감지기(방범용)

[요녕중의대]

 방범용 감지기

1. 개요 : 기계경비 시스템 구성요소 중 가장 중요하고 기본적인 장치

- 사람 - 오감 감지기 - 센스

- 감지기 - 기계이기 때문에 24시간 세밀한 부분까지도 감지

가. 응용분야에 의한분류

1) 방범용 - 침입을 인지하기 위한 목적

2) 방재용 - 화재발생을 인지하기 위한 목적

나. 감지원리에 의한 분류

1) 光學적 - 빛의 성질 이용한 감지원리(적외선․열선․연기감지기)

2) 電磁적 - 자력(자석․셔터감지기)

3) 力學적 - 힘의 세기, 무게, 장력(장력․충격․유리감지기)

4) 熱學적 - 온도의 변화, 열을 이용(열선․화재감지기)

5) 化學적 - 물질의 성질․근성․구조 및 그 변화를 이용한 감지기(열선․가스누설감지기)

다. 감지대상에 의한 분류

1) 빛 - 적외선감지기(투광기, 수광기), 열선감지기

2) 자력 - 자석감지기, 셔터감지기

3) 열 - 화재감지기

4) 충격 - 진동감지기, 유리감지기

라. 적용형식에 의한 분류

1) 능동형 : 스스로 작동하여 다른 작동 영향을 미친다(적외선․초음파․셔터감지기)

2) 수동형 : 다른 것으로부터 작용을 받아 작동(유리․음향․장력․열선․충격감지기)

마. 출력형식에 의한 분류

1) 무전압 접점(Relay방식) : 방범용 감지기, b or c 접점으로 출력되는 감지기

2) 아날로그 , 디지털 방식

바. 송신방법에 의한 분류 : 유선감지기, 무선감지기

사. 감지구역에 의한 분류

1) 점경계 : 자석․셔터 감지기

2) 면경계 감지기 : 열선․장력․유리․적외선감지기

3) 입체경계 감지기 : 입체타입 열선감지기, 초음파감지기, 음향감지기

아. 감지기 구비조건

1) 선택도

2) 감도 : 감지대상 측정치의 인식민감도

3) 안정도 및 복귀도

2. 방범용 감지기(자석․적외선․열선․셔터․유리파손․초음파․마이크로웨이브감지기)

가. 자석감지기

- 컨트롤러 or 전원장치에서 공급하는 DC전원이 필요없는 감지기(자석․유리파손감지기)

1) 점. 경계를 가지고 있는 자력의 변화를 이용한 감지기

2) 리드스위치구조 : 리드스위치 양접점에 유기된 N극 S극의 자기흡인력에 의해 흡입하는 접점을 이용

3) 불활성 가스와 함께 봉인한 자기 구동형 스위치

4) 출입문, 셔터, 창문

5) 리드 스위치를 기준으로 좌, 우는 5mm ~ 7mm 상 . 하는 15mm 이내 유지

6) 설치시 주의 사항

① 철문에 사용할 경우- 자석부착면에 Spacer를 부착 설치

② Reed 스위치 부와 자석과의 간격 좌. 우 5mm 이내 상하 15mm 이내

③ 공공 이용하는 장소 자석 감지기 설치 피하는 것이 좋다.

④ 창문에 설치하는 경우 - Stoper(착암기)를 설치한다.

7) 결선방법(그림 교재 p154)

- a접점 전기석 감지기 :

- b접점 전기석 감지기 :

- c접점 전기석 감지기 :

- bac접점 전기석 감지기 :

8) 감지기 사용되는 자석(영구자석)의 종류

- 알리코 자석 - 높은 경도를 가지고 있는 장점

- 페라이트 자석 - 가장 광범위하게 사용되는 자석

- 희토류 자석 - 자력은 가장 강하지만 잘 부서지는 단점

나. 적외선감지기

1) 개요 및 특성 : 투광기와 수광기로 구성

- 파장은 근적외선 . 중간적외선. 원적외선

- 파장 : 근적외선- 0.72 ~ 1.5㎛

- 가시광선은 위에 있어 보이지 않다.

