隨著人們安全防范意識的提高、對重要場所24小時(shí)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?dāng)z像機(jī)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(xiàn)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(shí)留有余地
1.給出攝像機(jī)最低照度的同時(shí),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(shí)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(shí),F(xiàn)變得很大(即光圈實(shí)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(jī)時(shí),鏡頭光圈F值也會發(fā)生變化。例如,在攝像機(jī)近處有景物,反射回強(qiáng)光給攝像機(jī),或附近有燈光照射攝像機(jī),這時(shí)攝像機(jī)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(jī)給出的最低照度。這里的最低照度概念是什么?攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻信號標(biāo)稱值為1V,標(biāo)準(zhǔn)值為0.7V,而最低照度時(shí)的視頻信號值為1/3-1/2標(biāo)準(zhǔn)植。所以攝像機(jī)在最低照度時(shí)的圖像,決不會“如同白晝一樣”。
4.防護(hù)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?dāng)z像機(jī)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?dāng)z像機(jī)紅外燈首先要仔細(xì)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(xiàng)。檢查前面所講述的配套性方面是否達(dá)到要求,應(yīng)考慮到的影響因素是否考慮到,如未達(dá)到要求,可及時(shí)調(diào)整所用器材。
用戶不應(yīng)擅自提高供電電壓,因?yàn)榧t外防水?dāng)z像機(jī)紅外燈在設(shè)計(jì)時(shí),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(fù)責(zé)維修。如果紅外防水?dāng)z像機(jī)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(jī)在最低照度時(shí)產(chǎn)生的圖像清晰度,是用電視信號測試卡進(jìn)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(shí)有時(shí)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(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、供電電源等的成套性。在設(shè)計(jì)方案時(shí)對所有器材綜合考慮設(shè)計(jì),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(jì)。有的人買完了攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)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(shí),特別要注意以下幾個問題。
1.要求紅外防水?dāng)z像機(jī)的尺寸規(guī)格
攝像機(jī)標(biāo)稱尺寸日趨小型化,目前市場上的攝像機(jī)尺寸規(guī)格有1/2"1/3"1/4",攝像機(jī)尺寸大,接受的光通量大,攝像機(jī)尺寸小,接受的光通量少,如紅外燈標(biāo)稱的有效距離是在1/2"攝像機(jī)條件下試驗(yàn)的,如采用1/3"或者1/4"攝像機(jī),有效距離也將受到一定影響。1/3"攝像機(jī)光通量只有1/2”攝像機(jī)光通量的44%
2.鏡頭的尺寸規(guī)格與攝像機(jī)的尺寸規(guī)格同理,不再贅述.
3.攝像機(jī)和鏡頭的功能要求攝像機(jī)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(jī)或特殊彩色攝像機(jī)
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(jī)為了能傳輸彩色信號,從CCD器件的輸出信號中分離出綠藍(lán)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(jī)
攝像機(jī)的最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。測定此參數(shù)時(shí),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(dāng)被攝影景物的照度值低到0.02Lx時(shí),攝像機(jī)輸出的視頻信號幅值為標(biāo)準(zhǔn)幅值700mv的50%-33%,則稱此攝像機(jī)的最低照度為0.02Lx/F1.2。有的攝像機(jī)生產(chǎn)廠家給出不同光圈F時(shí)的最低照度。當(dāng)選擇攝像機(jī)最低照度高于紅外燈要求時(shí),紅外防水?dāng)z像機(jī)紅外燈的有效距離將受到一定影響。應(yīng)當(dāng)提醒用戶的是市場上出售的攝像機(jī)技術(shù)性能標(biāo)出的最低照度有兩種不正常情況,一種是攝像機(jī)制造商所標(biāo)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(jī)制造商或銷售商虛報(bào)最低照度。目前市場上比較經(jīng)濟(jì)的黑白攝像機(jī)(售價(jià)在700元左右,有的最低照度標(biāo)為0.01~0.02Lx)紅外防水?dāng)z像機(jī)的實(shí)際最低照度僅為0.1~0.2Lx,如果,使用的紅外防水?dāng)z像機(jī)紅外燈要求攝像機(jī)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(jī),價(jià)格可能比0.1~0.2Lx攝像機(jī)最少高一倍左右。這時(shí)有兩種選擇,在攝像機(jī)上多花錢,在紅外燈上就少花錢;在攝像機(jī)上少花錢,在紅外燈上就多花錢。經(jīng)驗(yàn)表明室外特別是距離較遠(yuǎn)時(shí),選擇前者是比較經(jīng)濟(jì)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(shí)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(biāo),再由攝像機(jī)感應(yīng)目標(biāo)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(biāo)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(jī)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(diǎn)。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(fèi)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(shí)受到“反射限制”。
基于以上幾點(diǎn)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(shí)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(jìn)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(dá)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(bǔ)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(shí)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(jià)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。