博物館的展柜安防探測手段和探測器類型的分析

郭旋

摘 要：隨著博物館的迅速發(fā)展，其展覽形式和展覽內(nèi)容決定了對展覽中展柜安防手段的要求逐漸提高。通過介紹目前較為常用的幾種展柜探測手段并分析其性能和使用方面的優(yōu)劣，總結(jié)了不同展覽形式和內(nèi)容需要使用的展柜安防探測手段。

關(guān)鍵詞：展柜安防；博物館；文物防護(hù)；報(bào)警探測

中圖分類號(hào)： X924 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）15-93-2

1 博物館展覽的形式和內(nèi)容對展柜安防提出的需求

博物館不但是一個(gè)公益性的學(xué)習(xí)教育場所，也是一個(gè)文化的殿堂和歷史的濃縮。截至2014年，全國博物館數(shù)量達(dá)到了4510家，其中80%為免費(fèi)開放博物館。2014年全年全國文物機(jī)構(gòu)共安排基本陳列9996個(gè)，比上年增長19.1%；其中博物館接待觀眾71774萬人次，占文物機(jī)構(gòu)接待觀眾總?cè)舜蔚?5.2%。而隨著2015年1月14日國務(wù)院通過《博物館條例》，博物館的發(fā)展將得到進(jìn)一步的規(guī)范和促進(jìn)。

博物館的繁榮發(fā)展同樣對于展覽形式和展覽的安防措施提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)和新的挑戰(zhàn)。對于博物館來講，其本身的功能是使觀眾貼近展品，貼近文物而學(xué)習(xí)歷史、感受文化洗禮的過程，這就需要展品盡可能的融入于展覽形式和整體內(nèi)容當(dāng)中、需要展品與觀眾近距離的接觸。然而這些展品通常是珍貴的文物，而文物具有不可再生性，一旦損壞造成的將是無法挽回的嚴(yán)重?fù)p失。一方面文物本身需要一定的特殊保管環(huán)境和手段，比如字畫、木器、漆器、青銅器等展品就要有嚴(yán)格的溫濕度和照明限制條件，只有在這種保管環(huán)境中文物才不會(huì)受到環(huán)境的侵蝕而老化損毀；另一方面，文物也需要防盜和防止不文明觀眾觸摸損毀的情況發(fā)生。而展柜也就成了最常用的防范手段，因此如何做好展柜和安防工作就成為了博物館工作的重要內(nèi)容之一。

通常來講，博物館的安全防范手段無外乎三種：物防、人防和技防。使用展柜屬于物防，而展柜內(nèi)安裝使用何種探測報(bào)警設(shè)備屬于技防的范疇。然而無論何種防范手段，其最終的目的都是首先要保障被保護(hù)文物和展品的安全，其次是在保護(hù)文物展品的同時(shí)，要能盡可能的有利于文物展品的展示，也就是要求展柜內(nèi)的探測器盡可能少的影響展覽效果。

值得一提的是隨著展覽設(shè)計(jì)的多樣和展線的優(yōu)化，越來越多的展覽都會(huì)將展柜安置于展廳的正中間，這種布置方式不利于安防報(bào)警線路的鋪設(shè)。如果采用有線報(bào)警的方式，那么如何隱藏報(bào)警線路就成為了一個(gè)難題。這樣情況的出現(xiàn)對展柜的安防手段提出一個(gè)很高的要求，因此采用無線報(bào)警的方式就顯得十分必要。

2 目前博物館常用的展柜安防手段

2.1 采用多維駐波和超聲波的探測方式

多維駐波探測器采用超聲波原理，通過一個(gè)發(fā)送端發(fā)出超聲波，超聲波充斥整個(gè)密閉空間，形成一個(gè)類似于磁場的波場。在這個(gè)空間穩(wěn)定的情況下由處理器分析記錄接收端接收到的超聲波信號(hào)量。當(dāng)這個(gè)環(huán)境遭到破壞，必然導(dǎo)致穩(wěn)定的波場遭到破壞，從而在接收端造成一個(gè)信號(hào)量的變化，處理器通過對這個(gè)變化信號(hào)量的分析以確定是否有報(bào)警信號(hào)的輸出。

