視頻監(jiān)控的發(fā)展方向在于室外,室外監(jiān)控的發(fā)展方向在于夜視,夜視的發(fā)展方向在于紅外技術(shù),這個(gè)趨勢(shì)越來(lái)越明顯。

紅外燈原理特性

光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(gè)納米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可見(jiàn)的只是其中一部分，我們稱(chēng)其為可見(jiàn)光，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為380nm～780nm，可見(jiàn)光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱(chēng)為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱(chēng)為紅外光。

普通CCD黑白攝像機(jī)可以感受光的光譜特性，它不僅能感受可見(jiàn)光，而且可以感受紅外光。這就是利用普通CCD黑白攝像機(jī)，配合紅外燈可以比較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)夜視的基本原理。而普通彩色攝像機(jī)的光譜特性不能感受紅外光，因此不能用于夜視。

紅外燈按其紅外光輻射機(jī)理分為半導(dǎo)體固體發(fā)光(紅外發(fā)射二級(jí)管)紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。其原理及特性我們介紹如下：

1.紅外發(fā)射二極管(LED)紅外燈的原理及特性

由紅外發(fā)光二級(jí)管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料(常用砷化鎵GaAs)制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)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(jī)可感受的范圍。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，(采用940～950nm波長(zhǎng)紅外管)或僅有微弱紅暴(紅暴為有可見(jiàn)紅光)和壽命長(zhǎng)。

紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μW/m2表示。一般來(lái)說(shuō)，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(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。

當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓(約0.8V左右)電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線(xiàn)，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高)會(huì)使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

紅外二極管的最大輻射強(qiáng)度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強(qiáng)度為最大值的50%的角度稱(chēng)為半強(qiáng)度輻射角。不同封裝工藝型號(hào)的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。

2.熱輻射紅外燈的基本原理及其特性

熱輻射現(xiàn)象是極為普通的,物體在溫度較低時(shí)產(chǎn)生的熱輻射全部是紅外光，所以人眼不能直接觀(guān)察到。當(dāng)加熱500度左右時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生暗紅色的可見(jiàn)光，隨著溫度的上升，光變得更亮更白。在熱輻射光源中通過(guò)加熱燈絲來(lái)維持它的溫度，供輻射繼續(xù)不斷的進(jìn)行。維持一定的溫度而從外部提供的能量與因輻射而減少的能量達(dá)到平衡。

輻射體在不同加熱溫度時(shí)，輻射的峰值波長(zhǎng)是不同的，其光譜能量分布也是不同的。

根據(jù)以上原理，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)和工藝制成的紅外燈泡，其紅外光成分最高可達(dá)92～95%。國(guó)外生產(chǎn)的這種紅外燈泡的技術(shù)性能為:

功率100～375W;電源電壓230～250V;使用壽命5000小時(shí)、輻射角度60～80度。

普通黑白攝像機(jī)感受的光譜頻率范圍也是很寬的，且紅外燈泡一般可制成比較大的功率和大的輻照角度，因此可用于遠(yuǎn)距離紅外燈，這是它最大的優(yōu)點(diǎn)。其最大不足之處是包含可見(jiàn)光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果每天工作10小時(shí)，5000小時(shí)只能使用一年多，考慮散熱不夠，壽命還要短。而對(duì)于客戶(hù)來(lái)講，更換燈泡是麻煩和不愉快的事情。

