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红外夜视监控基本常识

2008年05月14日 09:18:54来源:深圳市科铭达实业有限公司关键词:红外夜视监控基本常识

红外夜视监控基本常识    
  
 
 
随着安防监控逐渐成为社会的需求,安防技术的发展也越来越受到社会各方面的重视,人们对监控的要求已由以前的可见光监控逐渐向夜间无光监控的方向发展。由此,对夜视红外产品的选择已成为工程商采购器材时主要考虑的问题。
        现今,大量的红外产品充斥着整个安防市场,影响着人们购买时的选择。因为红外产品好与不好,除了公司规模、设计、外观包装外,即便是图像效果也不一定是眼睛看见的就是好的。因为红外灯和我们看到的摄像机图像还不一样,好就是好,清晰就是清晰。但红外灯不一样,有的红外灯你可以把它电压调高(因红外灯对电源电压很敏感),短时间内效果就会很好,但是红外灯的寿命却是大大缩短了,基本上也就半年到一年的寿命,过了一年故障率会明显提高,效果也会大打折扣。现在有很多红外灯新兴厂家看见红外灯近几年利润不错,找到个LED卖家就开始自己组装红外灯。还有一些当年很的早期红外灯企业,抱着暴利不放,还是几年前的销售思想,技术上也固步自封,已被快速发展的市场竞争抛在后面。
        年前,在深圳安防展会上,看到一个很专业的红外灯厂家,做了一个很大的类似大锅形的红外灯,标称可以达到几千米,咨询他配套什么样的摄像机,什么样的镜头,在什么环境下可以达到标称的效果,则说不清。那么多的红外灯制造商都信誓旦旦地标称自己的红外灯100米或200米等等,从而误导工程商。而不管厂家如何宣传,工程商就是不信,100米灯能勉强用到50米就不错了,很多负责任的工程商,更是买了无数的红外灯也达不到用户要求。
        那么,红外灯的照射距离就是夜间监控的红外距离吗?红外夜视监控就是单指红外灯技术吗?客观地说,红外灯要想达到效果,需要感红外性能出众的摄像机和性能优良的红外镜头,是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机,是黑白的,配置特别的红外镜头,红外透光率达到百分之九十五以上。问题是,这种摄像机大多价格昂贵,而真正红外透光率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难找。所以,在不影响寿命的前提下,能够zui大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的,我们要求做到即便是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。以下为大家购买红外产品经常遇到的问题: 
        l 灵敏度的问题:摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。灵敏度越好,对红外线的感应能力也越强。当然,灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。一般来讲,50米以内的红外夜视系统,选用0.1-0.01Lux的摄像机就比较好;50米到100米范围的夜视系统应该选用0.01Lux或更低照度的摄像机;100米以上的夜视系统应选用0.001勒克斯以上的摄像机。当然,和其它许多产品一样,摄像机虚标指标的现象也是特别严重,在这提醒大家还要慎重选择。 
        l 距离的问题:单纯对红外灯说,红外产品没有一个特定的照射距离。我们认为还是应该以满足客户的要求为标准。客户的标准就是看清!不同档次的摄像机、镜头之间的匹配,对于同一盏红外灯发出的光线感应度可能相差几十倍。所以说,一盏红外灯的作用距离,只能与非常确定的摄像机和镜头共同测定,才能标定其作用距离。因此在定义红外灯的照射距离时应根据大多普遍使用的摄像机和镜头进行标定,这样才有意义。事实上,市面上大多红外灯厂家都是用特定的超低照度摄像机配置优良特定镜头,来定义红外灯的照射距离,这在一般工程的实际应用中,自然差别很大。
         l 红曝问题:有些厂家把能不能做出无红曝红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红曝就是低技术,没有红曝就是高技术。其实,有没有红曝只是一个产品选择问题,并不是技术问题。大家都知道,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本没有红曝,在大于可见光的波长范围内波长越短,红曝越强,同时,摄像机感应红外线效率也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红红曝的,波长在850nm左右,一种是没有红曝的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度要好至少10倍以上。所以850nm这种有轻微红曝的红外灯拥有更高的发光效率,已被做为红外夜视监控的红外光源。 
        l 寿命问题:摄像机的使用寿命平均可达10年以上,红外灯的寿命是否也能达到这个水平?正确回答这个问题,首先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式:卤素灯、多芯片LED、单芯片LED。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,并不能够做到很远距离,现在已基本退出市场。多芯片LED是一个炒“概念”的说法。多芯片LED主要有两种,一种是“食人鱼”,包含4到8棵芯片,另外一种是阵列式发光片,含有10棵到30棵芯片。为什么做多芯片呢?存在的研发理论是: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,也就认为照射距离更远!其实,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,就能把它简单换算成距离,而是被摄像机吸收了多少红外光。