Instalaciones avanzadas Producción eficienteCon la creciente demanda de vigilancia de visión nocturna en el proyecto de sistema de vigilancia de video de seguridad, las cámaras infrarrojas han ingresado al mercado principal de cámaras y el volumen de ventas aumenta día a día. Los problemas en la aplicación de la tecnología de visión nocturna por infrarrojos se exponen gradualmente.
De hecho, la tecnología de visión nocturna es una tecnología optoelectrónica que permite la observación nocturna mediante dispositivos de imagen optoelectrónicos. Incluye visión nocturna con poca luz y visión nocturna con infrarrojos: la tecnología de visión nocturna con poca luz es un tipo de tecnología de visión nocturna con tubo de mejora de imagen, que en realidad mejora la imagen débil del objetivo iluminada por la luz nocturna para la observación. Tecnología de imagen fotoeléctrica. Aquí se habla principalmente de la tecnología de visión nocturna infrarroja activa, que es un tipo de tecnología de visión nocturna que realiza la observación al iluminar y utilizar activamente la luz infrarroja de la fuente infrarroja de reflexión objetivo. El equipo correspondiente es un aparato de visión nocturna infrarrojo activo, y el núcleo real es la cámara infrarroja.
La combinación de la fuente de luz infrarroja, la cámara compuesta por el sensor de imagen CCD o CMOS del dispositivo de imagen fotoeléctrica sin visión directa y la lente requerida para la imagen de imagen son los tres factores principales que dominan el efecto de monitoreo nocturno de la cámara infrarroja.
En primer lugar, la elección de la fuente de luz infrarroja.
La luz infrarroja es una luz invisible que tiene una longitud de onda superior a 780 nm. En general, hay tres métodos para producir dicha luz invisible.
1. Use directamente luz infrarroja de lámparas incandescentes o de xenón. Es decir, el filtro de luz visible se instala en las dos lámparas para filtrar la luz visible, y solo se emiten los rayos infrarrojos invisibles;
2. Use LED de diodo emisor de luz infrarroja o matrices de LED para generar luz infrarroja. Tales dispositivos generan luz infrarroja mediante la recombinación de electrones y agujeros en un semiconductor de arseniuro de galio (GaAs);
3. Utilice el diodo láser infrarrojo LD, también puede usarse como fuente de luz infrarroja. Sin embargo, es necesario excitar o bombear electrones en un estado de menor energía a un estado de mayor energía, y mantener la radiación infrarroja estimulada invirtiendo una gran cantidad de distribución de partículas y resonando.
El primer tipo de fuente de luz es una fuente de luz infrarroja térmica, y su mayor ventaja es que se puede convertir en una potencia relativamente grande y un gran ángulo de irradiación, de modo que la distancia de irradiación es larga. El mayor defecto es que contiene componentes de luz visible, es decir, hay una tormenta roja y la vida útil es corta. Si trabaja 10 horas al día, solo se pueden usar 5000 horas durante más de un año. Si considera insuficiente la disipación de calor, la esperanza de vida es corta. Para mejorar la vida útil de la lámpara infrarroja de radiación de calor, también se debe usar un circuito de interruptor de control de luz para reducir el tiempo de trabajo. Además, se ha agregado un circuito de interruptor de retardo para evitar la interferencia de la luz ambiental.
El segundo es una lámpara de infrarrojos compuesta por una matriz de semiconductores de arseniuro de galio LED, especialmente un chip integrado de tipo emisor de luz LEDArray que ahora se desarrolla utilizando una nueva tecnología. Su LED-Array tiene una salida óptica de 800mw-1000mw, que se ha convertido en un reemplazo para los LED ordinarios. El LED-Array tiene un ángulo de media potencia de 10-120 ° (ángulo variable).
Dado que el LED-Array es un LED altamente integrado y el tamaño es de solo una moneda de un centavo, puede iluminar de manera uniforme todo el espacio interior, con una vida útil de 50,000 horas. Fue utilizado originalmente en aviones de aviación. En los últimos años, debido al desarrollo del mercado de monitoreo nocturno civil, LED-Array se ha trasladado gradualmente al mercado civil, convirtiéndose en una opción ideal para el monitoreo nocturno de alta calidad.
