红外灯使用寿命

红外灯使用寿命灯管的消耗的电能一部分转换为有效的光能量，一部分则转换为热能，这是不可避免的，问题是对产生的热能要进行合理的控制和处置。

当产生的热能太多，或没有采取适当的降温措施时，机内温升过高，导致了灯管的过快老化引起照射距离的过快下降。

特别是一些生产者，没有健康的经营理念，片面追求交货时的性能，忽视产品的使用寿命，在没有解决发热和温升过高问题的情况下，拼命追求亮度和距离，更是使其使用寿命急速下降。

红外线红外光原理在自然界中，任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃)，就存在分子和原子无规则的运动，其就会不断地辐射红外线。

红外线辐射又遵循黑体定律。

黑体简单地说就是在任何情况下对一切波长的光的入射辐射、其吸收率都等于1的物体，也就是说全吸收。

显然，自然界中实际存在的任何物体对不同波长的光的入射辐射都有一定的反射(吸收率不等于1)，黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型，但黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础。

光是一种电磁波，具有与无线电波一样的本质。

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。

红外光线的波长在780nm～1000μm之间，位于无线电波与可见光之间。

红外灯按其红外线辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二极管IR LED）红外灯和热辐射红外灯两种。

2、红外线摄像机技术原理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(-273℃)以上都发射红外光的原理，人体和热机发出的红外光较强，其它物体发出的红外光相对微弱，利用特殊的热红外夜视仪可以实现夜间监控。

但这种特殊的热红外夜视仪造价昂贵，而且不能直观、清晰地反映周围环境状况，因此在通常的夜视系统中较少被采用。

主动红外摄像技术，即利用红外灯来产生红外辐射，发出人眼看不见的红外光去照射景物和环境，即可使用普通低照度CCD黑白摄像机或"白天彩色夜间自动转黑白"的摄像机或"红外低照度彩色摄像机"去感受周围景物反射回来的红外光，从而实现夜视功能。

现阶段的红外摄像系统基本配置是：摄像机、镜头、红外灯、红外灯电源等。

这里所指的摄像机要求是低照度摄像机，且红外灯发射的红外光能够被该摄像机接收，镜头也要求能感应红外光，其主要指标F值（通光量）越小，夜视效果越好。

摄像效果的好坏，与摄像机及配套器件的合理选用有直接的关系。

摄像机灵敏度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值，摄像机的灵敏度越高，对微弱光的感应能力也就越强。

当然，灵敏度越好摄像机价格也越昂贵。

有的摄像机厂家，随意提高输出信号强度，灵敏度不错，但信噪比很差，导致图像"雪花点"很多，像质恶劣。

不同规格CCD的摄像机会较大地影响到红外摄像机的图像效果。

目前CCD摄像机规格有1/2"、1/3"、1/4"。

l/3"CCD的光通量是1/2" CCD的44%，1/4"CCD 的光通量是1/3" CCD 的50%，可见1/2"摄像机晚间图像效果最好，所以可以根据不同的环境和监控要求来选择不同规格的摄像机。

所有摄像机都感应红外，红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光，会降低摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参与成像。

要想使彩色摄像机感应红外线，现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；第二是在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案图像质量好。

红外夜视摄像机常见故障分析（1）防水和散热效果不理想：用的时间长了之后，里面或多或少的会出现水汽，造成这个现象的主要原因主要出现在外壳的密封效果不够和当时装机时没有考虑好温差，当红外灯开启时会产生大量的热量，同时由于外部的散热量不够，也会使摄像机的使用寿命减少，要解决这个问题可以把红外摄像机的外壳做成多条线槽构成，这样有利于散热。

（2）夜视效果不理想：主要是由于红外灯的角度和功能所造成的，我们现在所使用的红外灯又称850红外发射管，峰值波长在850，角度从5-6可以选择的，红外灯的角度越小，其发射距离越远，红外灯的角度越大，其发射距离越小，这要看客户想要什么样的效果和什么样的成本。

视频信号的标称值为1Vp-p，标准值为0.7Vp-p，最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植。

