红外防水摄像机弱点与常见故障解决之道

2012-12-19 15:31:37来源: 安防监控网 关键字:摄像机

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也越来越高。

    红外防水摄像机弱点

    红外防水摄像机是将摄像机、防雨罩、红外LED灯等部件集成为一体的CCTV监控摄像设备。它实现夜视的基本原理是利用装备光藕CCD的普通摄像机感受红外光源的光谱特性(即可以感受可见光,也可以感受红外光),以附加的LED红外灯作为“照明源”在夜晚或微光环境下成像。本文将详细介绍红外防水摄像机的软肋:

    红外光的利用率和红暴问题

    什么是红暴呢?红暴是由于所发射的红外线中包含可见光的成分。红外灯可以做到完全无红暴(采用940~950nm波长红外管)或仅有微弱红暴。波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款红外防水摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。

    寿命问题

    传统枪机的使用寿命一般为8~10年以上,但是很多工程商都反映红外防水摄像机寿命太短、后期维护太伤脑筋。原因是我国国产红外灯生产工艺精度不高以及摄像机生产厂为片面追求高功率提高电流负载而导致寿命缩短所致。目前市场上的红外防水摄像机采用的红外灯主要是多芯片LED和单芯片LED。多芯片LED电流较高、散热不良,因此造成了它的寿命很短。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,理论寿命可达10万小时以上。总体而言,相对于单芯片LED而言,多芯片LED的寿命会差很多。

    防水问题

    经常可以看到,某厂家的红外摄像机加装个铝制防雨罩就被称做“红外防水摄像机”,殊不知这种貌似能够遮风挡雨的“马甲”能否真正达到国家认证标准的防水等级?但是,记者也曾拆机测试过一些负责任厂家的产品,真正的红外防水摄像机内层各部件拼合处都牢牢镶嵌着一层防水橡胶。一般说来,通过IP65是普通的“遮风挡雨”水准,而通过IP68才是“潜水”水准。

    色彩问题

    红外线在夜间是红外防水摄像机的最大助手,但是在昼间条件下却是一种杂光,会降低摄像机的清晰度和色彩还原,滤光片可以阻止并区别红外线参与成像。现在摄像机感应红外线一般是这两个做法:一,自动切换滤光片,昼间在可见光条件下挡住红外线进入;夜间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,但成本较高,切换装置有一定故障率;二,在滤光片上附加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,但色彩还原性略差。

    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Ql勒克斯的摄像机就比较好;50米到100米范围的夜视系统应该选用0.01勒克斯的摄像机;100米以上的夜视系统应选用0.001勒克斯以上的摄像机。但是现在红外防水摄像机市场存在标称虚高的现象,很多照度达不到一定数量级的产品却要标出很高的数值。

    红外防水摄像机雾气水汽问题

    雾气水汽等问题可以由以下几种途径解决。

    第一种情况,机器内部出现雾气:

    雾、霜的形成是由于空气中的饱和水蒸气遇冷凝结而成,因冷环境的强、弱分别凝结成霜和雾。红外摄像机在工作过程中,尤其是在室内的摄像机常常会因雾气或者水汽等原因在防护罩视窗玻璃上形成雾或霜,导致摄像机无法看清物体,直接影响监控效果。

    各家对这一问题的解决方法也是不一样的。增加除霜电路、开通气孔、充氮气、加风扇、放干燥剂等等。方法不一样,做出来的效果当然也不一样,有的可以解决问题,有的还是不能解决问题。不过,从最基础的角度上来讲,严格控制料件的清洗,尽量杜绝挥发物的存在是很有必要的。例如PCB板不能有残留助焊剂,遮光胶套采用优质硅胶材料等。

    第二种情况,机器外部出现霜、雾:

摄像机在湿度大的环境下工作,防护罩的视窗玻璃容易出现污垢,造成摄像机视线遮挡。

    解决的办法:1、在防护罩上增加雨刷,通过控制雨刷清洁玻璃。2、使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比,隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘等功能。

