紅外燈(LED)的選擇和使用

 
 


紅外線燈(LED)的選擇和使用

   紅外線燈的選擇最重要的問題是成套性,即紅外線燈與攝影機、鏡頭、防護罩、供電電源等的成套性。在設計 理念時對所有器材綜合考慮設計,把它作為一個紅外線低照度夜視監控系統工程來考慮設計。有的人買完了攝影機、鏡頭、防護罩、電源之後甚至安裝之後才去考慮購買 紅外線燈,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. 使用黑白攝影機、特殊彩色攝影機 或者經過改造的普通彩色攝影機

    CCD影像傳感器具有很寬的感光 光譜範圍,其感光光譜不但包括可見光區域,還延長到 紅外線區域,利用此特性,可以在夜間無可見光照明的情況下,用輔助紅外線光源照明也可使CCD影像感測器清晰的成像。而普通彩色 攝影機為了能傳輸彩色信號,從CCD器件的輸出信號中分離出紅藍綠三種基本真實原色系,然後合成彩色電視信號,其感光光譜只 設定在可見光區域,如果將其改造也能執行紅外線光區域的感應功能,具體做法是將其CCD前方的 紅外線濾光玻璃去掉換上850nm紅外線能穿透的 紅外線濾光玻璃片或者不加 紅外線濾光玻璃。(注意!不加 紅外線線濾光玻璃可能會引起攝影機的色彩異變。)

    隨著技術的進步目前市場上的晝夜彩色黑白轉換 攝影機,它採用兩個CCD進行切換或採用一個CCD利用數位電路的切換來 執行,但是存在黑白照度偏高、有的對彩色色彩的不利影響等缺點將會逐漸被淘汰。而 紅外線低照度彩色攝影機其紅外線感度比一般攝影機高4倍以上,隨著成本的降低,會成為發展趨勢的。

2. 要求選用低照度可感應850nm紅外線光的攝影機

    攝影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影機輸出的視頻信號電平低到某一規定值時的景物光亮度值。測定此參數時,還應特別注明鏡頭的光圈F的大小。例如使F1.2的鏡頭, 當被攝影景物的照度值低到0.02Lx, 攝影機輸出的視頻信號幅值為標準幅值700mv50%-33%則稱此攝影機的最低照度為0.02Lx/F1.2有的攝影機生產 工廠給出不同光圈F時的最低照度。當選擇 攝影機最低照度高於紅外線燈要求時, 紅外線燈的有效距離將受到一定影響。應當提醒用戶的是市場上出售的攝影機技術性能標出的最低照度有兩種不正常情況,一種是 攝影機製造商所標的最低照度是所謂的靶面照度,即CCD影像感測器上的光照度, 它比景物照度低10倍左右;另一種是有個別 攝影機製造商或銷售商虛報最低照度。目前市場上比較經濟的黑白 攝影機,有的最低照度標為0.010.02Lx。但它們的實際最低照度僅為0.10.2Lx, 如果,使用的 紅外線燈要求攝影機的最低照度為0.02Lx必然影響紅外線燈的有效照射距離,而購買最低照度0.02Lux的 攝影機,價格可能比0.10.2Lx攝影機最少高一倍左右。這時有兩種選擇,在 攝影機上多花錢,在紅外線燈上就少花錢;在攝影機上少花錢,在 紅外線燈上就多花錢。實驗表明室外特別是距離較遠時,選擇前者是比較經濟的。

3. 要求攝影機CCD的尺寸規格

    攝影機CCD標稱尺寸日趨小型化,目前市場上的攝影機CCD尺寸規格有1/2" 1/3" 1/4"

攝影機尺寸大,接受的光通量大 ,攝影機尺寸小,接受的光通量少,如紅外線燈標稱的有效距離是在1/2" CCD攝影機條件下試驗的如採用1/3" CCD或者1/4" CCD攝影機,有效距離也將受到一定影響1/3" CCD攝影機光通量只有1/2" CCD攝影機光通量的44% 。選擇晝夜彩色黑白自動轉換的攝影機特別要注意選擇為1/3" 尺寸的攝像楊,因為大陸多為1/4" 尺寸的晝夜攝影機。

