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红外监控摄像机的应用和注意事项

　在安防电视监控系统中，随着人们安全防范意识的提高、对重要场所24小时连续监控电视监控的需要和红外成像技术的成熟，红外监控摄像机的使用率越来越高，已逐渐发展成为一种趋势，不仅在银行、金库、博物馆、档案馆、图书文献库、监狱等重要部门应用，而且也在居民小区等一般电视监控工程中得到使用。我们采用带红外监控摄像机来解决普通摄像机解决不了的问题。接下来将简介一些红外监控摄像机的技术。
　　
　　红外线摄像机技术原理
　　
　　红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。被动红外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射，人体和热机发出的红外光较强，其它物体发出的红外光很微弱，利用特殊的红外监控摄像机可以实现夜间监控。但这种特殊的红外监控摄像机造价昂贵，而且不能反映周围环境状况，因此在夜视系统中不被采用。
　　
　　主动红外摄像技术，即是利用特制的“红外灯”人为产生红外辐射，发出人眼看不见的红外光去照射景物和环境，利用普通低照度CCD黑白摄像机或使用”白天彩色夜间自动变黑白”的摄像机或“红外低照度彩色摄像机”去感受周围环境反射回来的红外光，从而实现夜视功能。
　　
　　现阶段的红外系统摄像机基本的配置是：摄像机、镜头、红外灯、红外灯电源；这里所指的摄像机要求是低照度摄像机，且红外灯发射的红外波长该摄像机能够接收，镜头则要求是夜视镜头，主要指标是F值（通光量），F值越小，夜视效果越好。
　　
　　红外监控摄像机的好与坏，关系到各部分的选用以及合理配合的问题。
　　
　　红外监控摄像机内的摄像机选用重点技术特点
　　
　　灵敏度：摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。摄像机的灵敏度是当摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。灵敏度越好，对红外线的感应能力也就越强。当然，灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。更多的摄像机厂家，人为地提高信号强度，灵敏度是很不错，但信噪比很差，导致夜间图像“雪花点”很多很大，像质恶劣。
　　
　　选用不同类型尺寸CCD也是关系到红外监控摄像机的晚上图像效果。目前市场上的CCD摄像机规格有1／2，1／3，1／4，l／3CCD的光通量是1／2CCD的44%。1/4寸CCD光通量是1/3CCD的50%，
　　
　　真实色彩：所有的摄像机都感应红外，红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光，会降低摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参与成像。要想使彩色摄像机感应红外线，现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案图像质量好。

　　红外线原理概述
　　
　　在自然界中，任何物体只要它的温度高于绝对温度（-273℃）就存在分子和原子无规则的运动，其表面就会不断地辐射红外线。
　　
　　红外线的辐射又遵循黑体定律。黑体，简单地说就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体，也就是说全吸收。黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。但黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外热辐射随温度及波长变化的定量关系。

红外摄像机的性能分析
   
    　　红外摄像机在监控摄像机中具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等突出优势，因而在CCTV夜视监控中占据了大部分的市场。如何在纷杂的红外摄像机市场中辨别优劣呢？性能优良的红外摄像机必须能够具备以下性能：
   
    　　1. 红外灯工作条件
   
    　　 一般来说，其红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。
    
    　　当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流要求十分敏感。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。
   
    　　因此，红外灯的使用必须有良好的恒流电源供电、良好的散热设计。中路通讯公司的变焦MCD、MDD、MED、MBB系列摄像机都安装了大功率红外灯（最多可达24颗），且采用了大功率恒流电源供电，内部循环散热设计，因而能达到远距离夜视（最远可达220米）和红外灯寿命长的效果。
   
    　　2. 红外光的利用率和红暴问题
   
    　　什么是红暴呢？红暴是由于所发射的红外线中包含可见光的成分。
   
    　　红外灯可以做到完全无红暴（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴。中路通讯公司采用美国奥克斯特（AUCSITER）红外技术，通过在保证红外灯功率的前提下，降低红外灯自身热耗，调整红外光线角度，使红外灯的有效利用率达到了90%。在红外灯的选择上，挑选波长较大（910nm）的红外灯，严格降低红暴，达到了微红暴效果。
   
    　　3.红外摄像机的起雾结霜问题
   
    　　雾、霜的形成是由于空气中的饱和水蒸气遇冷凝结而成，因冷环境的强、弱分别凝结成霜和雾。红外摄像机在工作过程中，尤其是室外摄像机常常会因四季变化、昼夜温差、以及雨雪环境等原因在防护罩视窗玻璃上形成雾或霜，导致摄像机无法看清物体，直接影响监控效果。中路通讯公司通过采用先进的电子除霜电路，有效的控制腔体内的饱和水蒸气浓度，做到了自动除雾除霜。
   
