紅外燈的原理特性及選擇

紅外燈的選擇最重要的問題是成套性，即紅外燈與攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、供電電源等的成套性。在設(shè)計(jì)方案時(shí)對所有器材綜合考慮設(shè)計(jì)，把它作為一個紅外低照度夜視監(jiān)控系統(tǒng)工程來考慮設(shè)計(jì)。有的人買完了攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、電源之后甚至安裝之后才去考慮購買紅外燈，這是不正確的，在考慮成套性時(shí)，特別要注意以下幾個問題。

1. 使用黑白攝像機(jī)或特殊彩色攝像機(jī)

CCD圖象傳感器具有很寬的感光光譜范圍，其感光光譜不但包括可見光區(qū)域,還延長到紅外區(qū)域，利用此特性，可以在夜間無可見光照明的情況下，用輔助紅外光源照明也可使CCD圖象傳感器清晰的成像。而普通彩色攝像機(jī)為了能傳輸彩色信號，從CCD器件的輸出信號中分離出綠藍(lán)紅三種基色視頻信號，然后合成彩色電視信號，其感光光譜只在可見光區(qū)域。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步出現(xiàn)白天彩色／晚上黑白攝像機(jī),它采用兩個CCD進(jìn)行切換或采用一個CCD利用數(shù)位電路的切換來實(shí)現(xiàn),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(diǎn)。而紅外低照度彩色攝像機(jī)紅外感度比一般攝像機(jī)高4倍以上，隨著成本的降低,會成為發(fā)展趨勢的。

　　2. 要求選用低照度攝像機(jī)

　　攝像機(jī)的最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。測定此參數(shù)時(shí),還應(yīng)特別注明鏡頭的光圈F的大小。例如使用F1.2的鏡頭，當(dāng)被攝影景物的照度值低到0.02Lx時(shí)，攝像機(jī)輸出的視頻信號幅值為標(biāo)準(zhǔn)幅值700mv的50%-33%,則稱此攝像機(jī)的最低照度為0.02Lx/F1.2。有的攝像機(jī)生產(chǎn)廠家給出不同光圈F時(shí)的最低照度。當(dāng)選擇攝像機(jī)最低照度高于紅外燈要求時(shí),紅外燈的有效距離將受到一定影響。應(yīng)當(dāng)提醒用戶的是市場上出售的攝像機(jī)技術(shù)性能標(biāo)出的最低照度有兩種不正常情況，一種是攝像機(jī)制造商所標(biāo)的最低照度是所謂的靶面照度，即CCD圖象傳感器上的光照度,它比景物照度低10倍左右；另一種是有個別攝像機(jī)制造商或銷售商虛報(bào)最低照度。目前市場上比較經(jīng)濟(jì)的黑白攝像機(jī)（售價(jià)在700元左右,有的最低照度標(biāo)為0.01～0.02Lx）它們的實(shí)際最低照度僅為0.1～0.2Lx，如果，使用的紅外燈要求攝像機(jī)的最低照度為0.02Lx，必然影響紅外燈的有效照射距離，而購買最低照度0.02Lux的攝像機(jī)，價(jià)格可能比0.1～0.2Lx攝像機(jī)最少高一倍左右。這時(shí)有兩種選擇,在攝像機(jī)上多花錢，在紅外燈上就少花錢；在攝像機(jī)上少花錢，在紅外燈上就多花錢。經(jīng)驗(yàn)表明室外特別是距離較遠(yuǎn)時(shí)，選擇前者是比較經(jīng)濟(jì)的。

　　3. 要求攝像機(jī)的尺寸規(guī)格

　　攝像機(jī)標(biāo)稱尺寸日趨小型化，目前市場上的攝像機(jī)尺寸規(guī)格有1/2" 1/3" 1/4"，攝像機(jī)尺寸大,接受的光通量大,攝像機(jī)尺寸小,接受的光通量少,如紅外燈標(biāo)稱的有效距離是在1/2"攝像機(jī)條件下試驗(yàn)的,如采用1/3"或者1/4"攝像機(jī),有效距離也將受到一定影響。1/3"攝像機(jī)光通量只有1/2”攝像機(jī)光通量的44%。