Aunque los LED infrarrojos y las matrices de LED han eliminado las fuentes de luz infrarrojas térmicas, las fuentes de luz LD infrarrojas deben seleccionarse para monitorear escenas de alcance ultra-largo de más de 1 km. Porque los láseres semiconductores tienen mayor brillo y mejor directividad que los LED.
En general, preste atención a los siguientes puntos al seleccionar una fuente de infrarrojos.
A, la selección de la distancia de luz infrarroja debe dejar un margen
Al seleccionar una lámpara de infrarrojos, preste especial atención a la diferencia entre la distancia nominal y la distancia de irradiación real. Debido a que algunos fabricantes tienen una distancia visible nominal grande, se requieren pruebas reales al seleccionar la distancia de irradiación de la lámpara IR, y se requiere un margen suficiente para que la iluminación de la escena observada sea confiable.
B. Se debe seleccionar la fuente de la fuente de corriente constante.
Debido a que el LED es un dispositivo controlado por corriente, su luminancia y potencia son proporcionales a la corriente del variador, no al voltaje. Por lo tanto, para mantener constante la intensidad luminosa, es necesario utilizar una fuente de luz impulsada por una fuente de corriente constante.
C, elegir una buena fuente de calor.
Debido a que el tubo emisor de luz tiene el problema de la generación de calor y la disipación de calor, especialmente la fuente de luz con una gran distancia de potencia es grande, por lo que es necesario seleccionar una fuente de luz con buena disipación de calor para garantizar un funcionamiento estable y confiable.
D. Para utilizar una fuente de luz infrarroja con un circuito de suministro de energía del circuito de control automático del interruptor de control de luz y separado de la placa de luz
Debido a que el circuito de la fuente de alimentación de la lámpara infrarroja no está separado de la placa de la lámpara, el calor generado por el funcionamiento del tubo emisor de luz afecta el rendimiento del componente del circuito de la fuente de alimentación, lo que provoca la iluminación de la fuente de alimentación. tubo para ser inestable. Con el circuito del interruptor controlado por luz, se puede hacer la luz infrarroja. Las luces están apagadas durante el día y abren por la noche.
E, para elegir la luz infrarroja según la distancia de vigilancia.
Debido a que el LED infrarrojo se puede montar en la lente, se puede usar con la cámara infrarroja o directamente en la carcasa alrededor de la cámara y la interfaz de la lente. Obviamente, estos dos conjuntos tienen menos LED infrarrojos, y la distancia a la que están iluminados no es tan lejana como la de una lámpara LED infrarroja separada. En general, a más de 50 m, es mejor usar una luz infrarroja separada, y el otro LD se usa para la iluminación nocturna de una escena de monitoreo con una distancia de más de 1 km, pero el haz del LD es delgado y fuerte, por lo que Si el haz infrarrojo ilumina un cierto rango de escenas, use También es necesario expandir el haz a través de una lente expansora de haz.
En segundo lugar, la elección de la cámara.
En la actualidad, el dispositivo fotosensible de la cámara tiene dos tipos de CMOS y CCD. Al igual que el CCD, el chip del sensor de imagen CMOS también responde a las ondas de luz infrarroja, pero es mucho más sensible que el chip del sensor de imagen CCD en el rango de 890-980 nm, y el gradiente de atenuación es más lento a medida que aumenta la longitud de onda. Con el rápido desarrollo de los chips de imagen CMOS, la señal de ruido se ha reducido aún más, y las cámaras CMOS de nivel estrella también han estado disponibles. Por lo tanto, no se limita necesariamente a la selección de cámaras CCD, y puede utilizarse completamente para seleccionar sus respectivas ventajas. En general, los puntos de selección de la cámara de infrarrojos son los siguientes.
A, debe elegir una cámara de baja iluminación, sus requisitos de iluminación son generalmente ≤ 0.02Lux
Algunos fabricantes o proveedores de cámaras informan falsamente la iluminación mínima, de modo que la distancia efectiva de la visión nocturna se reduce considerablemente, por lo que es mejor probar específicamente.
