红外摄像机核心考察要素之四:红外灯
中国安防行业网    2012-10-29 13:53:00    关键字:红外摄像机 红外灯 视频监控      浏览量:

  对于监控摄像机来说,不仅要满足人们白天监控的需求,夜晚监控使命更重要。在夜视环境下监控红外灯就必不可少。从第一代红外灯到现在第三代红外灯,红外灯的排列方式也决定着产品的使用寿命,所以,红外灯在监控摄像机中扮演着重要且脆弱的角色。

  红外灯是红外摄像机的核心部件,目前市场主要有两种类别,一种是传统型的圆珠LED灯,是比较传统和常用的一种红外光源,后来封装不同的"食人鱼"红外灯,也可将之划分为传统红外灯;另一种是两年前风靡一时的"阵列式"红外光源,其原理是将诸多发光芯片加以集成,光电转化效率比普通的要高,普通LED的光电转换率是10%,而"阵列式"红外摄像机的光电转换率可提升到25%以上,这也正是"阵列式"红外防水摄像机照使所有物体"太白"的原因。夜间,人脸和衣服在图像上很难区别开来。另外,其发热量无法像传统红外灯一样固定。在监控摄像头的镜头周围,市场上所见到的"阵列式"红外摄像机,多为灯板与镜头分离,红外灯分别固定在上下或是左右两侧。

  红外光源关系到监控摄像机的寿命和距离,一般来说,红外灯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。因此要求工作电流准确、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的升高(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。

  此外,红外灯控制板也很重要。一块好的红外灯板,发光均匀,寿命较长;灯板会针对变压器电压电流不稳的情况下,开发配有控制板,进行稳压稳流的自我调节;而差的灯板不仅使用便宜的灯芯,就连最基本的控制板也没有。众所周知,红外灯所视距离有限制,很多JS强行加大功率,牺牲红外灯的使用寿命,让红外灯达到更远的距离;而这种灯板三个月后灯源就开始衰减,夜视范围可能由原来的20米变成了5米,直至消失。红外灯衰减是必然结果,但是如果一个监控摄像机夜视功能不能连续使用1年以上,那么这个产品就直接定位不合格品。

  一、红外灯的类型区别

  点阵式红外灯与传统LED主要从以下几点来区别:

  1、亮度:单一个传统LED的光学输出一般约为5-15mW,现今虽有40-50mW或更大功率的LED问市,但依然无法与单颗点阵式LED相比,且由于热电不分离的基本设计使它的散热处理不易。最大的点阵式红外灯的光学输出可达约2000mW以上,甚至更高。也就是说一两百个传统LED的亮度总和相等于一个点阵式红外灯的亮度。故很小的零件体积却能在很长的距离看清标的物。

  2、体积:由于点阵式红外灯为高度集成(highlyintegrated)的LED,故体积比相同亮度的LED总和小很多。

  3、发光角度:传统LED受限与设计以至散热处理不佳,为迁就散热,单颗的发光无法太大,照射距离便受到了限制,故多以小角度制作,集中能量以期照得远一些,其发光角一般为8°-30°角,故形成一道有如手电筒般的光束,中央图像过亮而泛白而周围过暗看不清楚。点阵式LED的发光体原始的角度约为150°,可通过光学手段改变不同的角度,灵活度大。在室内可均匀照亮全部空间,而其它LED的光束无法做到,而使用在超长距离的室外,其整体产品的体积远小于一般传统LED产品。