- 눈에 보이지 않으며 파장이 가시광선보다 짧다.

2) 적외선 감지기 구성

- 적외선 감지기는 투광기와 수광기로 구성

- 투광기, 수광기가 한군데 있는 반사형 : 옥내형

- 투광기, 수광기가 별개로 있는 대향형 감지기 : 옥외형

- 대향형은 투광부와 수광부 사이에 침입자가 들어왔을 때 적외선광이 차단되는 것을 감지하도록 되어 있다.

3) 적외선 투광과 수광

가) 투광

① 적외선 감지기의 투광기에서 투광하는 근적외선 투광소자는 파장이 0.94 나 0.84㎛에 최대치를 가진 적외선 발광다이오드를 사용

② 소형, 경형, 견고, 저전압, 저전력과 수명이 길고 신뢰성이 높으며 가격이 저렴

③ 각종 인공광원과 구별을 하기 위해 펄스파형 투광이 필요 고속응답성이 우수

나) 수광

① 적외선 발광다이오드에서 투광된 근적외선을 검출하는 수광소자는 photo Diode 나 포토 트랜지스터를 사용

② 큰 폭으로 번지게 되면 적외선 양은 적은 반면 분포는 넓어진다.

- 포토다이오드 포토트랜지스터 날아오는 적외선을 오목렌즈를 통해서 모아주는 효과

다) 투광파형 : 태양, 달 등 자연상 빛인지 수은등과 같은 인광 광원인지 구별코자 투광기에서 투광하는 적외선에 특수한 파형처리를 한 펄스파형의 주파수로 식별

라) 적외선 확산 : 투광기에서 투광한 적외선을 확산하여 투광하거나 렌즈나 반사경을 이용하여 집광을 한다

4) 오보대책

가) 외란광 오보 : 자연상의 외란광, 인공 외란광

※ 햇빛, 번개, 수은등, 자동차 헤드라이트가 대표적인 외란광으로 근적외선이 포함되어 있다.

나) 소동물(쥐, 고양이)에 의한 오보 : 물체의 크기와 감지 응답속도로 구별, 보통 스위치나 볼륨으로 50-70ms정도 가변

- 행동별 감지 응답속도 : 전력질주 50㎳, 천천히 뛸때 100㎳, 속보 200㎳, 보통걸음 300㎳, 기어다님 500㎳

다) 자연환경에 의한 오보 : 눈이나 비 안개 눈으로 보이지 않을 정도 심하면 영향을 준다.

라) 투,수광기의 광축 미조정에 의한 오보 : 광축을 정확히 맞추었어도 시간이 지나 진동에 의해 서서히 광축이 틀어지거나 전압변동에 의해 오보 발생

마) 서리에 의한 오보 : 감기지 커버에 발생되어 오동작

바) 광의 간섭 : 다른 구간 투광기의 적외선을 수광기가 수광하여 침입하여도 감지되지 않은 경우가 있다.

5) 설치거리와 감도여유

가) 옥내반사형 : 사용거리 5~10m, 감도여유 4배이상

나) 옥내대향형 : 사용거리 10m 이상, 감도여유 4~25배

다) 옥외대향형 : 50m 이내 감도여유 25 ~100배

라) 옥외는 환경이 열악하여 적절한 거리유도를 고려

6) 적외선 감지기 설치 예

가) 반사형감지기 : 반사경은 실내형으로만 사용, 최대설치거리는 10m 이하

나) 담장 위 설치 : 담장 위에서 감지기까지 설치 높이는 30cm~40cm 정도에 설치

- 고양이 등의 오작동 막기 위해 담장라인에서 외부쪽 경계선에 설치

다) 내부창문에 설치 : 창문틀에서 30~40cm 정도 설치

라) 통행규제용 설치 시 1단(정원. 내부 규제) : 설치높이는 지면에서 50~60cm

마) 외곽 내부 규제용 설치시(정원) : 50~60㎝

바) 교차 경계설치 : 광의 간섭을 막기 위해 투. 수광기의 위치를 잘 선정

사) 비탈진 장소의 설치 : 낮은 곳에 투광기를 설치, 높은 곳에 수광기를 설치

다. 열선감지기(=적외선 수동센서, ) 