4. 鏡頭的選擇

 鏡頭的F值越小越好,即鏡頭的通光孔越大效果越好。

5. 攝影機和鏡頭的功能要求

    攝影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,以適應晝夜照度很大的變化。

6. 電源供應

    電視監控系統前端設備的電源供應要統一考慮設計。紅外線燈的電源供應,考慮到紅外線管的工作電流對供電電壓十分敏感,而電纜長度不同對直流電壓衰減不同。在多個 紅外線燈距控制室的距離相差較大時,採用 DC 12V集中供電可能使距控制室近的 紅外線燈供電電壓高,距控制室遠的紅外線燈供電電壓低。加之電源電壓調整上的偏差,可能造成電壓過高的紅外線燈壽命縮短甚至燒壞,電壓低的 紅外線燈發射功率不足。因此建議盡可能採用AC22V供電或配一對一的直流穩壓電源,這種直流穩壓電源有的在電網電壓波動在AC100V-245V時輸出直流電壓都是穩定的,保證 紅外線燈紅外線輻射功率都是穩定可靠的。

 

    除配套性外,還要考慮到以下因素,選擇紅外線燈時,在選擇紅外線燈輻照距離時留有餘地。

    1.攝影機給出的最低照度。這堛熙怬C照度概念是什麼?攝影機產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。所以攝影機在最低照度時的 影像,決不會“如同白晝一樣”。

    2.攝影機在最低照度時產生的影像清晰度,是用電視信號測試卡進行測式的,其黑白相間的條紋,要求黑色反射率近於0%,白色反射率大於89.9%而我們在現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,就不易獲得清晰影像。

    3.給出攝影機最低照度的同時,還要給出光圈F的要求值,而變焦鏡頭一般只給出1F的最大值,即光圈F的最小值(光圈實際尺寸最大值),F=f/D,那麼D為定值,在f焦距拉大10時,F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。

    4.在使用自動光圈鏡頭、自動增益控制或自動電子快門 攝影機時,鏡頭光圈F值也會發生變化。例如,在 攝影機近處有景物,反射回強光給攝影機,或附近有燈光照射攝影機,這時攝影機的靈敏度將減小、自動光圈的尺寸將被關小,光通量也將受到很大影響。所以自動光圈的應用時應準確 調整其自動控制電平,DC控制方式的自動光圈鏡頭在 攝影機上的可調電阻VIDEO控制方式的自動光圈鏡頭上 調整。

    5.防護罩對紅外線燈的效果也有影響,紅外線光在傳輸過程中,通過不同介質,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 紅外線光的衰減也不同,應選用較薄的視窗玻璃。

    6.有的器材生產或銷售商,不給出 紅外線燈的輻照距離,只給出功率數,這樣對生產、銷售商來說麻煩可能少一些,但是這是非常含糊的概念,因為功率消耗除轉化為紅外線光能外,還有電源熱損耗、電路熱損耗、光源熱損耗、濾光玻璃片 紅外線光效率等等。相同功率的 紅外線燈,其輻照距離可能相差很遠。

    隨著紅外線夜視系統的迅速發展,紅外線燈生產供應工廠也會增加,但紅燈產品並非象有的人想像的那樣容易,在技術、檢測儀器設備等方面條件也不同,希望用戶多多加比較,慎重選擇。

    用戶使用紅外線燈首先要仔細閱讀使用說明書,特別是為保證人身設備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求,應考慮到的影響因素是否考慮到,如未達到要求,可及時調整所用器材。

    用戶不應擅自提高供電電壓,因為紅外線燈在設計時,既考慮到其輻照度的充分發揮,又考慮到其安全可靠性。提高供電電壓,可能使紅外線燈燒毀,更不應擅自拆改 紅外線燈。如果這樣做,生產工廠可能不再負責維修。如果紅外線燈出現問題,應與生產工廠或供應商聯繫。