  4、寿命长:由于点阵式红外灯的散热易处理及制作材料不同,其寿命约为传统LED寿命的五到十倍。在使用之后的近两年内,人眼几乎无法看出照度衰减。

  5、点阵式红外灯的质量等级一般为军工级,高于工业级,当然高于一般使用商业等级的LED。简单说,正常使用下不容易出现问题。

  二、红外灯选购时可借鉴以下几种简单的鉴别方法

  1、正芯和散芯的区分

  灯芯选用正芯还是散芯决定着红外灯的质量,二者之间的价格也非常悬殊,甚至相差五倍以上,这也是市场上红外灯价格三六九等的一个重要原因。摄像机对发光光谱在850纳米的灯最敏感,即有红爆的红外管,这个频段的红外灯管也是价格最贵的。将红外灯的灯板取下,再找一只可调的稳压电源。在光线较暗的环境下,先将稳压电源的输出电压调至红外灯的额定工作电压,连接红外灯,此时红外灯正常工作,然后逐渐调低电压至灯管熄灭,看灯管的发光程度是否一致,如果在此过程中灯板上所有的灯管发光一样,则说明灯管用的是正芯;如果有的灯稍亮有的灯稍暗,那么灯芯的质量就让人怀疑了。另外还有一种方法--测量法。在红外灯正常工作的情况下测量每个灯管的工作电压。目前市场上的LED红外灯大多数用的是小功率灯管,芯片多为12MIL或者14MIL[1密耳(mil)=0.0254毫米(mm)],每只灯管正常的工作电压是1.5V左右。用一数字万用表,量程开关打至2V档,测量每一个灯管的工作电压,若是正芯管,每一个灯管的工作电压的误差值在0.03V以内,若大于这个数值,特别是普遍较大时就说明这批灯管绝非正芯。这种方法对940纳米的红外灯同样适用。

  正芯灯管的优点是工作稳定,新时一样新,老时一样老,工作上三五年以后再看灯板上的灯,他们发光也非常一致。如果是嫌照度低,适当调整工作电流即可使其恢复青春。散芯灯管就不一样了,工作半年以后灯板上有的灯亮有的灯暗,一年以内不出故障就是万幸了。即便是换掉坏管子,不长时间后仍然出故障,因为整体质量太差了。

  2、灯芯芯片大小的区分

  正规的方法是用化学溶剂将胶体溶解后测量灯芯的大小。但是对于绝大多数人来说,即使你可以溶解胶体也无法测量出准确数据,因为我们没有那么精确的测量工具[1密耳(mil)=0.0254毫米(mm)]。通常是看工作电流。一般来说12MIL的灯管最大工作电流不超过60毫安,14MIL的不超过70毫安。但是现在由于市场等等因素,有些一体机的12MIL的灯工作电流做到了80毫安。这个方法又不确定了。但是可以提供我们一个参考,就是工作电流大的芯片可能就大,但是电流大了寿命就短了。比如12MIL的灯工作电流做到了80毫安,那么它的寿命最多也就是2年。你知道这个,手头上多备些灯板就可以了,反正换一次灯板挣一次钱,销售及工程都有赚,大家皆大欢喜。

  3、看工艺

  工艺的好坏一定程度上说明产品的质量,特别是焊接工艺。灯管焊接时间要求小于1.5秒,焊接时间过长会直接影响到灯管的寿命。

  4、其他方面

  从工作电压看红外灯的稳定性。仔细观察灯板我们不难发现灯板上若干个灯管串联为一组,然后这若干组再并联,从而构成整个灯板线路。每组灯管中如果有一个灯管出现问题,那么这一组灯就会不亮。目前市场上大多数灯板的工作电压是12V,有些是24V。12V的灯多为6至7只灯管串联为一组,24V的则为14只或者15只为一组串联。同样是一只灯管有故障,电压高的不工作的灯管数量远大于电压低的灯。就是说工作电压低的灯稳定性要高一些。

  红外线灯的质量主要取决于两个方面,除了LED红外二极管外就是供电电源了。红外线灯绝大多数安装在高处,一旦出现问题工程商首先拾麻烦,然后工程商再找销售商,销售商再找厂家;本来销售商的利润就低,再来回地接货发货,到最后这一个灯不一定赚钱还有可能赔钱。所以电源的质量至关重要!

  5、关于阵列式红外灯

  阵列式红外灯其实就是将若干个红外LED芯片集中在一片基板上,其内部线路与普通的LED红外灯一样。选购阵列式红外灯一定注意其散热措施。好质量的阵列式红外灯的后背都有一个厚厚的散热片,而且阵列式基板与散热片之间还涂有导热硅脂,以便于散热。

  阵列式红外灯有体积小重量轻等优点,但也有它的缺点,由于其内部同样是采取先串联后并联线路,一旦有一个芯片损坏就会导致一组灯不工作,同时无法更换这个损坏的芯片。如果损坏的组数多了的话就只得更换整个基板了,维护成本相对较高。

  6、关于大功率红外灯

  大功率红外灯(食人鱼封装)最注重的就是散热,灯板用铝基板,且通过螺丝与机壳连接,通过外壳散热。另外多内置风机,通过强制风冷增加灯板与外壳的热交换。如果是用普通的线路板,可以断定这个灯板的质量肯定不高,而且寿命也肯定不长。

  7、关于红外灯的寿命

  厂家一般标称红外灯的寿命为25000小时。实际寿命与灯的生产工艺、线路设计、电源质量及工作环境等等都有关系。