1) 개요 : 열선에 의해 감지, 침입자의 체온에 방사되는 원적외선을 감지

- 열선감지기는 수동형 적외선감지기로 적외선을 주고받는 형태가 아니고 수동적으로 받기만 하는 방식

- 열선감지기의 원적외선을 집광하는 광학계는 알루미늄, 크롬의 광택금속을 증착 도금한 반사경이나 폴리에틸렌 수지로 만든 프레렐렌즈를 이용하여 집광한다.

- 열선감지기는 ‘충격․전자파․온도’ 등에 영향을 받지만 ‘자력’에는 영향받지 않음

2) 동작원리

- 인체로부터 나오는 원적외선 파장은 유리를 통과하지 못한다.

- 적외선감지기의 투광기에서 발생하는 강한 적외선은 유리를 관통할 수 있다.

- 열선감지기의 동작전원은 일반적으로 DC 12V를 외부 전원장치에서 공급받아 동작한단

가) 절대영도 K - 플랭크의 방사법칙

나) 사람 - 10㎛ 원적외선 감지

3) 감지이론

가) 폴리에틸렌 수지 통과 (파장대역 10㎛ 정도의 원적외선을 잘 투과하는 물질은 폴리에틸렌 수지이다)

나) 감지기 타입 - 면타입, 입체타입, 스포트 타입

4) 감지기구성

가) 감열소자 : 원적외선을 수광하는 초전소자

나) 필터 : 원격 센싱에 필요한 7~14㎛ 파장 외의 불필요한 파장 제거

다) 광학계 : 원적외선을 집광하는 프레렐렌즈 또는 반사경

라) 처리회로 : 감열소자로부터 나오는 전기신호를 증폭하고 처리하여 검지신호를 출력

5) 동작원리 : 센스로부터 멀어질수록 감지표면은 더 커진다.

6) 오보대책

가) 자연 발생적 온도변화 : 초전 검출기

나) 복수의 초전검출기

다) 카운트방식

7) Znoe 구성형태

가) 감지기 설치시 주의사항

* 열선감지기 설치 높이는 2.5m가 적합

* 동일구역, 동일사물을 비출 수 있도록 설치

* 환경변화 고려 설치

* 흔들리는 물체 적재하지 않도록 주의

* 배선구명으로 벌레가 들어오지 못하도록 스폰지로 막는다.

* 설치 후 워킹 테스트 한다.

8) 열선감지기 관련이론

가) 능동과 수동감지기

가) 열전달(한쪽에 있는 열을 다른 쪽으로 이동하는 방법)

* 전도 : 쇠붙이를 달구면 손끝이 뜨거워진다.

* 대류 : 뜨거운 공기가 아래에서 위로 올라가는 것

* 방사 : 흡수된 열을 방사는 것

9) 열선감지기결선도 

라. 셔터감지기

 1) 자석식 셔터감지기

가) 리드 스위치형 : 자석감지기 원리와 같고 동작거리는 최대 60mm이다

나) 자기 저항형 : 자기 저항소자의 전계에 의하여 저항치가 변화하는 특성을 이용한 감지기로 감지 동작거리는 100mm이내

다) 자기 변조형 : 자기검출소자를 사용하여 자력에 의해 전압이 변화하는 특성을 이용한 감지기로 감지 동작거리는 120mm

라) 홀소자형 : 자전 변환소자로서 자계를 감지하여 전압으로 변환하는 방식으로 감지 동작거리는 120mm이다

2) 적외선식 셔터감지기

* 반사형과 같은 타입의 원리로서 투광기와 수광기가 일체로 된 본체와 투광된 적외선을 같은 방향으로 반사시키는 반사Sheet로 구성되어 있다.

* 반사시트는 적외선이 들어오는 방향으로 반사하는 성질이 있다.