相反,因其结构先天固有的缺点,多芯片LED没有发光焦点,角度发散,发光光学系统不合理,有用光效率当然也比较低。优点没有发挥出来,致命伤却出来了,比如,阵列式LED,电流高达1000mA以上,基本只是一分钱硬币大小,散热就成为一个问题。可LEDzui怕的就是高热,所以,这种红外灯在采用的同时就决定了它的寿命很短。同时,多芯片LED的生产要求非常严格,每颗芯片都不能有性能上的一点差异,否则,一颗芯片坏掉,就会导致整机全部毁坏。总体而言,相对于单芯片LED而言,多芯片LED的寿命会差很多。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。那么,是不是所有的单芯片LED灯的寿命都有保障呢?事实上,也不是这么回事。这里面原因很多,比如,有的LED芯片级别很低,杂质超标;有的生产工艺不过关,有漏电;有的超功率使用,额定30mA,使用却在50mA以上,这样短时间内效果很好,可是几个月后就会因过度劳累而衰竭坏掉,或发光功率衰减很多!另外现在市面上销售的红外灯大多没有做保护电路设计,或电路设计不够合理,这些都会导致LED红外灯很快坏掉。要想保证红外灯的寿命,首先要选用高等级LED芯片,高等级芯片功率大,一致性好,发光效率高,发热量很小,一颗高等级LED比普通的LED好几十倍,当然价格也比较昂贵。其次,光学系统设计要合理,发光均匀,利用率高。第三,严格控制电压,LED对电压非常敏感,电压稍高,LED管内芯片就会烧掉;电压略低,发光量又会大大降低。在红外灯内就匹配好高质量的开关电源。根据中国的恶劣电源环境,从160伏到270伏电压输入都能稳定使用,现在存在比较常见的问题是,大多数工程商对红外灯的电源认识不深刻,而是采取摄像机常用的12V集中供电方式,这样尽管解决了一些其他的问题,但对红外灯或红外一体机来说则无法满足正常使用的要求,图像效果自然不好,寿命也大大缩短。第四,市面上销售的红外灯多是利用现成的射灯灯壳,好多红外灯厂家想当然的认为红外灯发热较严重,对红外灯影响很大。而是采用在红外灯外壳底部打孔的方式进行散热,有的还配以风扇帮助散热。其实,这种做的方式恰恰是因小失大。依据红外灯的工作原理,红外灯在不高于70-80℃内的温度环境下都能正常工作。对红外灯影响寿命zui大的是湿度,而不是散热!由于内外相通,导致夏季多雨季节时红外灯内湿气过大,再加上高温高湿,电路和元器件的寿命衰减很严重,有些更是因为现场安装角度的问题,下雨时会直接把雨滴溅到红外灯内,通过风扇的旋转,会直接打到发光管的管脚和元器件上,直接造成短路、毁坏。 
        l 角度的问题:红外灯是不是角度越大越好?不论是甲方用户还是工程商一般都认可这种说法,他们认为红外灯发射角度越大,选用镜头余地也越大,这样选择广角镜头才不会出现“手电筒”现象。因此,大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大,有80度还有180度。这种好像很有道理的说法其实是很不科学的,说白了就是不负责任。其实,从某一个具体的红外灯来说,它的功率是额定的,也就是他的发光转换功率是固定的,如果想发光角度大,那自然会牺牲照射距离,相反,如果保证照射距离就会牺牲角度!另外,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f35mm的镜头,那么,会有百分之九十九的光是在镜头视场角以外,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,是zui科学的搭配。其次,并不是红外灯角度越大,画面效果越好。具体不同的应用环境,还会因为红外灯角度过大,影响成像效果,比如走廊,因其“狭长”的特点,如果红外灯角度大,近处边缘成像太亮,形成“光幕”现象,远处中心反而看不见,只有一片发白现象。所以,实际选择是要求走廊的红外灯应该比镜头的角度略窄,效果才会更加理想。第三,可以利用“双灯”技术,两个窄角红外灯和两个广角红外灯搭配,调整位置,可以达到广角灯的效果。我们推出的系列红外夜视系统,就是利用“双灯”技术,做到了既望远又广角。在同样功率条件下,“双灯”技术可以很好提高作用效果,远非大家现在广为使用的红外一体机可比。总体而言,红外灯角度的问题既是选择问题也是技术问题。不同焦距的镜头选择相适应角度的红外灯 
        l 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的镜头通光量的四倍。同样的摄像机和红外灯,采用不同的两种镜头,红外作用距离可相差一倍或更多。 大孔径镜头在红外监控方面,比常规普通镜头好很多,可达几倍甚至几十倍,按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于技术难度大,成本增加很多,大多工程商都不愿选择。现在市面上虚标F值的镜头大量充斥市场。尤其是变焦镜头,只标短焦距的F值,不标长焦距时F 值,误导工程商,致使大多用户根本无法辨清镜头质量好坏。 
        l 焦点偏移的问题:可见光与红外光由于波长不同,通过透镜后成像焦点也不在一个平面上,导致白天可见光条件下清晰,夜间红外线条件下模糊,或者夜间红外线条件下清晰,白天可见光条件下模糊。可以用两个办法解决。*,采用自动聚焦一体机,第二,采用IR焦点不偏移镜头。 
        l 色彩问题:红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光,会对摄像机成像的清晰度和色彩进行干扰,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通常采用两种做法,*,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,但成本高,切换机构也存有一定故障率。第二,在滤光片上设计一个特定的红外线通道,允许与红外灯波长相同的红外线进来,这种办法不增加成本,但色彩还原略差。 
  
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