所以摄像机在最低照度时的图像，决不会“如同白昼一样”。

另外，摄像机在最低照度时产生的图像清晰度，是用电视信号测试卡进行测式的，其黑白相间的条纹，要求黑色反射率近于0%，白色反射率大于89.9%。

而我们在现场观察时有时不具备这样的条件，比如：树叶和草地的反射率很低，反差很小，就不易获得清晰图像。

因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。

一、普通照明设备电视监控系统使用的光源种类取决于观察时的具体时间，尤其是是外应用场合。

在白天，工作条件会随着天气情况的变化（晴天、阴天、雨天等）而变化，因为天气的变化会引起室外光线光谱组成的变化。

辅助照明设备很多，可以使用民用照明设备即可，在夜间，最常用的有钨丝灯、卤钨灯、钠灯、水银灯和高强度放电金属弧光灯等。

每种自然光源和人造光源都有其独特的色谱组成，这可能对某种摄像机有利，也可能对其不利。

大部分黑白系统的图像质量只取决于照明光线的总能量，或摄像机所接收到的能量，而无法辨别光纤中的不同颜色。

如果光源的光谱曲线正好落在传感器的敏感区域内，照明光线就可以得到最高效率的运用。

彩色CCTV系统的情况就复杂多了。

对于可以感知可见光谱中所有这些颜色的光。

而为了取得较好的彩色平衡，光源的光谱曲线必须与传感器的灵敏度相匹配。

大多数彩色摄像机都具有自动白平衡控制功能，它可以通过电子电路自动进行调整，以实现合适的彩色平衡效果。

光源中必须包括所有可见光中的彩色，这样才能在监视器上重视这些颜色。

太阳、钨丝灯、卤钨灯、氙灯等宽带光源可以产生相当好的彩色图像，因为它们的光谱中含有所有颜色的频率。

汞弧光灯和钠蒸气灯等窄频光源的光谱不连续，因此颜色再现效果较差。

水银灯发出的红光很小，因此在汞弧灯下，红色物体就会变成黑色的。

同样道理，高压钠灯发出大量的黄色光、橙色光和红色光，蓝色或蓝绿色的物体在这种灯光下也会变成黑色、灰色和褐色。

低压钠灯只产生黄色灯，因此不能用于彩色CCTV系统。

使用人工照明时，还要考虑照明光束的角度和镜头的视场角。

宽束泛光灯能以相当均匀的照度为大面积区域提供照明，从而产生亮度均匀的图像。

窄束光源或聚光灯只能照到小面积区域，照不到的区域会非常暗。

照度不均匀的场景所形成的图像也会具有不均匀的亮度。

为了提高光线的利用率，摄像机镜头的视场角最好与光源的光束角相匹配。

如果灯光只能照亮场景的一部分、摄像机的视场角应该调整到观察区域所需要的角度。

使用自然照明时，不存在光束角问题，自然光源通常能够均匀地为整个场景提供照明。

所有具有一定温度的物体都可以发光。

改变发光体的温度可以改变光线的强度和颜色。

例如，铁块在逐渐加热时，首先会变成暗黑色，接着变成血橙色；在钢铁厂里，铁水呈现黄白色，因为它的温度比血橙色的低温铁块高。

白炽灯里的钨丝在加热时发出的光几乎全是白光。

物体加热到能够发光的状态成为“白炽”，这也是“白炽灯”的由来。

彩色电视系统中常用到的“色温”就是指物体被加热到不同颜色时的温度。

有的发光物体被加热时会同时在不同频率上发出同等强度的光。

科学家称该物体为黑体辐射体。

黑体辐射体根据一定的物理定律发射紫外光、可见光和红外光。

钨丝灯和太阳的发光特征与黑体类似，它们能够发出含有连续光谱的光，也就是说，它们所发出的光包括所有波长的单色光。

其它像水银灯、荧光灯、钠灯和金属弧灯等光源发出光在光谱上就不是连续的它们的发光频带较窄，水银灯只发出蓝绿色光，钠灯则只发出橙黄色。

二、红外灯的原理采用常规的可见光照明，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敏感型低照度彩色摄像机，感受周围环境反射回来的红外光实现夜视。

光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（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。

而普通彩色摄像机不能感受红外光，因此不能用于夜视。

三、红外灯的种类红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二极管）红外灯和热辐射红外灯两种。

其原理及特性我们介绍如下：㈠红外发射二极管（LED）红外灯由红外发光二极管矩阵组成发光体。

红外发射二极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。

红外发光二极管的伏安特性与普通硅二极管极为相似。

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。