红外灯的原理特性及选择

2008-03-31 14:18:50来源: 互联网 关键字:红外  红外灯  原理  理特  特性
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. 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。

  随着技术的进步出现白天彩色/晚上黑白摄像机,它采用两个CCD进行切换或采用一个CCD利用数位电路的切换来实现,但是存在黑白照度偏高、有的对彩色色彩的不利影响等缺点。而红外低照度彩色摄像机红外感度比一般摄像机高4倍以上,随着成本的降低,会成为发展趋势的。

  2. 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)它们的实际最低照度仅为0.1~0.2Lx,如果,使用的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。

  3. 要求摄像机的尺寸规格

  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%。

  4. 镜头的尺寸规格 与摄像机的尺寸规格同理,不再赘述

  5. 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。

  6. 电源供应
  电视监控系统前端设备的电源供应要统一考虑设计。红外灯的电源供应,考虑到红外管的工作电流对供电电压十分敏感,而电缆长度不同对直流电压衰减不同。在多个红外灯距控制室的距离相差较大时,采用DC12V集中供电可能使距控制室近的红外灯供电电压高,距控制室远的红外灯供电电压低。加之电源电压调整上的偏差,可能造成电压过高的红外灯寿命缩短甚至烧坏,电压低的红外灯发射功率不足。因此建议尽可能采用AC220V供电或配一对一的直流稳压电源,这种直流稳压电源有的在电网电压波动在AC100V-245V时输出直流电压都是稳定的,保证红外灯红外辐射功率都是稳定可靠的。

  除配套性外,还要考虑到以下因素,选择红外灯时,在选择红外灯辐照距离时留有余地。

  1) 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”。

  2) 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。

  3) 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。

  4) 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。

  5) 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。

  6) 有的器材生产或销售商,不给出红外灯的辐照距离,只给出功率数,这样对生产、销售商来说麻烦可能少一些,但是这是非常含糊的概念,因为功率消耗除转化为红外光能外,还有电源热损耗、电路热损耗、光源热损耗、滤光玻璃片红外光效率等等。相同功率的红外灯,其辐照距离可能相差很远。

  随着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。

  用户使用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。如果红外灯出现问题,应与生产厂家或供货商联系。

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编辑:ssb 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/0331/article_616.html
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