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施耐德电气(中国)有限公司 李 敏
随着节能建筑与绿色建筑在中国国内的推广，更多的节能应用方案应运而生。其中用于楼宇照明的节能化产品越来越多得出现在我们的周围。人体移动感应器、亮度感应器等各种感应器不仅仅大量地应用到新建的楼宇中，在大量的节能改造型楼宇中，感应器也扮演着重要的节能角色。本文着重分析人体移动感应器技术在照明控制领域的应用，希望对于人体感应器产品在节能楼宇中的应用能起到一定的参考作用。
关键词：人体感应器、照明、节能、控制、红外感应器、超声波感应器、微波感应器
人体移动/存在感应器分类：
被动红外(PIR)：
PIR它是一种被动式的红外线探测元件，配合透鏡的聚焦及折射处理，将探测到的红外线(带有热源的移动物体)信号传送至PIR后，PIR将输出微弱变化的电子信号，再透过后续电路的信号处理输出控制，让负载可以自动的开或关，通常使用继电器进行负载的开关操作。
超声波：
其原理是利用超声波的多普勒效应，即探头发射超声波，在物体表面反射回来，若物体是静止的，则反射的频率是 不变的;若物体是运动的，则反射的频率会发生变化，接收头将接收回來的信号与发射的信号频率作比较，从而作出有无物体运动的正确判断。
微波(高频电磁波)：
同样是利用超声波的多普勒效应来设计;电磁波都有反射的特性，当一定频率的电磁波碰到阻挡物的时候，就会有一部分的电磁波被反射回來。如果阻挡物是静止的，反射波的波长就是恒定的，如果阻挡物是向波源运动，反射波的波长就比波源的波长来得短;如果阻挡物是向远离波源的方向运动，反射波的波长就比波源的波长来得长。波长的变化，就意味着频率的变化。以此技术基础形成一个无形的磁场，当有移动物体在此空间移动时，改变磁场的频率信号，再经过电路的放大及比较，控制负载的开关。
感应器的特性比较
对于这几种人体感应器的各自性能特征，其应用功能优缺点也十分明显：
被动红外感应器：此类产品功能简单，应用地最多，安装方便，性能较稳定。但是由于是探测红外线信号，所以比较容易受到环境温度的影响，在高温气候条件下，由于环境温度与人体温度接近、甚至更高，所以感应器难以探测出人体移动的信号，灵敏度大大降低。另外在室内安装时，遮挡物如：植物、办公桌隔板、资料柜等都会影响红外感应器的探测灵敏度。
超声波感应器：适用在有较恶劣环境的地区 (如: 高温, 潮湿)及有较多的障碍物 (如隔板,、屏风) 存在的空间。因这些会使红外感应的灵敏度降低，而产生不正常的动作. 而超声波相对于红外不受温度、湿度及障碍物的影响， 故可以取代 红外感应器用在上列环境中. 。但是超声波很容易受到气流以及噪声的影响而导致误动作, 但红外感应器不易受这些因素的干扰。现在产生了将超声波与被动红外技术集于一身产品：双鉴感应器，这种感应器兼备了两种感应器的优点，互补技术缺陷，可以提供更精确的监测，大大降低误动作的几率。
微波(高频电磁波)：它的特点是覆盖面积大，温度范围宽，微波的穿透力强，仅受少数物质影响(如金属)，所以可以安装在灯具内，不易受环境因素如风，灰尘，噪音，湿气等的影响。受干扰性底，很适合恶劣的环境使用。但其穿透能力強,可穿透很多非金属材料：如木板，玻璃，普通的砖墙。所以使用安裝時要特別注意避免误动作。
感应器的应用分析
针对各类感应器的特性，不同功能的感应器对环境的依赖度也不尽相同，多以在实际应用中也应因地而异。下面就探讨下各类感应器实际的应用。
红外感应器在三类感应器中是现在应用最多的，无论在商业建筑、民用建筑中都可以看到此类感应器。对于红外感应器来说一般有三个参数决定感应器的工作状态：亮度值、探测范围(灵敏度)以及延时时间。在普通的红外感应器上一般用旋钮电位器调节这三个参数。其中，亮度值的设定直接决定了感应器工作的限定值。一般晴天在有玻璃窗的办公室室内，桌面最高照度可达到为1400Lux~1600Lux。但是实际感应器安装高度会有所不同，同时不同办公室窗户的尺寸形状也有所区别，这样感应器探测的实际照度就会有所区别。
理想状态下，实际探测值与桌面亮度值相同