    　　4. 红外摄像机的视窗玻璃清洁

摄像机在雨雪天或粉尘大的环境下工作，防护罩的视窗玻璃容易出现污垢，造成摄像机视线遮挡。解决的办法通常是在防护罩上增加雨刷，通过控制雨刷清洁玻璃；另外一种办法是使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比，隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘、雪花的功能。
   
    　　5. 红外摄像机的恒温
   
    　　由于配置了发热量较大的红外灯，红外灯在启动后，整个工作时间段内（以12小时计）在红外摄像机前部会有热量集中，即腔体内前端温度偏高，如不能散热均匀定会影响摄像机等其它部件的正常工作。中路通讯公司通过设计使用具有强制散热散冷作用的自动冷暖空调，良好的解决了这一问题。
   
    　　自动冷暖空调采用珀尔帖效应原理，测温控制电路可以自动调节，将防护罩内温度恒定在摄像机正常工作温度范围内，出厂时罩内温度设置在+5℃以下加热、+40℃以上致冷。实验表明该红外摄像机可在-40℃～+70℃（阳光直射）的室外自然环境下正常工作。
   
    　　6.红外摄像机的全封闭
   
    　　除恒温外，使用自动冷暖空调的另一优点是可以将红外摄像机做成全封闭，不留任何散热孔，阻止灰尘、湿气、腐蚀性气体的进入，使其能够适应粉尘大的恶劣环境，如大型煤矿也可正常使用。

　　　　

红外监控摄像机内的镜头选用
　　
　　镜头的通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相对孔径F2.0的镜头通光量四倍。同样的摄像机、红外灯，上述两种镜头，红外作用距离可相差一倍。
　　
　　大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。
　　
　　红外监控摄像机内的红外灯选用
　　
　　光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm～780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。
　　
　　红外监控摄像机红外灯的选用，关系到红外监控摄像机寿命、有效照射距离、范围。
　　
　　寿命问题
　　
　　卤素灯：是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不真的能够做到远距离，估计很快会退出市场。
　　
　　LED红外灯：因为其成本造价低，成为目前使用最多的红外产品，其缺点为照射距离近（单个LED的光学输出为5mw-15mw）、角度小（7至12度）光线分布不均体积大等。
　　
　　多芯片LED：多芯片LED（还有LED阵列）最初设想：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，想当然地认为照射距离更远，这可真是典型的外行技术理论？当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，而是被摄像机选用了多少红外光。因其结构先天固有缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比较低。最关键LED灯发热最怕高温，多芯片发热量又大，寿命非常差。
　　
　　单芯片LED：生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。
　　

　　
　　距离
　　
　　首先，红外灯的最大照明范围取决于天气条件、物体的反光率和周围的光照水平，红外聚光灯最远的投射范围基本如下：（最理想值）
　　
　　500W=150至200米
　　
　　300W=80至120米
　　
　　50W=15至30米
　　
　　30W=5至15米
　　
　　（该数值为基本数值，并非绝对）。
　　
　　角度
　　
　　红外灯是不是角度越大越好？不论是制造商还是工程商想当然地认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也越大，选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。所以说，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大。
　　
　　使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度），如果配合f3.5mm的镜头，那么，会有百分之九十九的光是在镜头视场以外，也就是说，只有百分之一的光是有用的，其它都浪费了。一般情况下，红外灯的角度与镜头的角度一致，效果是最佳的。
　　

 

　　
　　红外监控摄像机安装需要注意的问题
　　
　　红外监控摄像机，尽量避免直射光源，因为红外灯电源控制部分是根据安装在红外灯板边的光敏电阴来感受，由此来控制红外灯的工作电压。
　　
　　红外监控摄像机照射的地方，尽量避免跟全黑色物体、空旷处、有水等等吸收红外光线的物体直对射，红外灯是靠发射的红外光在物体上发射到摄像机CCD上成图像的，如果红外线被吸收或减弱，大大削弱红外灯的有效照射距离。
　　
　　红外监控摄像机普片存在的问题（红暴问题）：
　　
　　红外监控摄像机红暴只是一个选择红外灯波长的问题，并不是技术问题，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本无红暴，波长越短，红暴越强，红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是无红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率。
　　
　　
　　视频监控向室外发展，室外监控向夜视发展，夜视的发展方向基于红外，这个趋势已成为摄像机行业的“潜规则”。红外夜视这个领域，美电贝尔现在红外监控摄像机生产技术已经走在全国前列，从去年的销量情况已足已证明。
　　

　　
　　对于一个环境的适应，这本身就是一个产品的设计理念，从而树立一个产品在行业中的里程碑

非常多谢，学习啦