　　4. 鏡頭的尺寸規(guī)格 與攝像機(jī)的尺寸規(guī)格同理，不再贅述

　　5. 攝像機(jī)和鏡頭的功能要求

　　攝像機(jī)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(yīng)晝夜照度很大的變化。

　　6. 電源供應(yīng)
　　電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備的電源供應(yīng)要統(tǒng)一考慮設(shè)計(jì)。紅外燈的電源供應(yīng)，考慮到紅外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。在多個紅外燈距控制室的距離相差較大時(shí),采用DC12V集中供電可能使距控制室近的紅外燈供電電壓高,距控制室遠(yuǎn)的紅外燈供電電壓低。加之電源電壓調(diào)整上的偏差,可能造成電壓過高的紅外燈壽命縮短甚至燒壞，電壓低的紅外燈發(fā)射功率不足。因此建議盡可能采用AC220V供電或配一對一的直流穩(wěn)壓電源,這種直流穩(wěn)壓電源有的在電網(wǎng)電壓波動在AC100V-245V時(shí)輸出直流電壓都是穩(wěn)定的，保證紅外燈紅外輻射功率都是穩(wěn)定可靠的。

　　除配套性外，還要考慮到以下因素，選擇紅外燈時(shí)，在選擇紅外燈輻照距離時(shí)留有余地。

　　1) 攝像機(jī)給出的最低照度。這里的最低照度概念是什么?攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻信號標(biāo)稱值為1V，標(biāo)準(zhǔn)值為0.7V,而最低照度時(shí)的視頻信號值為1/3-1/2標(biāo)準(zhǔn)植。所以攝像機(jī)在最低照度時(shí)的圖像，決不會“如同白晝一樣”。

　　2) 攝像機(jī)在最低照度時(shí)產(chǎn)生的圖像清晰度，是用電視信號測試卡進(jìn)行測式的,其黑白相間的條紋，要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于89.9%。而我們在現(xiàn)場觀察時(shí)有時(shí)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，就不易獲得清晰圖像。

　　3) 給出攝像機(jī)最低照度的同時(shí)，還要給出光圈F的要求值，而變焦鏡頭一般只給出1：F的最大值，即光圈F的最小值（光圈實(shí)際尺寸最大值），F(xiàn)=f/D,那么D為定值,在f焦距拉大10倍時(shí)，F(xiàn)變得很大（即光圈實(shí)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像機(jī)時(shí)，鏡頭光圈F值也會發(fā)生變化。例如，在攝像機(jī)近處有景物，反射回強(qiáng)光給攝像機(jī)，或附近有燈光照射攝像機(jī)，這時(shí)攝像機(jī)的靈敏度將減小、自動光圈的尺寸將被關(guān)小，光通量也將受到很大影響。

　　5) 防護(hù)罩對紅外燈的效果也有影響，紅外光在傳輸過程中，通過不同介質(zhì),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，對紅外光的衰減也不同。

　　6) 有的器材生產(chǎn)或銷售商，不給出紅外燈的輻照距離，只給出功率數(shù),這樣對生產(chǎn)、銷售商來說麻煩可能少一些，但是這是非常含糊的概念，因?yàn)楣β氏某D(zhuǎn)化為紅外光能外，還有電源熱損耗、電路熱損耗、光源熱損耗、濾光玻璃片紅外光效率等等。相同功率的紅外燈，其輻照距離可能相差很遠(yuǎn)。

　　隨著紅外夜視系統(tǒng)的迅速發(fā)展，紅外燈生產(chǎn)供應(yīng)廠家也會增加，但紅燈產(chǎn)品并非象有的人想象的那樣容易，在技術(shù)、檢測儀器設(shè)備等方面條件也不同，希望用戶多多加比較，慎重選擇。

　　用戶使用紅外燈首先要仔細(xì)閱讀使用說明書，特別是為保證人身設(shè)備安全的注意事項(xiàng)。檢查前面所講述的配套性方面是否達(dá)到要求，應(yīng)考慮到的影響因素是否考慮到，如未達(dá)到要求，可及時(shí)調(diào)整所用器材。

　　用戶不應(yīng)擅自提高供電電壓，因?yàn)榧t外燈在設(shè)計(jì)時(shí)，既考慮到其輻照度的充分發(fā)揮，又考慮到其安全可靠性。提高供電電壓，可能使紅外燈燒毀，更不應(yīng)擅自拆改紅外燈。如果這樣做，生產(chǎn)廠家可能不再負(fù)責(zé)維修。如果紅外燈出現(xiàn)問題，應(yīng)與生產(chǎn)廠家或供貨商聯(lián)系。