Las cámaras luminosas y de sensibilización a nivel de estrellas pueden funcionar en condiciones muy oscuras, pero algunas áreas con coeficientes de reflexión pequeños aún no están disponibles, como desiertos, áreas verdes y áreas forestales. En este caso, se requiere una cámara de visión nocturna con poca luz acoplada directamente por un panel de fibra y un cono de luz por un intensificador de imagen de alto rendimiento y un CCD en blanco y negro CCIR. En resumen, cuanto menor sea la iluminación, mejor. Debido a que actualmente no está estandarizado, es imposible creer que la iluminación mínima de la fábrica sea nominal. Es mejor probar bajo condiciones prácticas. Generalmente, el requisito de iluminación es generalmente ≤ 0.02 Lux.
B. El tamaño del sensor de imagen de la cámara infrarroja seleccionado es lo más grande posible.
Debido a que 1/4 CCD no se puede usar para la distancia efectiva de visión nocturna infrarroja por encima de 15 m, porque el flujo luminoso de 1/4 CCD es solo el 50% de 1/3 CCD. El tamaño del CCD es grande y el flujo luminoso recibido es grande; el tamaño del CCD es pequeño y el flujo luminoso recibido es pequeño. Por lo tanto, la cámara de visión nocturna selecciona 1/2 del CCD, y se puede probar 1/3 del CCD, pero es absolutamente imposible seleccionar 1/4.
C, la cámara de infrarrojos debe tener el obturador electrónico automático y la función de control automático de ganancia (AGC)
Debido a estas funciones, la señal se puede ajustar a un mejor estado para cumplir con el efecto de observación.
D, necesito cubrir la ocasión para elegir la cámara ultra-miniatura CMOS
Debido a su bajo consumo de energía, alta integración y pequeño tamaño, solo se pueden usar sensores de imagen CMOS, por lo que se puede convertir en un botón de camisa y una cámara CMOS del tamaño de un botón de traje. Junto con la miniaturización de la fuente de infrarrojos correspondiente y la introducción de baterías de alto rendimiento, el tercer ojo estará en todas partes. De esta manera, con un par de gafas de visión nocturna y un sombrero con una fuente de infrarrojos y una cámara ultra-miniatura CMOS, la noche será tan blanca. Obviamente, esto cambiará el rostro de toda nuestra vida social.
E, combinando la cámara con una pequeña fuente de alimentación regulada
La selección de la fuente de alimentación de la cámara debe prestar atención a los dos puntos siguientes.
1. Seleccione la fuente de alimentación regulada. Debido a que el AC220V de la red eléctrica es inestable, si solo se selecciona un transformador con una corriente alterna de 12V y no se estabiliza, el circuito en la cámara será inestable, lo que hará que la cámara sea inestable y el rendimiento requerido no cumpla con los requisitos.
2. Es mejor elegir una fuente de alimentación pequeña que sea más del doble de la corriente de la cámara. Si la corriente de la cámara es 200mA o 250mA, generalmente es suficiente seleccionar 500mA. Si la selección es demasiado grande, como 1A para una cámara, el volumen es demasiado grande y el precio es demasiado alto; si es demasiado pequeña, la corriente de la cámara puede estar caliente (porque el tiempo de trabajo continuo es demasiado largo) y afecta la confiabilidad y la vida útil.
En tercer lugar, la elección de la lente, etc.
La lente de la cámara es el equipo clave de la cámara de infrarrojos. Su calidad (indicador) afecta directamente el efecto de imagen del sistema. Por lo tanto, si la selección de lentes es apropiada está relacionada con la calidad del sistema y el costo de ingeniería. Por lo tanto, preste atención a los siguientes puntos al elegir una lente:
A, la mejor opción de lente infrarroja.
Debido a la lente óptica ordinaria, la luz infrarroja reflejada de nuevo en la lente por el objeto no puede enfocarse de manera efectiva en la superficie objetivo del CCD, y el efecto de visión nocturna infrarroja se reduce considerablemente, por lo que es preferible utilizar la lente infrarroja. Especialmente para las cámaras negras que cambian de color, es imposible hacer que los planos focales de vigilancia día-noche sean consistentes sin usar lentes infrarrojos, por lo que las imágenes de día y de noche no se pueden mantener claras.
B. El tamaño de imagen de la lente seleccionada es preferiblemente el mismo que el tamaño del sensor de imagen en la cámara.
El tamaño de la lente seleccionada debe ser el mismo que el tamaño del sensor de imagen en la cámara. Si el tamaño del sensor de imagen es 1/2 ", el tamaño de imagen de la lente debe ser 1/2".
