防爆行业新闻.doc
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1、防爆行业新闻解析隔爆型防爆摄像机防护罩早期的防爆摄像机医本质安全型和正压型为主。本质安全型防爆摄像机的特点在于对摄像机的电路进行本质安全处理,线路输入或者输出均被设计,控制不足以引火爆炸的能量一下,是其在正常工作中不会产生电火花、电弧以及高温,从而避免引燃易爆物质。这种类型的防爆摄像机结构复杂、成本过高是最大的缺点,此外也不利于日后的升级。正压型是早期防爆摄像机产品的常用结构,使用中维护相当不便,如不精心维护,引爆危险性相当大,此结构出了极少数厂商仍在制造外,基本已经被防爆摄像机行业全面淘汰。防爆电器的防爆型式虽然较多,但并不适用于防爆摄像机。比如充油型、充砂型等方式,在防爆摄像机上是根本不能
2、使用的。目前防爆摄像机的主流方式是隔爆型。其特征在于将常规的普通摄像机放在特制的外壳内即防爆摄像机防护罩,该外个具有将壳内电气部分产生的火花或电弧与壳外爆炸性混合物隔开的作用,并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花或电弧引爆时所产生的爆炸压力,而外壳不被破坏;同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆,不会引起壳外爆炸性混合物爆炸和燃烧。这种具有隔爆外壳的摄像机就是“隔爆型防爆摄像机”。而这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”,我们通常叫它“隔爆摄像仪防护罩”。也就是说,隔爆型防爆摄像机等于“隔爆摄像仪防护罩”加普通摄像机、镜头。这样的话,只要尺寸合适,工程商可以自由的选择内置的摄像机、
3、镜头,同时成本也降低了。对于以后的维护,也方便很多,断电源即可开盖取出摄像机、镜头。也可以搭配云台、红外灯,组成分体式防爆红外云台。防爆摄像机的防爆、防尘、防水、防腐蚀、防爆高温特点是最值得关注的,这就要求防爆摄像机在材料上的选择必须是专业性材料。这样的“隔爆摄像仪防护罩”通常以抗爆炸压力和冲击的高强度不锈钢制成,及其坚固。这种不锈钢外壳比铝制外壳安全性好,比如抗腐蚀性能力,特别是火灾情况下的生存能力要远远好的多。因不锈钢具有稳定的金属性能,不易于外界发生氧化反应,寿命较长。但是,不锈钢的材质同样也有优劣之分。普通的钢材并不能满足长时间在恶劣环境下浸泡,长时间的腐蚀会导致摄像机的寿命受到一定的
4、影响。所以防爆摄像机的护罩采用选择上,大多生产厂商采用奥氏体钢材。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。有些厂商会采用高硬度特种碳钢,其金属稳定性相对奥氏体钢材还要强上几分。此外,为了更好地达到抗腐效果,钢材外部会采用氟炭喷涂或进行精烤高品质户外粉等工艺处理。对于一些高温环境来讲,护罩的防高温性能尤为重要。通常该类型护罩采用双层不锈钢设计,中间设有夹层,冷却水通过夹层达到冷却效果,同时前端盖通过压缩空气形成风帘起到防尘作用,能在高温多尘腐蚀性气体较多的环境中应用。与普通玻璃相比,前端的玻璃设置也是大有来头。防爆摄像机采用的玻璃在强度和硬度上比普通摄像机会高
