Большинство кожухов хорошо защищены от воздействия окружающей среды, но для некоторых специализированных систем может потребоваться еще более сильная защита. Системы, которые могут подвергнуться нежелательному вмешательству человека или механизмов, нуждаются в вандалозащищенных кожухах; в этом случае необходимо использовать специальное, небьющееся стекло (обычно лексан), а также специальные крепежные винты. Для дополнительной безопасности в систему могут быть добавлены тамперные датчики. В таком случае сигнал тревоги при вскрытии кожуха поступает в центр управления, обычно от приемника сигналов телеуправления — если в нем заложена такая опция.
И наконец, бывают пуленепробиваемые, взрывостойкие и подводные кожухи, но это редкие, специально разрабатываемые и очень дорогие приспособления. Поэтому мы не будем рассматривать их в этой книге, но если вам захочется узнать о них побольше, свяжитесь с местным поставщиком. (Отметим еще взрывобезопасные кожухи, допускающие их установку в помещениях, где категорически недопустимо искрообразование. Прим. ред.)
Рис. 12.16. Специализированный кожух с водяным охлаждением для температур до 1300 °C
Большинство систем видеонаблюдения с наружными телекамерами используют как естественные, так и искусственные источники света для улучшения условий наблюдения. Очевидно, что в системах для видеонаблюдения в помещении используются искусственные источники света, хотя в некоторых случаях освещение является смешанным, например, когда солнечный свет проникает в помещение сквозь окна.
Солнце — источник дневного света и, как ранее упоминалось, интенсивность света может меняться от 100 лк на закате до 100000 лк в полдень. Может меняться и цветовая температура солнечного света, она зависит от высоты солнца и атмосферных условий — наличия облачности, дождя, тумана и пр. Для чернобелых телекамер это не критично, но на работе цветной видеосистемы вариации освещенности будут сказываться.
Рис. 12.17. Распределение спектральной энергии различных источников света
Источники искусственного света делятся на три основные группы, в соответствии с их спектральной характеристикой:
— В первую группу попадают источники света, излучающие в процессе накаливания — это свечи, электрические лампы накаливания, галогенные лампы и др.
— Во вторую группу входят источники, излучающие вследствие прохождения электрического разряда через газ или пар — это неоновые, натриевые и парортутные лампы.
— Третья группа состоит из люминесцентных трубок, в которых газовый разряд излучает видимую или ультрафиолетовую радиацию внутри трубки, что вызывает свечение (в своей области спектра) электролюминесцентного покрытия внутренней поверхности трубки.
Источники света первой группы дают гладкий и непрерывный световой спектр, согласно формуле Макса Планка и законам излучения черного тела. Такие источники света подходят для черно-белых телекамер — благодаря соответствию спектров, особенно в левой части спектральной характеристики ПЗС-матриц.
Вторая группа источников света дает почти дискретные компоненты на конкретных длинах волн в зависимости от газа.
Третья группа дает более непрерывный спектр, чем вторая, но все же имеет и компоненты с определенными уровнями (только на конкретных длинах волн), которые, опять же, зависят от газа и типа люминесцентного покрытия.
Последние две группы очень коварны для цветных телекамер. Следует обратить особое внимание на цветовую температуру и возможности настройки баланса белого у используемых в таких случаях телекамер.
Инфракрасные осветители
В ситуациях, когда требуется видеонаблюдение ночью, можно использовать черно-белые телекамеры в комплексе с инфракрасными осветителями. Инфракрасный свет используется потому, что черно-белые ПЗС-камеры обладают очень высокой чувствительностью в инфракрасной и ближней инфракрасной области спектра. Это соответствует длинам волн больше 700 нм. Как уже упоминалось в начале книги, человеческий глаз может различать длины волн до 780 нм, причем чувствительность на длинах волн выше 700 нм очень слаба, поэтому мы говорим, что в среднем человеческий глаз видит до 700 нм.
Черно-белые ПЗС-матрицы в инфракрасной области спектра «видят» лучше, чем человеческий глаз.
Причина этого кроется в самой природе фотоэффекта (фотоны с большей длиной волны проникают глубже в структуру ПЗС-матрицы). Чувствительность в инфракрасной области спектра особенно высока у черно-белых ПЗС-матриц без инфракрасного отсекающего фильтра.
В системах видеонаблюдения используется несколько длин волн для инфракрасного освещения. Когда и какую из них использовать — это зависит, во-первых, от спектральной характеристики телекамеры (спектральная характеристика матриц различных производителей различна), и во-вторых, от задач и целей видеосистемы.
В галогенных осветителях используются два типичных значения длины волны: одно — начиная от примерно 715 нм и другое — от примерно 830 нм.
Если вы хотите, чтобы инфракрасное освещение было видимым, то лучше выбрать длину волны 715 нм. Если же необходимо вести скрытое ночное наблюдение, то следует использовать длину волны 830 нм (что окажется невидимым для человеческого глаза). (Реально невидимым является источник инфракрасного излучения с длиной волны более 940 нм. С увеличением длины волны падает радиус действия системы телекамера — ИК-осветитель. Прим. ред.)
Инфракрасные галогенные лампы бывают двух типов: 300 Вт и 500 Вт. Принцип их работы очень прост: галогенная лампа излучает свет (соответствующий по спектру характеристике абсолютно черного тела), который затем проходит через оптический пропускающий фильтр, блокирующий длины волн короче 725 нм (или 830 нм).
Именно поэтому мы говорим «начиная с 715 нм» или «начиная с 830 нм». Инфракрасное излучение не сконцентрировано на одной частоте, это участок непрерывного спектра, начинающийся с номинальной длины волны.
Энергия тех длин волн, которые не прошли фильтр, отражается обратно и аккумулируется внутри инфракрасного осветителя. На инфракрасном осветителе есть теплоприемник, обеспечивающий охлаждение прибора, тем не менее, основная причина короткого времени безотказной работы (1000–2000 часов) галогенной лампы — это избыточный нагрев внутри осветителя.
Рис. 12.18. Поперечное сечение инфракрасного осветителя
Рис. 12.19. Спектральная характеристика инфракрасного пропускающего фильтра
Рис. 12.20. Инфракрасные осветители обычно устанавливаются парами
Так же работают и 830 нм осветители, только в этом случае используются инфракрасные частоты, невидимые для человеческого глаза (как отмечалось ранее, излучение с длиной волны 715 нм видимо для человеческого глаза).
Инфракрасные осветители несут в себе определенную опасность, особенно для инсталляторов и обслуживающего персонала. Дело в том, что зрачок человеческого глаза в темноте остается раскрытым, что может привести к слепоте. Но это может случиться только ночью — когда зрачок раскрыт полностью и человек находится очень близко от осветителя.
ИК-осветители включаются ночью с помощью фотоэлементов.
Лучший способ проверить, работает ли ИК-осветитель, это поднести к нему руку — человеческая кожа очень чувствительна к теплу. Помните, тепло — это и есть инфракрасное излучение.
Инфракрасные осветители подключаются к сети, а фотоэлементы, когда уровень дневного света падает ниже определенного уровня, включают их.