* 감지기의 투광기에서 셔터면에 10~15° 정도의 각도로 투광하여 셔터가 내려진 상태에서 반사시트에 반사하면 수광기로 수광하여 세트 상태로 된다.

* 셔트가 올라가면 반사시트도 같이 올라가 투광된 적외선이 반사되지 않아 감지가 된다.

* 감지기와 반사시트의 설치가능 거리는 50~400mm 정도이고 감지기의 투․수광 창면이나 반사시트가 먼지 등에 더렵혀 있으면 적외선의 감쇠로 오작동하는 경우가 발생되어 정기적인 청소가 필요

* 셔터가 바람에 흔들려 순간적으로 오작동 되는 것을 막기 위해 감지 응답속도를 적외선 감지기의 1~ 3sec 정도 설정할 수 있다.

3) 오보 대책

가) 자석식 셔터감지기 : 셔터의 흔들림에 의한 오작동을 막기 위해 감지응답속도를 1~2초로 설정할 수 있다.

나) 적외선식 셔터감지기 : 감지응답속도를 1~3초 정도 설정, 소동물에 의한 광축이 차단되는 경우 오동작을 막기 위해 복수로 And 결선을 설치

4) 설치시 주의사항

가) 셔트를 들어 올리지 않고 파손하여 침입하는 경우 감지할 수 없는 감지기임을 고려하여 설치

나) 적외선식과 자석식을 장소에 따라 특징을 고려하여 설치환경에 적합하게 적절한 것을 선택(적외선식은 대형문이나 셔터, 자석식은 공장이나 증기, 수분, 먼지 등이 많이 발생하는 장소에 설치)

다) 적외선식 경우 반사시트 밑부분으로는 반사가 되지 않도록 광이 나지 않는 페인트를 칠한다.

라) 감지기 설치 위치는 셔터면의 안쪽 상단에 설치

마. 유리파손감지기

1) 부착형 유리감지기(감지기를 유리창에 직접 부착, 깨질 때 진동 감지)

가) 압전체

* 주요재료 : SiO2(수정), PZT4(티탄산 지루콘산역)

* 파열음(고주파)음향 감지기

나) 설치시 주의사항

① 감지기는 유리창 안쪽의 하단에 설치한다 (5cm)

② 감지범위는 감지별로 차이는 있으나 보통 반경 1 ~ 2m 정도이다.

③ 유리감지기는 탈락시 감지할 수 없고 탈락이 되어도 알 수가 없으므로 부착시 접착제로 부착하고 수시로 점검

④ 유리면에 썬팅이나 필름이 부착된 유리는 부착면의 필름을 오려내고 부착

⑤ 열리는 창문에 설치시는 창문을 열 때 창문에 의해 감지기가 탈락 되지 않도록 Stopper(제거 장치)를 설치

2) 음향감지기 : 유리에 부착하지 않고 유리창 정면의 천정 또는 벽면에 설치, 깨질 때 나오는 높은 주파수를 감지

가) 특성

* 파괴음을 청취함으로써 감지기

* 유리가 완전히 파손될 때 발생하는 주파수는 대략 15Hz ~ 100KHz이며 유리의 종류와 부착된 장소에 등에 의해서 약간의 차이가 있다.

* 파괴될 때 외부의 충격음, 굴절음, 파열음 등이 매우 짧은 시간에 발생되며 이러한 음을 복합음이라 한다.

* 감지지역 범위는 다소 차이는 있으나 5m ~ 8m 이내 설치

나) 설치시 주의사항

① 주변에 고주파 성분의 음이 발생하는 것이 있는 지를 확인

② 교통량이 많은 도로, 철도, 프레이스공장 등의 유. 무 파악

③ 감지지역 내에 초음파를 발진하는 기기와 같이 설치하는 것은 피한다.

④ 실내에 파이프셔터와 같은 형태로 구분되어 있는 장소도 설치해서는 안된다.