Cuando el tamaño de imagen de la lente es más grande que el tamaño de la superficie fotosensible de la cámara, la imagen no se verá afectada, pero el ángulo de visión de imagen real es más pequeño que el campo de visión nominal de la lente, y cuando el tamaño de imagen de la lente es más pequeña que la de la cámara. Cuando el tamaño es pequeño, afectará la imagen, y la imagen está rodeada por el cilindro de la lente, y aparecen esquinas negras en las cuatro esquinas de la imagen.
Se puede ver que para las cámaras de 1/3 ", se pueden seleccionar lentes de 1/3", 1/2 "y 2/3"; para 1/2 "se pueden seleccionar cámaras, 1/2", 2/3 ". La lente, pero no la lente 1/3. Dado que el CCD es como un ojo humano, la lente es como las gafas de las personas, las gafas son demasiado pequeños, los ojos no verán las cosas circundantes.
C, el mejor método de instalación de lentes y interfaz de cámara.
La interfaz entre la lente y la cámara se instala en dos tipos: tipo C y tipo CS. Los dos son los mejores. Si elige una lente tipo C, necesita agregar un anillo de 5 mm de grosor. Si se conecta directamente a la cámara de interfaz CS sin agregar un anillo, la superficie del espejo posterior de la lente puede tocar el cristal protector de la superficie sensible del CCD, lo que puede causar daños a la cámara CCD. Esto es particularmente notable en el uso práctico.
D, es mejor elegir una lente de iris automática para adaptarse a los grandes cambios en la iluminación diurna y nocturna
Debido a la vigilancia diurna y nocturna, la iluminación varía ampliamente, por lo que es mejor usar una lente de iris automático que cambie automáticamente de acuerdo con la iluminación para mantener la imagen clara.
E, la resolución de la lente y la transmitancia deben cumplir los requisitos
La resolución de la lente de imagen utilizada debe ser mayor que la resolución de la cámara, de lo contrario no se logrará la nitidez requerida. Y la transmitancia de la lente en la lente es mejor, es decir, la atenuación de la luz es muy pequeña.
F, distancia de monitoreo de más de 1 km, también es necesario utilizar lentes de colimación con expansión de haz láser
De acuerdo con el tamaño y la distancia de la escena que se va a observar, seleccione la lente colimadora de expansión del rayo láser adecuada para que el rayo láser pueda iluminar la escena que se va a monitorear, de modo que la cámara pueda recibir la luz reflejada de la escena de monitoreo.
G. Preste atención a la cubierta protectora del vidrio de la ventana con un buen rendimiento.
Además de seleccionar lámparas de infrarrojos, cámaras y lentes, también debe prestar atención a las consideraciones generales de las cubiertas protectoras y las fuentes de alimentación. Debido a que la cubierta protectora tiene un efecto sobre el efecto de la lámpara infrarroja, como la luz infrarroja que pasa a través de diferentes medios, la transmitancia y la reflectividad son diferentes. Por ejemplo, diferentes vidrios de ventana, especialmente los recubiertos con descongelación automática, tienen una atenuación diferente de la luz infrarroja, por lo que se debe tener cuidado al seleccionar una cubierta protectora con un buen vidrio de ventana.
En cuarto lugar, la conclusión.
Se puede ver por lo que antecede que las tres fuentes de luz infrarroja tienen sus ventajas y desventajas, pero la fuente de luz infrarroja térmica es básicamente eliminada por el LED infrarrojo y la fuente de luz LED-Array. Porque el LED-Array también se puede utilizar para iluminar completamente la distancia de varios cientos de metros de escenas de monitoreo. En cuanto a la escena de monitoreo de distancia ultra larga de 1 km o más, es mejor usar una fuente de luz infrarroja LD. Debido a su alto brillo, un LD encabeza muchos LED, por lo que la fuente de luz infrarroja LD es pequeña y liviana, que es la mejor opción para distancias ultra largas.
El tema más importante en la selección de cámaras de infrarrojos es el conjunto completo. Además de seleccionar la fuente de luz infrarroja, la adaptación de la cámara, la lente, la cubierta protectora, la fuente de alimentación, etc. debe considerarse de manera integral. Solo considerando los puntos de selección mencionados en el artículo, podemos obtener el efecto con la mitad del esfuerzo.