超聲波物體移動(dòng)探測器的原理是根據(jù)多普勒原理進(jìn)行探測。大致過程就是由探測器向展柜的密閉空間內(nèi)發(fā)送出一固定頻率的超聲波，如果在空間內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)的物體則返回的超聲波信號(hào)會(huì)根據(jù)多普勒效應(yīng)發(fā)生一個(gè)微小的頻移，通過檢測這個(gè)頻移則能判斷出是否有物體進(jìn)入或者離開了探測區(qū)域，以此來進(jìn)行報(bào)警。

這兩種探測方式很像，尤其是在探測的設(shè)備和形式上，他們都屬于主動(dòng)探測方式，所以他們有著類似的優(yōu)缺點(diǎn)。通過多年對這兩種探測器的使用，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)是較為靈敏，十分適合在小型密閉玻璃展柜內(nèi)。尤其在2米×2米×2米（長寬高）的空間內(nèi)，較為可靠。在2米×1米×1.5米（長寬高）的空間內(nèi)靈敏度和可靠性最高；除此之外，這兩種探測器還具有體積小的特點(diǎn)，收發(fā)探頭較容易隱藏，對展柜內(nèi)陳列效果影響較小。同時(shí)它們的缺點(diǎn)也很明顯，那就是對空氣流動(dòng)極為敏感，如果展柜的密閉性不好那么會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警的現(xiàn)象，如果在報(bào)警點(diǎn)位很多的情況下就表現(xiàn)的十分糟糕，經(jīng)常大面積的誤報(bào)。同時(shí)由于這種探測方式屬于主動(dòng)探測方式，需要設(shè)備常年不斷地發(fā)射超聲波信號(hào)，所以設(shè)備十分容易老化進(jìn)而出現(xiàn)故障。同時(shí)，目前這兩種探測器均為有線連接，需要供給DC 9-12V電壓，報(bào)警返回量為開關(guān)量。

2.2 采用玻璃破碎方式

玻璃破碎探測器采用被動(dòng)接收玻璃破碎產(chǎn)生的特定頻段的音頻信號(hào)作為探測手段。其內(nèi)部采用壓電式接收器，由于只對高頻的玻璃破碎聲音進(jìn)行有效的檢測，所以它可以屏蔽掉展柜和玻璃震動(dòng)產(chǎn)生的聲波信號(hào)。

這種探測器在該館使用的也較為廣泛。由于它屬于被動(dòng)探測方式且只對玻璃破碎的聲音產(chǎn)生反應(yīng)，所以它可以方便的用于幾乎所有的玻璃展柜中。其優(yōu)點(diǎn)是誤報(bào)率低，工作穩(wěn)定可靠，安裝體積比較小，便于藏于展柜內(nèi)，對展柜內(nèi)的陳列效果影響較小。它的缺點(diǎn)是只對特定的玻璃破碎聲音反應(yīng)，隨著目前較厚防爆玻璃展柜的廣泛使用，它的探測效果受到部分影響；同時(shí)由于它工作在被動(dòng)狀態(tài)，在展柜內(nèi)安裝后難以對其工作性能進(jìn)行檢測，只能開柜檢查其時(shí)候還處于良好的工作狀態(tài)，從而在維護(hù)上較為困難。

目前使用的較多的是Honywell的玻璃破碎探測器產(chǎn)品，該產(chǎn)品為有線連接，采用DC 9-12V供電，報(bào)警返回量為開關(guān)量。

2.3 紅外幕簾探測器

紅外幕簾探測器的工作原理是通過探測人體的熱釋紅外輻射變化來產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。當(dāng)人進(jìn)入展柜時(shí)，身體輻射的紅外信號(hào)通過探測器的菲涅爾透鏡后產(chǎn)生隨著人移動(dòng)而變化的紅外脈沖，進(jìn)而由紅外接收器監(jiān)測并判斷分析后產(chǎn)生報(bào)警信息。

