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、鏡頭、防護罩、供電電源等的成套性。在設計方案時對所有器材綜合考慮設計，把它作為一個紅外低照度夜視監(jiān)控系統(tǒng)工程來考慮設計。有的人買完了攝像機、鏡頭、防護罩、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，特別要注意以下幾個問題。

1. 使用黑白攝像機或特殊彩色攝像機

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。而普通彩色攝像機為了能傳輸彩色信號，從CCD器件的輸出信號中分離出綠藍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。

　　隨著技術的進步出現(xiàn)白天彩色／晚上黑白攝像機,它采用兩個CCD進行切換或采用一個CCD利用數(shù)位電路的切換來實現(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。而紅外低照度彩色攝像機紅外感度比一般攝像機高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

　　攝像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像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。測定此參數(shù)時,還應特別注明鏡頭的光圈F的大小。例如使用F1.2的鏡頭，當被攝影景物的照度值低到0.02Lx時，攝像機輸出的視頻信號幅值為標準幅值700mv的50%-33%,則稱此攝像機的最低照度為0.02Lx/F1.2。有的攝像機生產(chǎn)廠家給出不同光圈F時的最低照度。當選擇攝像機最低照度高于紅外燈要求時,紅外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像機技術性能標出的最低照度有兩種不正常情況，一種是攝像機制造商所標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制造商或銷售商虛報最低照度。目前市場上比較經(jīng)濟的黑白攝像機（售價在700元左右,有的最低照度標為0.01～0.02Lx）它們的實際最低照度僅為0.1～0.2Lx，如果，使用的紅外燈要求攝像機的最低照度為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，價格可能比0.1～0.2Lx攝像機最少高一倍左右。這時有兩種選擇,在攝像機上多花錢，在紅外燈上就少花錢；在攝像機上少花錢，在紅外燈上就多花錢。經(jīng)驗表明室外特別是距離較遠時，選擇前者是比較經(jīng)濟的。

　　3. 要求攝像機的尺寸規(guī)格

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

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

　　5. 攝像機和鏡頭的功能要求

　　攝像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(jiān)控系統(tǒng)前端設備的電源供應要統(tǒng)一考慮設計。紅外燈的電源供應，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,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，在選擇紅外燈輻照距離時留有余地。

　　1) 攝像機給出的最低照度。這里的最低照度概念是什么?攝像機產(chǎn)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。所以攝像機在最低照度時的圖像，決不會“如同白晝一樣”。

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

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

　　5) 防護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，因為功率消耗除轉(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。

　　隨著紅外夜視系統(tǒng)的迅速發(fā)展，紅外燈生產(chǎn)供應廠家也會增加，但紅燈產(chǎn)品并非象有的人想象的那樣容易，在技術、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(diào)整所用器材。

　　用戶不應擅自提高供電電壓，因為紅外燈在設計時，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，更不應擅自拆改紅外燈。如果這樣做，生產(chǎn)廠家可能不再負責維修。如果紅外燈出現(xiàn)問題，應與生產(chǎn)廠家或供貨商聯(lián)系。