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,红外防水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。
选在选择红外灯辐照距离时留有余地
1.给出摄像机最低照度的同时,还要给出光圈F的要求值,而变焦镜头一般只给出1:F的最大值,即光圈F的最小值(光圈实际尺寸最大值),F=f/D,那么D为定值,在f焦距拉大10倍时,F变得很大(即光圈实际尺寸变得很小)。光通量将受到很大影响。
2.在使用自动光圈镜头、自动增益控制或自动电子快门摄像机时,镜头光圈F值也会发生变化。例如,在摄像机近处有景物,反射回强光给摄像机,或附近有灯光照射摄像机,这时摄像机的灵敏度将减小、自动光圈的尺寸将被关小,光通量也将受到很大影响。
3.摄像机给出的最低照度。这里的最低照度概念是什么?摄像机产生的视频信号标称值为1V,标准值为0.7V,而最低照度时的视频信号值为1/3-1/2标准植。所以摄像机在最低照度时的图像,决不会“如同白昼一样”。
4.防护罩对红外灯的效果也有影响,红外光在传输过程中,通过不同介质,透射率和反射率也不同。不同的视窗玻璃,,特别是自动除霜镀膜玻璃,对红外光的衰减也不同。
随着红外防水摄像机红外夜视系统的迅速发展,红外灯生产供应厂家也会增加,但红灯产品并非象有的人想象的那样容易,在技术、检测仪器设备等方面条件也不同,希望用户多多加比较,慎重选择。户使用红外防水摄像机红外灯首先要仔细阅读使用说明书,特别是为保证人身设备安全的注意事项。检查前面所讲述的配套性方面是否达到要求,应考虑到的影响因素是否考虑到,如未达到要求,可及时调整所用器材。
用户不应擅自提高供电电压,因为红外防水摄像机红外灯在设计时,既考虑到其辐照度的充分发挥,又考虑到其安全可靠性。提高供电电压,可能使红外灯烧毁,更不应擅自拆改红外灯。如果这样做,生产厂家可能不再负责维修。如果红外防水摄像机红外灯出现问题,应与生产厂家或供货商联系。
5.摄像机在最低照度时产生的图像清晰度,是用电视信号测试卡进行测式的,其黑白相间的条纹,要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于89.9%。而我们在现场观察时有时不具备这样的条件,比如:树叶和草地的反射率很低,反差很小,就不易获得清晰图像。
红外灯的选择最重要的问题是成套性
即红外灯与摄像机、镜头、防护罩、供电电源等的成套性。在设计方案时对所有器材综合考虑设计,把它作为一个红外低照度夜视监控系统工程来考虑设计。有的人买完了摄像机、镜头、防护罩、电源之后甚至安装之后才去考虑购买红外灯,这是不正确的,在考虑成套性时,特别要注意以下几个问题。
1.要求红外防水摄像机的尺寸规格
摄像机标称尺寸日趋小型化,目前市场上的摄像机尺寸规格有1/2"1/3"1/4",摄像机尺寸大,接受的光通量大,摄像机尺寸小,接受的光通量少,如红外灯标称的有效距离是在1/2"摄像机条件下试验的,如采用1/3"或者1/4"摄像机,有效距离也将受到一定影响。1/3"摄像机光通量只有1/2”摄像机光通量的44%
2.镜头的尺寸规格与摄像机的尺寸规格同理,不再赘述.