5、出几筹。一般生产厂商都会采用特种防爆玻璃,也有采用聚碳酸酯复合航空材料,才用硬化、防爆处理,具备出色的防爆、透光特性。此外,有的生产厂商会在玻璃上融入新的技术,如纳米隐形雨刷技术,表面玻璃采用纳米技术层,能做到不粘水、不粘油,排斥灰尘,代替传统的雨刷。芯片技术在HD-SDI防爆监控摄像机传输中的应用HD-SDI防爆监控摄像机是HD-SDI高清防爆监控系统的图像采集,其核心部件是CCD或COMS图像传感器。防爆监控摄像机的感光芯片采集图像信号后,传输给后端设备。这种图像信号是未经压缩的高清视频信号,传输方式有模拟和数字两种。模拟传输一般采用YPbPr分量传输,一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时
6、传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输,其中DVI或HDMI的传输距离只有几米,中间加中继放大器,最远也只有几十米左右,不适合用于监控图像的远程传输,通常被应用在演播控制室内设备间的连接和信号传输。而HD-SDI信号可以传输百米左右,并可采用CVBS同轴电缆传输,接口为常用的BNC,所以通常被应用在现场采集设备与百米内的控制设备间的信号传输连接。从2010年北京安防展可以看到,国内已有不少安防厂家推出了自己的SDI接口高清防爆监控摄像机,可以实现1080P25高清显示。CCD/CMOS图像传感器:防爆监控摄像机CCD/CMOS图像传感器,相当于人的眼睛,主要完成光学图像转换
7、为电学信号,并输出电子图像信号。CCD与CMOS各有利弊,目前,防爆监控摄像机市场上二者共存。在传统观念中,CCD代表着高解析度、低噪点等优点,而CMOS由于噪点问题,较多应用于对画质要求不高的电子产品。从工作原理来看,CCD在工作时,多达上百万个像素感光后,会生成上百万个电荷,这些电荷会全部经过一个所谓的“放大器”进行电压转变,形成电子信号。因此,这个“放大器”就成为了一个制约图像处理速度的“瓶颈”,所有电荷由单一通道输出,当数据量大的时候就会发生信号“拥堵”,而HDV格式却恰恰需要在短时间内处理大量数据,因此,在实际应用场合,使用CCD远远不能满足高速读取高清数据的需要。而CMOS则不同,
8、它每个像素点都有一个单独的放大器转换输出,因此CMOS没有CCD的“瓶颈”问题,能够在短时间内处理大量数据,输出高清影像,也能都满足高清HDV的需求。因此,对于HD-SDI防爆监控摄像机,CMOS图像传感器相对来说更适合。目前,市场上主流SDI防爆监控摄像机厂家都提供CCD、CMOS防爆监控摄像机。CMOS对抗CCD的优势在于成本低、耗电少,可以与视频处理电路同处于一个芯片上。从目前的市场情形来看,在专业和家用摄影、摄像器材领域中,CMOS图像传感器将可能完全替代CCD图像传感器。AFE模拟前端,用于CCD成像时,将CCD图像信号数字化,并产生CCD控制时序。而对于CMOS型成像器件,可直接输
9、出数字信号,故不需要AFE模拟前端。CPU作为整个高清防爆监控摄像机核心器件,相当于人的心脏,HD-SDI高清防爆监控摄像机不经编码压缩,以原始数字信号,经HDMI或HD-SDI口输出。总体来说,CPU不仅具有图像处理和编码功能,还要完成高清防爆监控摄像机系统控制及计算,充当整个系统的中央处理器。对于DSP/ASIC/ASSP,由于其专用性,存在功能有限和不灵活等缺点,在产品定型后,不允许根据市场的要求增减新功能,不改变原有硬件基础,此时,需要对原有硬件电路进行删减,无形之中增加了研发成本。而FPGA具有功能广泛且高度灵活性等特点,一般来说,如果该产品预计有大的出货量、硬件设计方面基本不用做大