這種探測器在大型展柜中應(yīng)用較多，而小型展柜則不適合。因?yàn)樾⌒驼构窨臻g有限，探測器極容易透過展柜玻璃而對展柜外的觀眾移動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，造成嚴(yán)重的誤報(bào)。而在大型展柜內(nèi)，由于展柜本身的體積所限必須使用加厚的防爆玻璃才能提供足夠的展柜強(qiáng)度，所以可以忽略通過暴力手段破壞玻璃的進(jìn)入手段，只需對展柜入口門進(jìn)行布防探測即可。同時(shí)也正是因?yàn)榧t外幕簾探測器常安裝于大型展柜內(nèi)，所以其對展柜內(nèi)的展覽效果影響很小。

目前此類探測器較多，多家公司均有此類產(chǎn)品。一般此類探測器和空間紅外幕簾通用，采用有線連接方式，報(bào)警返回量為開關(guān)量。

2.4 紅外對射探測器

紅外對射探測器的原理是通過組成主動(dòng)紅外對射幕簾，對遮斷幕簾的事件進(jìn)行探測并產(chǎn)生報(bào)警信息。

這種探測方式適用于特定的防護(hù)目標(biāo)，例如較大的雕塑和成群密集作品，屬于遮斷報(bào)警探測。目前這種探測方式在實(shí)際使用中較少，主要是由于改型的探測器布設(shè)較為煩瑣，需要對發(fā)射和接收端同時(shí)供電和布線，不適用于臨時(shí)展覽。同時(shí)，隨著目前展覽形式的發(fā)展，大型雕塑往往采用模型或者復(fù)制品參展，不需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的防護(hù)，甚至還允許觀眾近距離欣賞，所以這種探測方式較為罕見。

紅外對射探測屬于有線探測方式，報(bào)警返回量為開關(guān)量。

2.5 無線震動(dòng)探測器

此類探測器屬于根據(jù)震動(dòng)信息進(jìn)行探測報(bào)警的裝置。隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前此類探測器可以通過內(nèi)置電池連續(xù)工作4-5年乃至更長的時(shí)間。而工作方式采用服務(wù)器—客戶端模式，通過一個(gè)外置的無線主機(jī)輪詢一個(gè)區(qū)域展柜內(nèi)的無線震動(dòng)探測器，輪詢時(shí)間小于1秒。如果在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生展柜報(bào)警，那么報(bào)警主機(jī)將通過無線網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息傳回控制室內(nèi)的電腦上，顯示報(bào)警并記錄日志。

目前該館越來越多的展覽采用這種展柜報(bào)警探測方式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以忽略展柜的布置方式，徹底擺脫有線報(bào)警的布線制約。同時(shí)這種無線震動(dòng)探測器體積十分小巧，只有30mm×20mm×6mm大小，可以很方便地放置在需要布防的展柜內(nèi)，對展覽的效果影響可以忽略不計(jì)。同時(shí)可以通過無線網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測探測器的工作狀態(tài)和剩余電量。缺點(diǎn)是需要額外架設(shè)一個(gè)報(bào)警主機(jī)，與現(xiàn)有的有線報(bào)警系統(tǒng)不能進(jìn)行有效的整合，同時(shí)探測器電量有限且電池被集成進(jìn)探測器內(nèi)，電量耗盡時(shí)需要整個(gè)更換探測器。

2.6 其他探測方式

還有一些探測方式較為專用，例如壓力探測器、斷線探測器、位移探測器等。顧名思義，壓力探測器就是根據(jù)展品重量對探測器施加的壓力進(jìn)行探測報(bào)警，隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，這種探測形式和斷線探測器與位移探測器一樣，只適合特定的美術(shù)作品展覽。這種探測方式需要探測器與作品進(jìn)行接觸，因此較為不推薦。有違于探測器不應(yīng)產(chǎn)生不利于文物展品保管的原則。同樣的還有斷線探測器和位移探測器，這類探測器還存在不方便檢修更換的問題，每次檢修就需要對展品進(jìn)行移動(dòng)，會(huì)增加損壞展品的風(fēng)險(xiǎn)。一般來說此類探測器為有線連接方式。