红外摄像机的使用

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1、红外摄像机的使用一、概述    在电视监控系统工程中，过去很少应用红外灯，近年来,不但金库、油库、军械库、图书文献库、文物部门、监狱等重要部门采用，而且也在一般监控系统中都被采用。甚至居民小区电视监控工程也应用了红外灯。这说明人们对电视监控系统工程的要求愈来愈规范、愈来愈高。不但要求白天和夜间可见光照明监控，而且要求夜间隐蔽性监控。    随着电视监控系统工程技术的发展，购买红外灯用户的迅猛增加，也出现不少问题，例如：某用户购买了十几个红外灯，说一个都不亮，经过询问了解才知道，他采用的是普通彩色摄像机，而普通彩色摄像机是不感受红外光的；有的

2、用户说你们的红外灯达不到标称的照射距离，经过了解，他们缺乏红外灯对摄像机、镜头、防护罩和供电系统配套性要求的认识，在电视监控工程设计中没有作为一个红外低照度低照度假夜视系统工程来总体考虑；有的用户对红外灯自以为了解，自行增加DC12V红外灯供电电压，以此增加红外灯的辐照功率，或采用不稳压直流电源给DC12V红外灯供电造成红外灯烧毁；有的用户反映它们按红外灯要求的照度选配了摄像机，在红外灯标称的照射距离内却不能获得清晰图象，而不知有的摄像机生产厂家给出的最低照度有水分，或有意无意地使用了含糊的最低照度概念，以所谓的靶面照度代替景物照度；此外，

3、有的用户对摄像机照度之外影响获得清晰图像的因素，如摄像机和镜头的标称尺寸、镜头光圈F、焦距f、对摄像机功能要求等不十分了解。我们认为现在向电视监控器材经销商、工程商和用户介绍一些红外灯的原理、选择和应用方法是有益的。    实现夜视的方法，可以采用常规的可见光照明，但此法不仅不能隐蔽，反而更加暴露监控目标（在居民小区还有扰民问题）。隐蔽的夜视监控，目前都是采用红外摄像技术。红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。被动红外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射，人体和热机发出的红外光较强，其它物体发出的红外光很微弱，利

4、用特殊的红外摄像机可以实现夜间监控。但是，这种特殊的红外摄像机造价昂贵，而且不能反映周围环境状况，因此在夜视系统中不被采用。在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术，即采用红外辐射“照明”，产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光，辐射“照明”景物和环境，应用普通低照度黑白摄像机、白天彩色夜间自动变黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机，感受周围环境反射回来的红外光实现夜视。二、红外灯的原理及其特性    光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为

5、380nm～780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。    普通CCD黑白摄像机可以感受光的光谱特性，它不仅能感受可见光，而且可以感受红外光。这就是利用普通CCD黑白摄像机，配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。而普通彩色摄像机的光谱特性不能感受红外光，因此不能用于夜视。    红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二级管）红外灯和热辐射红外灯两种。其原理及特性我们介绍如下：    1.红外发射二极管（LED）红外灯的原理及特性    由红外发

6、光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830～950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。    红外发光二极管的发射功率用辐照度μW/m2表示。一般来说，其红外辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外

7、二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。    当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。    红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方，并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的50%的角度称为半强度辐射角。

8、不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。    2.热辐射红外灯的基本原理及其特性    热辐射现象是极为普通的,物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光，所以人眼不