在克服熱輻射紅外燈缺點(diǎn)方面進(jìn)行了許多努力，首先是研制和應(yīng)用了高通紅外濾波鋼化玻璃。波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，紅暴愈小，甚至可達(dá)到全無(wú)紅暴，但是，紅外光的效率愈低，紅外燈發(fā)熱就愈高。紅外玻璃的波長(zhǎng)可根據(jù)用戶(hù)對(duì)紅暴要求高低加以選擇，一般而言，相同有效輻照距離時(shí)，對(duì)紅暴要求愈高，造價(jià)愈高。紅外玻璃經(jīng)過(guò)鋼化，可以耐受急冷急熱的變化，在內(nèi)部紅外燈泡由于可見(jiàn)光濾除的部分，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生熱量，溫度會(huì)很高，外部冷風(fēng)及雨雪的突襲下，急冷而不致?lián)p壞。為提高熱輻射紅外燈的壽命，采用了光控開(kāi)關(guān)電路，以減小其工作時(shí)間;采用了變壓穩(wěn)壓整流電路，使其發(fā)光功率得以充分發(fā)揮而且提高了紅外燈的壽命;而更重要的是考慮燈絲冷阻是非常小的，如100W紅外燈泡，燈絲熱阻為529Ω，這時(shí)的工作電流只有0.4348A，而冷阻只有36Ω，紅外燈接通電源瞬間為6.39A瞬時(shí)功達(dá)到1470W，這一瞬間燈絲負(fù)荷過(guò)載達(dá)幾十倍，這對(duì)燈絲壽命有非常大的影響。人們研制的燈絲保護(hù)電路，相信紅外燈燈泡的工作壽命會(huì)成倍增長(zhǎng)。此外，還增加了延時(shí)開(kāi)關(guān)電路以防環(huán)境的光干擾。

紅外燈選購(gòu)須知

一、正芯和散芯的區(qū)分

燈芯選用正芯還是散芯決定著紅外燈的質(zhì)量，二者之間的價(jià)格也非常懸殊，甚至相差五倍以上，這也是市場(chǎng)上紅外燈價(jià)格三六九等的一個(gè)重要原因。攝像機(jī)對(duì)發(fā)光光譜在850納米的燈最敏感，即有紅爆的紅外管，這個(gè)頻段的紅外燈管也是價(jià)格最貴的。將紅外燈的燈板取下，再找一只可調(diào)的穩(wěn)壓電源。在光線(xiàn)較暗的環(huán)境下，先將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)至紅外燈的額定工作電壓，連接紅外燈，此時(shí)紅外燈正常工作，然后逐漸調(diào)低電壓至燈管熄滅，看燈管的發(fā)光程度是否一致，如果在此過(guò)程中燈板上所有的燈管發(fā)光一樣，則說(shuō)明燈管用的是正芯;如果有的燈稍亮有的燈稍暗，那么燈芯的質(zhì)量就讓人懷疑了。另外還有一種方法測(cè)量法。在紅外燈正常工作的情況下測(cè)量每個(gè)燈管的工作電壓。目前市場(chǎng)上的LED紅外燈大多數(shù)用的是小功率燈管，芯片多為12MIL或者14MIL[1密耳 (mil)=0.0254毫米(mm)]，每只燈管正常的工作電壓是1.5V左右。

用一數(shù)字萬(wàn)用表，量程開(kāi)關(guān)打至2V檔，測(cè)量每一個(gè)燈管的工作電壓，若是正芯管，每一個(gè)燈管的工作電壓的誤差值在0.03V以?xún)?nèi)，若大于這個(gè)數(shù)值，特別是普遍較大時(shí)就說(shuō)明這批燈管絕非正芯。這種方法對(duì)940納米的紅外燈同樣適用。

正芯燈管的優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定，新時(shí)一樣新，老時(shí)一樣老，工作上三五年以后再看燈板上的燈，他們發(fā)光也非常一致。如果是嫌照度低，適當(dāng)調(diào)整工作電流即可使其恢復(fù)青春。散芯燈管就不一樣了，工作半年以后燈板上有的燈亮有的燈暗，一年以?xún)?nèi)不出故障就是萬(wàn)幸了。即便是換掉壞管子，不長(zhǎng)時(shí)間后仍然出故障，因?yàn)檎w質(zhì)量太差了。

二、燈芯芯片大小的區(qū)分

正規(guī)的方法是用化學(xué)溶劑將膠體溶解后測(cè)量燈芯的大小。但是對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，即使你可以溶解膠體也無(wú)法測(cè)量出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，因?yàn)槲覀儧](méi)有那么精確的測(cè)量工具[1密耳(mil)=0.0254毫米(mm)]。通常是看工作電流。一般來(lái)說(shuō)12MIL的燈管最大工作電流不超過(guò)60毫安，14MIL的不超過(guò)70毫安。但是現(xiàn)在由于市場(chǎng)等等因素，有些一體機(jī)的12MIL的燈工作電流做到了80毫安。這個(gè)方法又不確定了。但是可以提供我們一個(gè)參考，就是工作電流大的芯片可能就大，但是電流大了壽命就短了。比如12MIL的燈工作電流做到了80毫安，那么它的壽命最多也就是2年。你知道這個(gè)，手頭上多備些燈板就可以了，反正換一次燈板掙一次錢(qián)，銷(xiāo)售及工程都有賺，大家皆大歡喜。

