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红外线摄像机必须注意事项

媒体报道 2017-1-6 16:13:11

1、红暴问题:有些厂家把能不能作出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,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。

2、寿命问题:摄像机的使用寿命可达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,道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制造:
1、卤素灯,2、多芯片LED,3、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,并不真的能够做到远距离,估计很快会退出市场。
多芯片LED是一个很骗人的技术,需要重点反击。多芯片LED主要有两种形式,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?他们的理论是: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,想当然地认为照射距离更远,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,而是被摄像机选用了多少红外光。因其结构先天固有缺点,多芯片LED没有发光焦点,发光光学系统不合理,有用光效率也比较低(当然,比卤素灯强几倍)。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LED最怕的是高热啊,不坏才怪呢。同时,多芯片LED的生产要求非常严格,每棵芯片都不能有性能上的一点差异,否则,一棵芯片坏掉,整机全部玩完。总体而言,相对于单芯片LED而言,多芯片LED的寿命是远远不够的。
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,是做红外灯量理想的器件,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灯的寿命都很好呢?事实上,远不是这么回事。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20mA,使用50mA以上;有的没有保护电路,或电路设计不合理,这些都会导致单芯片LED红外灯快速坏掉。
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,一棵高等级LED比普通的LED好10倍,当然价格也非常昂贵。其次,光学系统设计要合理,发光均匀,利用率高,散热快。第三,严格控制电压,LED对电压非常敏感,电压稍高,LED管芯就会烧掉;略低,发光量又会大大降低。最好匹配高质量的开关电源,根据中国的恶劣电源环境,最好从170伏到270伏电压输入都好使。第四,输入电源线最好选用抗高,低温,超柔软抗弯曲的。有一个厂家生产的红外灯,输入电源线可在低温零下60度,高温零上250度正常使用,零下四、五十度像丝绸一般柔软,可见其专业精神,这样的产品才值得信赖。

3、角度的问题:红外灯是不是角度越大越好?不论是制造商还是工程商想当然地认可这种说法,他们认为红外灯发射角度越大,选用镜头余地也越大,选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。所以说,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。
首先,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,效果是最佳的。
其次,并不是红外灯角度越大,画面效果越好,有的场合,红外灯角度过大,还会影响成像。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,走廊的红外灯应该是镜头角度的二分之一或三分之一。
第三,可以利用“接灯”技术,两个窄角红外灯搭配,调整位置,可以达到广角灯的效果,研顺采用的系列红外夜视系统,就是利用“接灯”这种技术,做到了既望远又广角。在同样功率条件下,“接灯”技术可以成倍提高作用距离。
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,红外灯的角度在什么样的条件下也不应该大于镜头的角度,狭长环境应该选用比镜头角度更小乃至三分之一的红外灯。窄角的红外灯通过搭配,可以得到理想的广角效果,效果更佳,成本更低。

4、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的镜头通光量四倍。同样的摄像机、红外灯,上述两种镜头,红外作用距离可相差一倍。
大孔径镜头在红外监控方面,比常规普通镜头好四到十倍,按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂,技术难度大,绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。
由于众所周知的国情,市场上虚标F值的镜头大量充斥市场。尤其是变焦镜头,只标短焦,不标长焦,误导工程商,致使用户根本无法辨清谁家卖的是真货,谁家以次充好。建议用户到专业的大型厂家购买镜头,上海研顺有多个系列的大孔径红外专用镜头可供选择。

5、焦点偏移的问题:可见光与红外光由于波长不同,成像焦点不在一个平面上,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。可以用三个办法解决。第一,采用自动聚焦一体机,第二,采用IR专用焦点不偏移镜头,第三,采用专业的调整工具,在现有镜头条件下也可以实现不偏移。
6、色彩问题:所有的摄像机都感应红外,红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光,会降低摄像机的清晰度和色彩还原,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现在有两个做法,第一,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,切换机构有一定故障率。第二,在滤光片上打开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。

7、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,价格从600元到几千元不等。
当然,和其它许多产品一样,摄像机虚标指标的现象特别严重。我曾拿过0.1勒克斯摄像机和一款号称0.0001勒克斯的摄像机作对比,后者竟不如前者。更多的摄像机厂家,人为地提高信号强度,灵敏度是很不错,但信噪比很差,导致夜间图像“雪花点”很多很大,像质恶劣。
8、距离的问题:一百个人做红外产品就有一百个红外夜视距离的标准。我看还是应该以客户的标准为标准。客户的标准是什么?是看清人!什么可视距离,发现距离,这些不确定说法都是扯淡。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百上千倍,看清距离可相差十倍。所以说,把某一盏红外灯具体地定为是多少米的说法是不科学的。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。因为应用环境不同,最好留有一定余量。红外夜视到底能做多远?技术到家,100米以上的红外夜视系统并不是什么难事。技术到家,指的是必须同时精通红外灯技术,红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术,三者缺一不可。视频监控的发展方向在于室外,室外监控的发展方向在于夜视,夜视的发展方向在于红外,这个趋势越来越明显。在红外夜视这个领域,中国企业已经走在世界最前列,一些先进技术令国外同行望尘莫及。
但是,这毕竟是一个新兴产业,大量劣质产品泛滥市场,影响了人们对红外夜视产品的信任。还有一些当年很领先的企业,死抱暴利不放,技术上固步自封,快速被市场抛弃,很是可怜。


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