10、的修改,设计者更青睐于DSP/ASIC/ASSP方案;而对于那些预期有较小的出货量、硬件设计可能会随市场变化经常需要更新的产品,设计者更青睐于FPGA方案。FPGA主要完成“前端”数据预处理,降低噪声和消除像素缺陷等。目前,“高清视频、高清音频”在安防行业的呼声很高,针对前端防爆监控摄像机,越来越多的厂家倾向于采用具备高像素密度和高动态范围的产品,这就意味着数据量会越来越大,需要CPU的处理能力更强,尤其是针对并行数据处理,采用DSP/ASIC/ASSP的视频防爆监控摄像机则显得“心有余,而力不足”。而FPGA产品固有的并行性和可编程性,恰好能够为厂商提供各种性能,以满足市场的需要。针对HD-
11、SDI防爆监控摄像机,在设计时,除了要考虑视频数据量大以外,还要评估CPU性能,在并行数据处理能力方面,FPGA优势突出。随着防爆监控摄像机行业大量采用FPGA以及制造技术的进步,FPGA已由“旧时王谢堂前燕”高价格,到现在与ASIC旗鼓相当“飞入寻常百姓家”的低价格。目前,在所有的低成本FPGA系列中,CyloneIII器件具有最大的存储逻辑比和DSP逻辑比,最适合HD-SDI防爆监控摄像机等视频处理应用。信号输出接口:包括串行器(Seralizer)、电缆驱动器CD(CableDriver)等电路,其中,串行器也称之为发送器(Transmitter),主要实现将CPU输出的10BIT/20
12、BIT视频数据按SMPTE规定的编码标准调制成标准SDI信号发送出去。为了增加传送距离,通常会带一个线缆驱动器CD(cabledriver),也可以不用。HD-SDI的传输接收端接收端主要应用在高清编码卡、DVR等带SDI接口的产品中,市场上两者针对SDI接收方案的实现方式基本是一样的。自适应电缆均衡器EQ(Equalizer)数据传输率越高,信号完整性便越难以控制,当电缆越长时,这些问题就越严重。SDI信号传输距离的长短主要依赖于接收端的EQ均衡器。例如国家半导体公司(NS)提供的LM0394均衡器芯片可以保证无论采用那种数据传输率,都能以最低功率将信号传送至最远的范围。若采用3Gbps(3
13、G)的传输速度,电缆可长达200米,高清电视的电缆可长达220米,标清电视(SD)的电缆则可长达400米。时钟恢复器就是从接收到的数字信号中恢复时钟信号。当它收到信号之后,先会消除信号中的高频抖动部分,然后输出无噪声的数据及时钟信号,或通过串行方式将信号驱动到同轴电缆的另一端。时钟恢复器通常用于带两路以上SDI输出的设计中,FPGA方案需要包含高成本的SERDES处理模块,成本较高。AlteraCycloneIVGX系列支持3G速率,包含4个SERDES模块。内置SERDES收发器的高端FPGA芯片都采用较精密的CMOS技术制造,由于基底噪声较高,因此,抖动也比较多。工程师必须加设其他元器件如
14、优质的稳压器、时钟参考电路、隔离式电源供应与地线层以及过热保护电路等来改善这个情况。但这样会令线路设计变得更为复杂,设计时间及成本也会增加。针对此现象,NS、gennum等半导体公司推出了单独的串行/解串器解决方案,可以搭配低成本的FPGA芯片,所需添加的元器件也极少。方案一对于设计人员来说,更关心芯片兼容性的问题。由于部分半导体厂家如NS、GENNUM等,不同厂家的三个不同速率的均衡器(EQ)管脚封装都是一样的,各芯片都是向下兼容的,如支持3G速率、HD-SDI,只需更换相应的均衡器EQ型号,硬件设计与PCB都不需要做改动,大大降低了研发成本。针对不同客户需求,产品种类很容易实现多样化。方案