⑤ 감지대상 유리창 앞 커튼에 가리어져 있거나 필름 등으로 코팅된 경우는 유효 감지거리가 50% 까지 단축될 수 도 있다.

바. 초음파감지기 (도플러 효과를 이용한 감지기)

1) 실내에서 입체적으로 경계할 수 있는 감지기

2) 열선감지기로 활용할 수 없는 지역

3) 실내 방범용 - 투파. 수파 한 감지기에 갖고 있다

4) 동작원리

* 적외선 감지기와 유사하지만 적외선 감지기는 반사판을 두고 적외선이 반사되면 수광부에 인식되어 정상․차단․침입 파악하나 초음파 전파를 이용한 전파의 반사를 이용한 감지기들은 반사판 없이 감지

* 투파부에서 전파를 발사하게 되면 평소에는 닿는 면적에 반사되어 돌아오는 주파수의 양이 일정하나 침입자가 지나가게 되면 주파수가 돌아오는 양이 급격한 변화하는 것을 감지 동작하는 원리로 구성

* 주파수 25KHz 사용

* 주파수가 반사되어 돌아오는 양 효과 - 도플러 효과

* 감지범위 : 폭이 약 7.5m 거리는 약 10m 정도 : 실내형 초음파 감지기 영역

5) 오보대책

* 초음파 감지기는 열선감지기와 비슷한 입체적인 감지기인 하지만 열선감지기는 측면으로 가로지르는 침입자 유리, 초음파 감지기는 정면으로 들어오는 침입자가 효과적

사. 마이크로웨이브 감지기

- 마이크로(일반적 주파수 10GHz 대역과 24GHz)를 발신해 침입자의 움직임과 물체의 이동을 도플러 효과에 의해 감지하는 방식

아. 진동감지기 : 기계식 감지기, 동작 전원이 필요없음

자. 감지기 이용한 각종 효과

1) 초전효과 : 온도의 급격한 변화에 의해 전압이 발생하는 성질을 초전성이라 하고 이러한 초전성을 표시하는 현상을 초전효과, 초전성이 나타나는 물질을 초전체라 한다(열선감지기, 티탄산연, 티탄산바리움, 티탄산지루콘산연)

2) 압전효과 : 물체에 힘을 가하면 신축한 순간에 전압이 발생하는 현상(유리감지기)

3) 광기전력효과 (적외선감지기)

- 금속과 반도체에 전류를 흘리고 자장을 가하면 기전력이 발생

- 빛과 물질의 상호작용 결과 물질의 전기적 성질이 변화하거나 물질에 가해진 전기에너지가 빛으로 변환하는 현상

4) 홀 효과

5) 열전효과 : 두 개의 다른 도체로 구성된 폐회로에 있어서 그 접촉부에 온도차를 주면 이 폐회로에 열전류가 흐른다.

6) 자기저항효과 : 자장을 가하면 소자의 전기저항이 증가

7) 도플러 효과 : 움직이고 있는 물체에 음파, 전파 등 이른바 파동을 방사하면 그 반사파는 원래의 주파수보다 높거나 아니면 낮은 주파수로 돌아온다.

차. 장소별 설치 감지기(방범용)

1) 창문 - 자석감지기, 유리감지기, 적외선감지기, 음향감지기, 충격감지기

2) 문 - 자석감지기

3) 셔터 - 셔터감지기

4) 실내공간 - 열선감지기, 초음파 감지기, 적외선 감지기, 마이크로웨이브 감지기

5) 금고 - 금고감지기, 충격감지기

카. 형태별 설치감지기

* 부분(점) 경계 : 열선감지기, 자석감지기, 셔터감지기, 진동감지기

* 면 경계 : 열선감지기, 다단형적외선감지기

* 선 경계 : 적외선 감지기, 열선감지기, 마이크로웨이브감지기

* 입체경계 : 열선감지기, 초음파감지기, 마이크로웨이브감지기, 음향감지기

[성공하자]

기계핵심요약 감사드립니다.....^^

[피닉스 kim]

좋은자료 감사합니다

[백호랑이]

감사합니다