隨著人們安全防范意識的提高、對重要場所24小時連續(xù)監(jiān)控電視監(jiān)控的需要和紅外成像技術(shù)的成熟,紅外防水攝像機的使用率越來越高,已逐漸發(fā)展成為一種趨勢,不僅在銀行、金庫、博物館、檔案館、圖書文獻庫、監(jiān)獄等重要部門應(yīng)用,而且也在居民小區(qū)等一般電視監(jiān)控工程中得到使用。
選在選擇紅外燈輻照距離時留有余地
1.給出攝像機最低照度的同時,還要給出光圈F的要求值,而變焦鏡頭一般只給出1:F的最大值,即光圈F的最小值(光圈實際尺寸最大值),F(xiàn)=f/D,那么D為定值,在f焦距拉大10倍時,F(xiàn)變得很大(即光圈實際尺寸變得很小)。光通量將受到很大影響。
2.在使用自動光圈鏡頭、自動增益控制或自動電子快門攝像機時,鏡頭光圈F值也會發(fā)生變化。例如,在攝像機近處有景物,反射回強光給攝像機,或附近有燈光照射攝像機,這時攝像機的靈敏度將減小、自動光圈的尺寸將被關(guān)小,光通量也將受到很大影響。
3.攝像機給出的最低照度。這里的最低照度概念是什么?攝像機產(chǎn)生的視頻信號標稱值為1V,標準值為0.7V,而最低照度時的視頻信號值為1/3-1/2標準植。所以攝像機在最低照度時的圖像,決不會“如同白晝一樣”。
4.防護罩對紅外燈的效果也有影響,紅外光在傳輸過程中,通過不同介質(zhì),透射率和反射率也不同。不同的視窗玻璃,,特別是自動除霜鍍膜玻璃,對紅外光的衰減也不同。
隨著紅外防水攝像機紅外夜視系統(tǒng)的迅速發(fā)展,紅外燈生產(chǎn)供應(yīng)廠家也會增加,但紅燈產(chǎn)品并非象有的人想象的那樣容易,在技術(shù)、檢測儀器設(shè)備等方面條件也不同,希望用戶多多加比較,慎重選擇。戶使用紅外防水攝像機紅外燈首先要仔細閱讀使用說明書,特別是為保證人身設(shè)備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求,應(yīng)考慮到的影響因素是否考慮到,如未達到要求,可及時調(diào)整所用器材。
用戶不應(yīng)擅自提高供電電壓,因為紅外防水攝像機紅外燈在設(shè)計時,既考慮到其輻照度的充分發(fā)揮,又考慮到其安全可靠性。提高供電電壓,可能使紅外燈燒毀,更不應(yīng)擅自拆改紅外燈。如果這樣做,生產(chǎn)廠家可能不再負責維修。如果紅外防水攝像機紅外燈出現(xiàn)問題,應(yīng)與生產(chǎn)廠家或供貨商聯(lián)系。
5.攝像機在最低照度時產(chǎn)生的圖像清晰度,是用電視信號測試卡進行測式的,其黑白相間的條紋,要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于89.9%。而我們在現(xiàn)場觀察時有時不具備這樣的條件,比如:樹葉和草地的反射率很低,反差很小,就不易獲得清晰圖像。
紅外燈的選擇最重要的問題是成套性
即紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等的成套性。在設(shè)計方案時對所有器材綜合考慮設(shè)計,把它作為一個紅外低照度夜視監(jiān)控系統(tǒng)工程來考慮設(shè)計。有的人買完了攝像機、鏡頭、防護罩、電源之后甚至安裝之后才去考慮購買紅外燈,這是不正確的,在考慮成套性時,特別要注意以下幾個問題。
1.要求紅外防水攝像機的尺寸規(guī)格
攝像機標稱尺寸日趨小型化,目前市場上的攝像機尺寸規(guī)格有1/2"1/3"1/4",攝像機尺寸大,接受的光通量大,攝像機尺寸小,接受的光通量少,如紅外燈標稱的有效距離是在1/2"攝像機條件下試驗的,如采用1/3"或者1/4"攝像機,有效距離也將受到一定影響。1/3"攝像機光通量只有1/2”攝像機光通量的44%
2.鏡頭的尺寸規(guī)格與攝像機的尺寸規(guī)格同理,不再贅述.