15、二低成本FPGA可满足要求,前端接收器(Receiver)集成电缆均衡器EQ、SERDES等电路,FPGA前端器件成本增加。接收器主要作用是实现将SDI信号转换成10BIT/20BIT并行数据输出。接收端具体采用哪种方案,需要综合考虑,方案一,需要有一定的FPGA开发经验积累,周期难以预料,但易维护,产品功能容易实现多样化。方案二,关于SDI转换与处理基本都是通过硬件芯片实现,开发周期短,可以快速将产品推向市场。怎样合理的处理好防爆监控摄像机的动力防爆监控摄像机最重要的也是最容易被人忽视的是它的动力之源,也就是防爆监控摄像机的电源。防爆监控摄像机是一种精密电器,如果失去电源,防爆监控摄像机就是
16、一堆废铜烂铁,毫无作用。如果防爆监控摄像机的电源配置不合适的话,就会导致其不能正常的工作,甚至不能烧毁防爆监控摄像机。那么应该如何来配置防爆监控摄像机的电源,在使用过程中又会存在哪些问题呢?有很多的方案在实施的时候就会发现当初设计的防爆监控摄像机电源容量不够,为什么会出现这样的情况呢?在防爆监控摄像机启动的瞬间,启动电流比较大然后在加上工程上远距离传输的损耗,所以在方案实施的时候才会发现防爆监控摄像机电源容量不够。所以一定要在方案实施的前面计算好防爆监控摄像机一共需要多少功率的防爆监控摄像机电源。其实在计算防爆监控摄像机电源功率的时候要把整个监控系统的防爆监控摄像机额定功率相加在乘1.3以后得
17、出的结果就是防爆监控摄像机需要的防爆监控摄像机电流容量了。因为只有这样在方案实施的时候才不会发现防爆监控摄像机电源的容量不够。防爆监控摄像机电源其实是比较容易出现问题,有可能是电源功率够导致防爆监控摄像机不能正常工作,或者是电流过大导致防爆监控摄像机烧坏,尤其是在用防爆监控红外摄像机的时候很明显。只有在方案实施的时候提前计算好防爆监控摄像机需要多少功率的电源。在实施方案的时候才不会出现功率不够的问题。而防爆监控摄像机电源也不会出现什么问题。防爆监控摄像机一般的话都会使用的是DC12V功率有2A,1A的防爆监控摄像机电源,有的防爆监控摄像机是云台的需要24V的来供电。在配置防爆监控摄像机电源的时
18、候一定要配置比较好的防爆监控摄像机电源而且要跟防爆监控摄像机相匹配的因为只有这样防爆监控摄像机和防爆监控摄像机电源才不会出现问题。在监控工程布线的时候不要把视频线和防爆监控摄像机电源线放在一起。如果放在一起的就会出现电流干扰的问题。其实在布线的时候还有了解客户是用在什么地方的。然后在解决问题。影响高清网络防爆红外摄像机夜视效果的工程原因高清网络防爆红外摄像机在防爆监控市场可谓蒸蒸日上,成为了市场的发展趋势。在性能上,比传统的模拟防爆监控摄像机的却要好很多,也更加符合用户的需求。但是晚上的夜视效果却还有待提高,其原因有摄像机本身的不足,也存在一些工程方面的原因。本为就工程方面的因素以及解决办法进
19、行分析。高清网络防爆红外摄像机用的像素比模拟的高很多,为了让高像素的视频效果更好,大部分厂家使用了IRcut来控制白天和晚上的红外线,并且使用功率较大的红外灯,这样白天效果比较好,但是到了晚上,容易出现供电不足的现象.有些用户为了降低工程总体成本,使用空余的网线来传输DC12V电源,结果距离稍长,晚上红外灯一开启,线路压降很厉害,远低于高清网络防爆红摄像机的标准供电电压,造成摄像机勉强启动,但是不能进入正常工作状态,红外灯效果急剧降低,表现出视频发黑,或噪点很大。解决的办法是:1、直接使用排220V电源线到高清网络防爆红外摄像机端,使用小型12V的开关电源供电;该方案布线麻烦、但电源线线径可以
