視頻監控系統中紅外攝像機的選擇與使用

概述

　　在電視監控系統工程中，過去很少應用紅外燈，但由于現今社會犯罪比率不但增加，紅外線在夜間監視所扮演的角色更加突出，不僅金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門采用，而且也在一般監控系統中都被采用。甚至居民小區電視監控工程也應用了紅外線攝像機。這說明人們對電視監控系統工程的要求愈來愈規范、愈來愈高。對重要的場所越來越要求做到24小時連續監控。

　　實現夜視的方法，可以采用常規的可見光照明，但此法不僅不能隱蔽，反而更加暴露監控目標。隱蔽的夜視監控，目前都是采用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動紅外攝像技術和主動紅外攝像技術。被動紅外攝像技術是利用任何物體在絕對零度(一273℃)以上都有紅外光發射的原理。由于人的身體和發熱物體發出的紅外光較強，其它非發熱物體發出的紅光很微弱，因此，利用特殊的紅外攝像機就可以實現夜間監控。被動紅外攝像技術由于設備造價高且不能反映周圍環境狀況，因此在夜視系統中不被采用。主動紅外攝像技術是利用特制的"紅外燈"人為產生紅外輻射，產生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光，輻射"照明"景物和環境，利用普通低照度CCD黑白攝像機或使用"白天彩色夜間自動變黑白"的攝像機或"紅外低照度彩色攝像機"去感受周圍環境反射回來的紅外光，從而實現夜視功能。

紅外線攝像機的原理特性

　　光是一種電磁波，它的波長區間從幾個納米（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體固體發光（紅外發射二級管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。一般市場上主要采用紅外發射二極管的紅外燈，其原理及特性我們介紹如下：由紅外發光二級管矩陣組成發光體。紅外發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，外加正向偏壓向PN結注入電流激發紅外光。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。其最大的優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。紅外發光二極管的發射功率用輻照度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最大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，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在設計時充分考慮了這個問題，采用高效率發光二極管，在攝像機里面內置散熱系統，使攝像機穩定工作時間達到25000小時！

紅外線攝像機的選擇和使用

　　紅外燈的選擇最重要的問題是紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等成套性。目前市場上大多是攝像機和紅外線投射器分開的，這樣我們在設計方案時就必須對所有的器材統一考慮，是選擇黑白攝像機搭配紅外燈呢，還是用彩色轉黑白的攝像機？還有安裝方式和防水方面的考慮。

　　一般來說，黑白攝像機采用的CCD傳感器有很寬的感光光譜范圍，其感光光譜不但包括可見光區域，還延長到紅外區域，利用輔助紅外燈照明就可在CCD傳感器上清晰的成像，而普通彩色攝像機其感光光譜只在可見光區，因此不能適用于紅外燈泡照射攝像；日夜兩用型攝像機采用兩個CCD進行切換或者采用一個CCD傳感器，利用數字電路的切換也可以實現紅外燈泡照射攝像，但存在黑白照度偏高或對彩色有不利影響等缺點。除此之外，還有一體化的紅外線攝像機，就是將攝像機、鏡頭、防護罩、紅外燈等集中在一起，典型的產品如富視康公司的FI-930C和FI-970C，這兩種采用優質的鋁型外殼，通過一次成型的生產工藝，使產品的防水級別達到IP55等級，可以在室內室外通用，由于采用一體化的設計，就自然降低了施工和調試的難度。

　　隨著紅外夜視系統的迅速發展，紅外燈生產供應廠家也會增加，但紅外線產品并非象有的人想象的那樣容易，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。