通常情况下，实际探测值低于桌面亮度值
最理想的感应器亮度设定方法是：当桌面实测照度达到标准值(如400Lux)时，探测感应器安装位置的照度，根据此照度调节感应器的亮度值旋钮。但是往往在实际工程中很难对整栋办公楼各个位置进行精确的照度测量;而且即使测量到需要设定的亮度值，感应器的旋钮电位器也不能很精确的定位到所需亮度值。
鉴于这种复杂的光亮度环境情况，现在在市场上出现了带红外遥控器的感应器产品，通过红外遥控器可以记录当前的亮度值。当桌面实测照度值350Lux时，通过遥控器通知感应器自动记录此时的感应器测量值，并将此作为今后的触发限值;感应器工作时，只要桌面照度低于350Lux时，就会自动打开灯光。这样既能解决了感应器实际亮度测量的问题，又解决了旋钮电位器定位不准确的问题。
对于感应器的延时时间，应后期人流的情况为依据。走廊过道人流量较高，探测反应度高，延时时间可略短(2-5分钟);办公室、会议室的人流量较低，人体活动较少，为了保证区域的照明延续性，延时时间应略长(5-15分钟)。
红外感应器建议安装在人体移动较大的区域，例如走廊、过道、楼梯区域等等。考虑红外感应器的感应原理，红外感应器的安装位置因尽量避免与人体移动的轨迹在同一条直线上，切勿安装在门或入口的正中央，应安装在门或入口的侧面，并避免靠近热源(加热器、机柜等)。
红外感应器安装位置示意
超声波感应器由于探测灵敏度高，较易产生误动作，所以一般很少独立应用。现在将超声波与被动红外技术集于一身产品双鉴感应器是较好的人体感应产品。双鉴感应器集合了两种感应器的优点，同时互补了技术方面的缺陷。双鉴感应器除了亮度值、探测范围(灵敏度)以及延时时间三个参数值之外，还具有超声波/红外工作状态选择以及气流补偿功能选择。
超声波/红外工作状态选择主要为了能在不同的应用空间选择适合的感应触发条件。可以选择单红外、单超声波、红外 超声波以及红外/超声波工作状态。对于灵敏度要求极高的场所可以选择红外/超声波状态，无论是红外探头还是超声波探头探测到人体移动信号，均会开启负载，当然相对的误动作也较高。选择红外 超声波状态，就可以很好的降低误动作率，只有当红外与超声波同时探测到人体移动时才打开负载，一旦打开负载后，只要红外或者超声波任意一种探测器探测到人体移动时，延时时间将重新计算，确保在有人时，不会因探测精度不足频繁的开启/关闭照明等负载。
红外/超声波状态选择旋钮
双鉴感应器可以安装在多种室内区域，例如办公室、会议室、茶水间、卫生间等等。双鉴感应器的气流补偿主要是为了避免环境气流影响超声波探测器的产生误动作，但是使用该功能会降低感应器的探测灵敏度。为了避免气流对感应器直接的影响，在室内安装时，双鉴感应器或者超声波感应器安装应离开空调出风口或者窗口大于2米的距离。并且在40米的空间不可有其它频率的超声波，避免相互干扰。且两个同样的产品间隔要大于6米，避免超声波发生干涉。
超声波感应器安装示意
探测范围：
双鉴感应器安装应用示意(教室)
双鉴感应器安装应用示意(走廊)
微波(高频电磁波)感应器同样有三个参数决定感应器的工作状态：亮度值、探测范围(灵敏度)以及延时时间。它在照明领域使用相对较少，但是在ATM机、安防以及感应门等领域已有广泛的应用。考虑其穿透性，可以安装在环境恶劣且空间较大的区域，如仓库、数据中心机房等，安装时尽可能不要安装在木板楼板以及墙面，不宜安装在室外，会受下雨，下雪影响产生误动作。同时金属对微波有反射，折射作用，感应器安装时应避免靠近的金属门或墙。由于其穿透性的特性，现在也有微波感应器与灯具结合的做法，实现单灯的感应控制。
通过以上的分析，可以看到不同的感应器因其不同的特性适用于不同的楼宇环境，不同的参数设置以及安装位置，也对感应器的灵敏度及实际应用的优劣有着巨大的影响。感应器的现场设计对于后期的应用有着举足轻重的作用，而且往往错误的参数设置与安装设计会导致感应器的误动作，甚至导致最终感应器的应用失败。在更多的情况下需要根据建筑及控制区域的特点，酌情选择合适的感应器产品，合理的安装位置，恰当的参数设置，这样才能够真正得达到节能的效果。