三、看工藝

看工藝就像看一個(gè)人一樣，如果一個(gè)人穿著邋里邋遢，很難信息他的工作會(huì)認(rèn)真(當(dāng)然陳景潤(rùn)先生那樣的除外)。工藝的好壞一定程度上說(shuō)明產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是焊接工藝。燈管焊接時(shí)間要求小于1.5秒，焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)直接影響到燈管的壽命。這一點(diǎn)我們?cè)谠囼?yàn)過(guò)程中已得到認(rèn)定。

四、其他方面

從工作電壓看紅外燈的穩(wěn)定性。

仔細(xì)觀(guān)察燈板我們不難發(fā)現(xiàn)燈板上若干個(gè)燈管串聯(lián)為一組，然后這若干組再并聯(lián)，從而構(gòu)成整個(gè)燈板線(xiàn)路。每組燈管中如果有一個(gè)燈管出現(xiàn)問(wèn)題，那么這一組燈就會(huì)不亮。目前市場(chǎng)上大多數(shù)燈板的工作電壓是12V，有些是24V。12V的燈多為6至7只燈管串聯(lián)為一組，24V的則為14只或者15只為一組串聯(lián)。同樣是一只燈管有故障，電壓高的不工作的燈管數(shù)量遠(yuǎn)大于電壓低的燈。就是說(shuō)工作電壓低的燈穩(wěn)定性要高一些。

紅外線(xiàn)燈的質(zhì)量主要取決于兩個(gè)方面，除了LED紅外二極管外就是供電電源了。紅外線(xiàn)燈絕大多數(shù)安裝在高處，一旦出現(xiàn)問(wèn)題工程商首先拾麻煩，然后工程商再找銷(xiāo)售商，銷(xiāo)售商再找廠(chǎng)家;本來(lái)銷(xiāo)售商的利潤(rùn)就低，再來(lái)回地接貨發(fā)貨，到最后這一個(gè)燈不一定賺錢(qián)還有可能賠錢(qián)。所以電源的質(zhì)量至關(guān)重要!

五、關(guān)于陣列式紅外燈

陣列式紅外燈其實(shí)就是將若干個(gè)紅外LED芯片集中在一片基板上，其內(nèi)部線(xiàn)路與普通的LED紅外燈一樣。選購(gòu)陣列式紅外燈一定注意其散熱措施。好質(zhì)量的陣列式紅外燈的后背都有一個(gè)厚厚的散熱片，而且陣列式基板與散熱片之間還涂有導(dǎo)熱硅脂，以便于散熱。

陣列式紅外燈有體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但也有它的缺點(diǎn)，由于其內(nèi)部同樣是采取先串聯(lián)后并聯(lián)線(xiàn)路，一旦有一個(gè)芯片損壞就會(huì)導(dǎo)致一組燈不工作，同時(shí)無(wú)法更換這個(gè)損壞的芯片。

如果損壞的組數(shù)多了的話(huà)就只得更換整個(gè)基板了，維護(hù)成本相對(duì)較高。

六.關(guān)于大功率紅外燈

大功率紅外燈(食人魚(yú)封裝)最注重的就是散熱，燈板用鋁基板，且通過(guò)螺絲與機(jī)殼連接，通過(guò)外殼散熱。另外多內(nèi)置風(fēng)機(jī)，通過(guò)強(qiáng)制風(fēng)冷增加燈板與外殼的熱交換。如果是用普通的線(xiàn)路板，可以斷定這個(gè)燈板的質(zhì)量肯定不高，而且壽命也肯定不長(zhǎng)。

七.關(guān)于紅外燈的壽命

廠(chǎng)家一般標(biāo)稱(chēng)紅外燈的壽命為25000小時(shí)。實(shí)際壽命與燈的生產(chǎn)工藝、線(xiàn)路設(shè)計(jì)、電源質(zhì)量及工作環(huán)境等等都有關(guān)系。