3.攝像機和鏡頭的功能要求攝像機有自動電子快門功能,AGC自動增益控制功能,鏡頭有自動光圈,以適應(yīng)晝夜照度很大的變化。
4.使用黑白攝像機或特殊彩色攝像機
CCD圖象傳感器具有很寬的感光光譜范圍,其感光光譜不但包括可見光區(qū)域,還延長到紅外區(qū)域,利用此特性,可以在夜間無可見光照明的情況下,用輔助紅外光源照明也可使CCD圖象傳感器清晰的成像。而普通彩色攝像機為了能傳輸彩色信號,從CCD器件的輸出信號中分離出綠藍紅三種基色視頻信號,然后合成彩色電視信號,其感光光譜只在可見光區(qū)域。[nextpage]
5.要求選用低照度攝像機
攝像機的最低照度是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。測定此參數(shù)時,還應(yīng)特別注明鏡頭的光圈F的大小。例如使用F1.2的鏡頭,當被攝影景物的照度值低到0.02Lx時,攝像機輸出的視頻信號幅值為標準幅值700mv的50%-33%,則稱此攝像機的最低照度為0.02Lx/F1.2。有的攝像機生產(chǎn)廠家給出不同光圈F時的最低照度。當選擇攝像機最低照度高于紅外燈要求時,紅外防水攝像機紅外燈的有效距離將受到一定影響。應(yīng)當提醒用戶的是市場上出售的攝像機技術(shù)性能標出的最低照度有兩種不正常情況,一種是攝像機制造商所標的最低照度是所謂的靶面照度,即CCD圖象傳感器上的光照度,它比景物照度低10倍左右;另一種是有個別攝像機制造商或銷售商虛報最低照度。目前市場上比較經(jīng)濟的黑白攝像機(售價在700元左右,有的最低照度標為0.01~0.02Lx)紅外防水攝像機的實際最低照度僅為0.1~0.2Lx,如果,使用的紅外防水攝像機紅外燈要求攝像機的最低照度為0.02Lx,必然影響紅外燈的有效照射距離,而購買最低照度0.02Lux的攝像機,價格可能比0.1~0.2Lx攝像機最少高一倍左右。這時有兩種選擇,在攝像機上多花錢,在紅外燈上就少花錢;在攝像機上少花錢,在紅外燈上就多花錢。經(jīng)驗表明室外特別是距離較遠時,選擇前者是比較經(jīng)濟的。
夜間犯罪率居高不下的情況使得具有夜視功能的高速球開始活躍,是紅外技術(shù)和高速球的完美結(jié)合。紅外技術(shù)給與了這一新生力量足夠的支持,一般說來,紅外技術(shù)有兩種實現(xiàn)方式:主動式和被動式。主動式紅外是由紅外發(fā)光設(shè)備主動地發(fā)出紅外光束照射目標,再由攝像機感應(yīng)目標物體反射回來的紅外線并成像;被動式紅外不發(fā)射紅外線,依靠探測目標物體自身的紅外輻射形成“熱圖像”。
主動式紅外夜視高速球,由紅外LED和高速球組成,這一組合的出現(xiàn)克服了紅外攝像機不具備旋轉(zhuǎn)和普通高速球缺少主動發(fā)射紅外光束的缺點。然而,這種組合也存在著發(fā)展的瓶頸:
畫面質(zhì)量:夜視畫面有手電筒效應(yīng),即中間亮、四角暗,在畫面中部有泛光、光暈等影響圖像質(zhì)量的現(xiàn)象;
紅外光束的有效照射距離:由于紅外光束的散射,有效距離內(nèi)的物體才會清晰可見;
紅外發(fā)光設(shè)備的壽命;
節(jié)能與散熱:紅外發(fā)光設(shè)備的功率大(耗費能量大);散熱量也大,處理不好會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響;
主動紅外的“反射限制”:只有在紅外光束照射范圍內(nèi)的物體,并且表面沒有吸光材料或吸光顏色的物體才會反射紅外光,監(jiān)控時受到“反射限制”。
基于以上幾點主動紅外的缺陷,被動紅外技術(shù)開始被高速球家族采納。被動紅外成像技術(shù)與高速球完美結(jié)合,實現(xiàn)無光線條件下的監(jiān)控,這一組合有效地克服了主動紅外技術(shù)的缺陷:
畫面質(zhì)量:通過紅外探測四面陣列將紅外能量(熱量)轉(zhuǎn)換成為電信號,進而在監(jiān)視器上生成熱圖像,并可以顯示溫度值;
探測距離:最大探測距離可達2km以上(紅外發(fā)光設(shè)備的紅外線有效率最高僅有25%);
節(jié)能和散熱:用于高速球的紅外熱成像儀功率為小于2W(100m可視距離紅外發(fā)光設(shè)備的功率在30W左右,甚至更大);另外用于高速球上的紅外熱成像儀的焦平面陣列上電路和非均勻補償相結(jié)合可以不需要熱電致冷器;
Lux監(jiān)控:不受“反射限制”的制約,畢竟,一切絕對溫度大于零K氏溫度(-273攝氏度)的物體都輻射紅外線;
惡劣環(huán)境監(jiān)控:波長在8-14微米這一大氣窗口區(qū)的紅外線可以穿透霧氣、陰霾和渾濁空氣、煙、雪等,實現(xiàn)在各種惡劣環(huán)境下的監(jiān)控。
可以看到,被動紅外技術(shù)可以克服主動紅外技術(shù)的幾乎所有技術(shù)缺陷,但是事無完美,被動紅外技術(shù)與高速球組合的發(fā)展仍然受到制約。由于紅外光線位于光譜中波長0.78~1000微米的部分,其中2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線,要與材料透射光譜特性相匹配,無法通過聚碳酸酯等材料的球型下罩,只能通過一些紅外材料,如單晶鍺等。不僅如此,由鍺制成的紅外材料價格昂貴,相對來說由硅制成的紅外材料相對便宜一些,但是透射率要較鍺材料差。這些因素都阻礙了室外型的紅外高速球的發(fā)展。