红外一 体化摄像机的性能分析与选择

红外一 体摄像机成像原理

在夜视监控系统中,常规的 办法是利用可见光照明,但这种 方式存在不能隐蔽、容易暴 露监控目标等缺点,因此使用较少;目前隐蔽、科学的 夜视监控是采用红外摄像技术。红外摄 像技术分为被动式和主动式。被动红 外摄像技术是利用任何物质在绝对零度(-273℃)以上都有红外线辐射,物体的温度越高,辐射出的红外线越多。利用此 原理制成的摄像机最典型的就是红外热像仪,但是,这种特 殊的红外摄像机造价昂贵,因此仅 限于军事或特殊场合使用。而主动红外摄像技术,是采用红外灯辐射“照明”(主要是红外光线),应用普 通低照度黑白摄像机、彩色转 黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机,感受周 围景物和环境反射回来的红外光实现夜视监控。主动红 外摄像技术成熟,稳定,成为夜视监控的主流。
红外一 体化摄像机是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散 热单元等综合成为一体的摄像设备。它实现 夜视的基本原理是利用普通CCD黑白摄 像机可以感受红外光的光谱特性(即可以感受可见光,也可以感受红外光),配合红外灯作为“照明源”来夜视成像。红外灯的功率和角度,摄像机的配置,一定焦 距的感红外镜头,以及是 否有良好的供电散热处理是判断红外一体化摄像机性能的重要参数。
目前市 场上也有许多产品是摄像机与红外线投射器分开的,这需要 用户对红外灯和摄像机的性能有足够的了解,能够根 据红外灯的角度、摄像机 镜头参数等作合理的搭配。


红外一 体化摄像机的性能分析
红外一 体化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 纷杂的红外一体化摄像机市场中辨别优劣呢?性能优 良的红外一体化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 明该红外一体化摄像机可在-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。

更新日期:2009-5-2

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