紅外防水?dāng)z像機的性能分析
2009-12-22 來源：智慧城市網(wǎng)
紅外防水?dāng)z像機的原理特性
光是一種電磁波，它的波長區(qū)間從幾個納米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光，可見光的波長范圍為380nm～780nm，可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅外光長的稱為紅外光。
紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導(dǎo)體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。一般市場上主要采用紅外發(fā)射二極管的紅外燈，其原理及特性我們介紹如下： 由紅外發(fā)光二級管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機可感受的范圍。其大的優(yōu)點是可以完全無紅暴，（采用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長。紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μW/m2表示。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。針對這一情況，富視康公司FI-930C和FI-970C在設(shè)計時充分考慮了這個問題，采用率發(fā)光二極管，在攝像機里面內(nèi)置散熱系統(tǒng)，使攝像機穩(wěn)定工作時間達到25000小時！
紅外防水?dāng)z像機的性能分析
紅外攝像機在監(jiān)控攝像機中具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)勢，因而在CCTV夜視監(jiān)控中占據(jù)了大部分的市場。如何在紛雜的紅外半球攝像機市場中辨別優(yōu)劣呢？性能優(yōu)良的紅外半球攝像機必須能夠具備以下性能：
1. 紅外燈工作條件
一般來說，其紅外燈輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。
當(dāng)電壓越過正向閾值電壓（約0.8V左右）電流開始流動，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流要求十分敏感。因此要求工作電流準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高（包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高）會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈，熱耗是設(shè)計和選擇時應(yīng)注意的問題。
因此，紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設(shè)計。中路通訊公司
的變焦MCD、MDD、MED、MBB系列攝像機都安裝了大功率紅外燈（多可達24顆），且采用了大功率恒流電源供電，內(nèi)部循環(huán)散熱設(shè)計，因而能達到遠距離夜視（遠可達220米）和紅外燈壽命長的效果。
2. 紅外光的利用率和紅暴問題
什么是紅暴呢？紅暴是由于所發(fā)射的紅外線中包含可見光的成分。
紅外燈可以做到完全無紅暴（采用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴。中路通訊公司采用美國奧克斯特（AUCSITER）紅外技術(shù)，通過在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調(diào)整紅外光線角度，使紅外燈的有效利用率達到了90%。在紅外燈的選擇上，挑選波長較大（910nm）的紅外燈，嚴(yán)格降低紅暴，達到了微紅暴效果。
3. 紅外攝像機的起霧結(jié)霜問題
霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結(jié)而成，因冷環(huán)境的強、弱分別凝結(jié)成霜和霧。紅外攝像機在工作過程中，尤其是室外攝像機常常會因四季變化、晝夜溫差、以及雨雪環(huán)境等原因在防護罩視窗玻璃上形成霧或霜，導(dǎo)致攝像機無法看清物體，直接影響監(jiān)控效果。中路通訊公司通過采用先進的電子除霜電路，有效的控制腔體內(nèi)的飽和水蒸氣濃度，做到了自動除霧除霜。
4. 紅外攝像機的視窗玻璃清潔
紅外半球攝像機在雨雪天或粉塵大的環(huán)境下工作，防護罩的視窗玻璃容易出現(xiàn)污垢，造成攝像機視線遮擋。解決的辦法通常是在防護罩上增加雨刷，通過控制雨刷清潔玻璃；另外一種辦法是使用隱形雨刷視窗玻璃。與普通視窗玻璃相比，隱形雨刷視窗玻璃具有排斥水、灰塵、雪花的功能。
5. 紅外攝像機的恒溫
由于配置了發(fā)熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動后，整個工作時間段內(nèi)（以12小時計）在紅外半球攝像機前部會有熱量集中，即腔體內(nèi)前端溫度偏高，如不能散熱均勻定會影響攝像機等其它部件的正常工作。中路通訊公司通過設(shè)計使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調(diào)，良好的解決了這一問題。
自動冷暖空調(diào)采用珀爾帖效應(yīng)原理，測溫控制電路可以自動調(diào)節(jié)，將防護罩內(nèi)溫度恒定在攝像機正常工作溫度范圍內(nèi)，出廠時罩內(nèi)溫度設(shè)置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實驗表明該紅外半球攝像機可在-40℃～+70℃（陽光直射）的室外自然環(huán)境下正常工作。
6. 紅外攝像機的全封閉
除恒溫外，使用自動冷暖空調(diào)的另一優(yōu)點是可以將紅外攝像機做成全封閉，不留任何散熱孔，阻止灰塵、濕氣、腐蝕性氣體的進入，使其能夠適應(yīng)粉塵大的惡劣環(huán)境，如大型煤礦也可正常使用。