    最后,针对高湿度情况下,对于外壳密封的一些要求

    如果红外防水摄像机在北方应用的话,机体内外会产生很大的温差,前端的镜片会出现雾化的现象,因此要求机器内必须具有很好的密封性,防护罩也要具备很好的防雨水性能。

    现阶段,大陆技术在密封性上,存在一定的技术问题,比如外壳的设计,在接头和螺丝接口等地方,多是产生漏水的地方。

    如何把密封性做的更好?基本解决方法是这样:

    一、加防水胶套,在接口处加放水垫,起到防水的作用,效果比较理想。

    二、在接线螺丝口处打防水胶,增强防水性。

    三、红外防水摄像机采用铝合金外壳,提高接口处精度,并且采用优质硅胶材料沾合,效果也是比较理想的。

    红外防水摄像机图像问题

    红外防水摄像机为什么会出现闪烁的情况?如前所说,当照明强度低于阈值时,红外灯开启发光。高于阈值时则关闭。我们考虑一下,照明强度稍低于阈值时的情况:光敏元件探测到照明强度稍低于阈值,控制红外灯开启发光-----红外灯发光后,探测到的照度提高(加上了反向回来的红外光),并且超过了阈值,控制红外灯关闭----导致探测到的照度降低,再一次控制红外灯开启。如此往复不停,造成图像的闪烁。出现这种情况,是原理上的原因,不说是正常的,至少不是产品的质量问题。

    一是延长了红外防水摄像机红外灯的使用时间,影响产品的使用寿命;

    二是对还能产生彩色图像的情况开启红外灯,会造成这时的图像质量下降;

    三是在彩色图像上产生红外眼(红外眼也是由原理决定的,人们所不愿看到的现象)。阈值低则有可能在需要补充照明的时候,红外灯不能及时开启。

    现在的普通红外防水摄像机,一般采用光敏元件来探测所处环境的照明强度,根据设计参数中确定的阈值,产生控制信号,实现红外灯的开启。阈值的高低,由使用的环境,用户的喜好,设计人员考虑各类因素的重要程度的不同,各生产厂家的产品是不一样的。如20,10,5Lux.等。阈值高的则开启时间较早,有可能摄像机还没有进行彩色到黑白的转换,红外灯就开启了。这会有三个方面的不利。

    那么如何解决这一问题呢?

    光敏元件探测到的环境照度稍低于阈值是问题产生的条件,有二种情况:

    一、黄昏时候的某一时点,一小会时间,出现这一问题,如果不想增回成本,采用一般的心片,我们的想法是,跟用户讲清楚原因,容忍它。

    二、对于照明强度稳定的情况下出现这一问题,是必须予以解决的。

    1、改变阈值。

    同一型号产品中,阈值也是不一样的,存在着离散。更换一具产品也许问题就解决了。

    由厂家提供设计阈值不同的产品,进行更换。

    采用阈值设计参数较高的产品,出现闪烁的可能性少一些。

    2、改变环境

    改变照明的强度、角度。

    稍微改变一下红外防水摄像机的安装角度,上下左右动一下,探测器探测到的照度就会有不少的改变,就会离开阈值附近,从而解决闪烁问题。

    3、采用高质的低照度具有背光补偿防强光的摄像机心片,特别是专用的IR镜头;

    另外,红外防水摄像机附近有人或其它物体对红外光进行反射时,会造成探测到的照度反复变化,引起闪烁。比如在做演示试验、检测时、摄像机安装位置较低,有物体近距离遮挡摄像机时。

    这不是问题,红外防水摄像机处于正常的安装位置时,此现象自然就没有了。如演示时,只要注意不要让红外光从很近的距离直接反向到光敏元件上就是了。


 

关键字:摄像机

编辑:Gem 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1219/article_5229.html
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