20、较细,需使用比较好的DC12V的适配器,千万不要使用劣质适配器。2、使用线径较粗的电源线进行直流集中供电。该方案比较可靠,但电源线比较粗,线路成本比较高。3、距离不算太长的,如30M,可使用4-5及7-8线对来传输DC12V,这样传输线截面积增加了一倍,能显著改善供电质量。使用得当的话,综合效益比较高4、集中供电端使用DV24-48V的开关电源,通过网线进行供电,到高清网络防爆红外摄像机后加降压模块降低为DC12V使用。该方案需要有一定的电路基础。但成本最低,可靠性也比较高5、直接使用POE交换机和POE模块进行供电,但价格在几个方案中是最高的。由于工程原因导致高清防爆网络红外摄像机在夜晚效果
21、不佳问题,可以从上述的五个方面来进行解决。这五种方法需要根据工程预算以及现场实际情况进行灵活的配合使用,已达到最佳的效果。全景防爆监控摄像机的发展趋势全景防爆监控摄像机是为了满足看的更广而产生的,因其高昂的价格、复杂的图像处理技术以及图像校正后的低分辨率等因素的限制,全景防爆监控摄像机并没能像其他普通防爆监控摄像机得到普遍的应用,而是主要定位在专业应用市场,比如大场景环境或易于垂直安装的场合。目前,市场对于全景防爆监控摄像机的认知度还不是很高,更多的是厂家的宣广和引导工作。其实业界对于全景防爆监控摄像机的技术并没有太多的争议或质疑,并且个人认为,对于全景防爆监控摄像机的定义也没有必要进行过多的
22、辩论,关键是要看产品能否满足客户的需要,是否解决使用者的具体问题。越来越多的客户会要求“看得更多、看得更清”,所以全景防爆监控摄像机必然有着很大的市场。多技术融合是未来全景防爆监控摄像机发展的主要方向:VMS支持全景防爆监控摄像机的图像处理需要VMS(视频管理软件)的支持,但由于目前的鱼眼展开算法都是厂家私有的,导致VMS支持范围非常有限。如何将鱼眼展开算法实现互通共享,实现统一标准接口,是未来设备厂家和集成商需要共同努力的方向。分辨率全景防爆监控摄像机相对于普通防爆监控摄像机而言一个很大的优势在于其超大的监控范围,然而从分辨率密度上来考虑,同样的像素的防爆监控摄像机在监控更大的区域时会导致像
23、素的分散和退化。这是由于监控范围很大,在与传统监控镜头共用大小相同的成像芯片上,就需要接收数倍的图像信息,这就造成画面分辨率的下降,因此只有在对监控图像画面质量要求不太高或使用高分辨率成像器件时才能使用。这就解释了为什么300万像素的全景防爆监控摄像机画面质量看上去像CIF分辨率。所以对于全景防爆监控摄像机而言,提高画面分辨率是未来一项重要的研究课题。低照度全景防爆监控摄像机大多数都没有ICR(机械式红外滤色片),导致其低照度效果很难令人满意。因为在以后的发展中会更多关注全景防爆监控摄像机的夜间效果,譬如采用ICR+红外补光或者提升感光器的感光性能来提升低照度效果。宽动态以鱼眼防爆监控摄像机为
24、例,其采用具有360度超大视角的鱼眼镜头监控整个场景,如此大范围的监控势必会导致全景防爆监控摄像机在白平衡以及曝光等方面的处理困难。正是由于这点,限制了全景防爆监控摄像机在室内的应用。解决好全景防爆监控摄像机的宽动态效果,能够推动未来全景防爆监控摄像机在室内环境的应用。智能如何解放安防的人力一致是智能分析的发展方向,特别是在全景防爆监控摄像机的无死角监控的条件下实现智能分析一定能够带来更好的安防应用。全景防爆监控摄像机主要应用于室外视野开阔的场,只需要在一个场所的制高点安装一个全景防爆监控摄像机就可以了。因此使用全景防爆监控摄像机可以解决监控成本的。随着全景防爆监控摄像机在技术上的发展,将会在
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