3.摄像机和镜头的功能要求摄像机有自动电子快门功能,AGC自动增益控制功能,镜头有自动光圈,以适应昼夜照度很大的变化。
4.使用黑白摄像机或特殊彩色摄像机
CCD图象传感器具有很宽的感光光谱范围,其感光光谱不但包括可见光区域,还延长到红外区域,利用此特性,可以在夜间无可见光照明的情况下,用辅助红外光源照明也可使CCD图象传感器清晰的成像。而普通彩色摄像机为了能传输彩色信号,从CCD器件的输出信号中分离出绿蓝红三种基色视频信号,然后合成彩色电视信号,其感光光谱只在可见光区域。[nextpage]
5.要求选用低照度摄像机
摄像机的最低照度是当被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。测定此参数时,还应特别注明镜头的光圈F的大小。例如使用F1.2的镜头,当被摄影景物的照度值低到0.02Lx时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的50%-33%,则称此摄像机的最低照度为0.02Lx/F1.2。有的摄像机生产厂家给出不同光圈F时的最低照度。当选择摄像机最低照度高于红外灯要求时,红外防水摄像机红外灯的有效距离将受到一定影响。应当提醒用户的是市场上出售的摄像机技术性能标出的最低照度有两种不正常情况,一种是摄像机制造商所标的最低照度是所谓的靶面照度,即CCD图象传感器上的光照度,它比景物照度低10倍左右;另一种是有个别摄像机制造商或销售商虚报最低照度。目前市场上比较经济的黑白摄像机(售价在700元左右,有的最低照度标为0.01~0.02Lx)红外防水摄像机的实际最低照度仅为0.1~0.2Lx,如果,使用的红外防水摄像机红外灯要求摄像机的最低照度为0.02Lx,必然影响红外灯的有效照射距离,而购买最低照度0.02Lux的摄像机,价格可能比0.1~0.2Lx摄像机最少高一倍左右。这时有两种选择,在摄像机上多花钱,在红外灯上就少花钱;在摄像机上少花钱,在红外灯上就多花钱。经验表明室外特别是距离较远时,选择前者是比较经济的。
夜间犯罪率居高不下的情况使得具有夜视功能的高速球开始活跃,是红外技术和高速球的完美结合。红外技术给与了这一新生力量足够的支持,一般说来,红外技术有两种实现方式:主动式和被动式。主动式红外是由红外发光设备主动地发出红外光束照射目标,再由摄像机感应目标物体反射回来的红外线并成像;被动式红外不发射红外线,依靠探测目标物体自身的红外辐射形成“热图像”。
主动式红外夜视高速球,由红外LED和高速球组成,这一组合的出现克服了红外摄像机不具备旋转和普通高速球缺少主动发射红外光束的缺点。然而,这种组合也存在着发展的瓶颈:
画面质量:夜视画面有手电筒效应,即中间亮、四角暗,在画面中部有泛光、光晕等影响图像质量的现象;
红外光束的有效照射距离:由于红外光束的散射,有效距离内的物体才会清晰可见;
红外发光设备的寿命;
节能与散热:红外发光设备的功率大(耗费能量大);散热量也大,处理不好会对整个系统产生影响;
主动红外的“反射限制”:只有在红外光束照射范围内的物体,并且表面没有吸光材料或吸光颜色的物体才会反射红外光,监控时受到“反射限制”。
基于以上几点主动红外的缺陷,被动红外技术开始被高速球家族采纳。被动红外成像技术与高速球完美结合,实现无光线条件下的监控,这一组合有效地克服了主动红外技术的缺陷:
画面质量:通过红外探测四面阵列将红外能量(热量)转换成为电信号,进而在监视器上生成热图像,并可以显示温度值;
探测距离:最大探测距离可达2km以上(红外发光设备的红外线有效率最高仅有25%);
节能和散热:用于高速球的红外热成像仪功率为小于2W(100m可视距离红外发光设备的功率在30W左右,甚至更大);另外用于高速球上的红外热成像仪的焦平面阵列上电路和非均匀补偿相结合可以不需要热电致冷器;
Lux监控:不受“反射限制”的制约,毕竟,一切绝对温度大于零K氏温度(-273摄氏度)的物体都辐射红外线;
恶劣环境监控:波长在8-14微米这一大气窗口区的红外线可以穿透雾气、阴霾和浑浊空气、烟、雪等,实现在各种恶劣环境下的监控。
可以看到,被动红外技术可以克服主动红外技术的几乎所有技术缺陷,但是事无完美,被动红外技术与高速球组合的发展仍然受到制约。由于红外光线位于光谱中波长0.78~1000微米的部分,其中2.0~1000微米的部分称为热红外线,要与材料透射光谱特性相匹配,无法通过聚碳酸酯等材料的球型下罩,只能通过一些红外材料,如单晶锗等。不仅如此,由锗制成的红外材料价格昂贵,相对来说由硅制成的红外材料相对便宜一些,但是透射率要较锗材料差。这些因素都阻碍了室外型的红外高速球的发展。