),而產生電壓變化的感測器。,常用來作物體距離量測,、防盜報警,和非接觸開關等,發,射,電,路,接,收,電,路,22,對射式與反射式感測器比較,對射式裝置(遮斷型開關),發射源與接收端不同地點,可使用紅外線、可見光或超音波,紅外線表現效果好(方向性),反射式裝置(反射型開關),發射源與接收端同一地點,可使用紅外線或超音波。超音波表現效果好,接收端感應方式,紅外線、可見光：光能轉電位感應,超音波,：聲波振動感應,23,常用保安感測器,警戒/保全用途,磁簧開關(磁力),水銀開關(傾斜)、微動開關,振動開關、玻璃破碎感測器,紅外線溫感器,光遮斷感測器,超音波感測器(遮斷感測器),安全用途,溫、濕度感測器,瓦斯感測器、一氧化碳、酒精感測器,電磁、電流感測器,位準感測器、流速感測器,24,溫度感測器-1,常用溫度感測元件包括,熱敏電阻(Thermally Sensitive Resistance),熱電偶(,焦電型元件),感溫 IC,電阻式溫度感測器(Resistance Temperature Detector),感測器,原理是將,感測元件偵測到的,溫度變化轉為電阻變化，再以電壓方式輸出。因此，控制電路可以設計一電流比較器來取得溫度值,熱敏電阻：為對溫度十分敏感之電阻體，,亦稱作熱阻體(Thermistor)，此種元件在,溫度改變時內部電阻值會產生變化,25,溫度感測器-2,熱電偶(,Thermocouple),：,使用二種不同性質金屬端點接觸連成一閉迴路。不同種類金屬擁有自由電子數不同，當溫度改變會造成接觸面之自由電子運動而使金屬間產生電位差。當兩端溫度相同時，端點所產生之熱電動勢相同，故迴路中不會有電流；若兩端間存在溫度差，導致熱電動勢大小不同而產生一電流由高電動勢往低電動