解析:安防业三种主动红外技术系统分析

2011-8-22 15:53:00

   红外技术发展,关键难点在于红外材料的研制、红外设备的制冷、红外设备向更长波段发展、红外焦平面阵列器件的研制和红外设备与数据处理设备的结合等。

  前言:红外技术发展,关键难点在于红外材料的研制、红外设备的制冷、红外设备向更长波段发展、红外焦平面阵列器件的研制和红外设备与数据处理设备的结合等。其主要分为主动红外和被动红外,主动红外技术系统又可以分为三种系列,即LED红外和阵列红外、激光红外三种。

  国外红外技术概况

  自从1800年英国天文学家F·W·赫歇尔发现红外辐射至今,红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始,红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展,但发展比较缓慢,直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。当时,德国研制成硫化铅和几种红外透射材料,利用这些元、部件制成一些军用红外系统,如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统,机载轰炸机探测仪和火控系统等等。其中有些达到实验室试验阶段,有些已小批量生产,但都未来得及实际使用。此后,美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国,大力研究红外技术在军事方面的应用。目前,美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。

  安防业三种主动红外技术系统分析

  LED红外灯

  LED红外灯由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。使用该技术制作出来的红外摄像机,以制作成本低廉见称,而且技术门槛低,目前绝大部分安防厂家都有所选用。

  使用该类技术的厂家和用户都知道,LED红外灯的照射距离、长时间使用后的散热、红外灯的寿命,监视画面亮度不均匀等一直是困扰大家的问题。同时,该红外技术的应用也有一定局限性,该技术主要是以室内环境监视及室外短距离为主,如像一些室内通道、走廊、房间、库房等,像室外短距离干道、走廊、路口、出入口等,比较适用监视面积较小、较短区域,在这些区域的LED红外灯表现效果能够让用户接受,在某种程度上还可以代替超低照度摄像机,实现夜间监视。

  虽然经过很多红外LED厂家的改良,在寿命及单LED的照射距离方面都有了很大的改善,但仍然远远不能满足目前监控的需求,所以最终也难逃被淘汰的命运。

  阵列式红外灯

  阵列式LED红外技术在原有LED红外技术的基础上,采用了先进的封装技术,将几十个高功率、高效率的红外晶体原封装在一个平面上。阵列红外灯的出现弥补了LED的缺陷,改善了LED使用寿命短、红外夜视距离短、红外效果不理想的现状。特别是在一些几十米到上百米不等的中短距离、监控面积较广的夜间监视场所,如平安城市里道路监控、工厂、小区、监狱围墙、较空旷广场、体育场馆监控等等。

  采用该红外技术,在照射距离及画面亮度均匀度比LED均有提升。在照射距离方面,一个阵列式红外灯的光学输出可达约2W,相当于传统的两百个LED发出的亮度,真正能够实现室外达到上百米的实际照射距离;在画面的亮度均匀处理方面,由于阵列式红外灯发光体原始的半功率角约为150°,可通过光学手段改变不同的角度,发光角度可大可小,使得照明光束均匀照射在目标物上,使整个画面亮度均匀。

  此外,阵列式红外灯在使用寿命方面也有很大的改进,阵列式红外灯的集成体使用金属制成,散热好,操作时易保持低温。虽然该技术在市场逐步被推广但由于成本较高的原因,一定程度上影响了该类型产品推进的步伐,随着制作成本大幅度下降,在未来一至二年内该技术应该会逐渐有所普及。

  激光红外灯

  激光红外灯属于半导体激光器,是利用半导体材料在空穴和电子复合的过程,以及电子能级的降低而释放出电子来产生光能的,然后光子在谐振规范光子的传播方向形成激光。激光有良好的方向性,表现为光束的角度小、能量集中,传播到较远的距离仍有足够的光照强度,所以非常适合远距离照明

  常规产品照射距离100-500米,最远可达3000米。想要现实中远距离的监控就需要采用新的技术,那就是红外激光夜视技术,如大面环境监控、森林防火、景区监控、港口码头监控、油田监控等,这些区域主要特点是监控距离长,一般都长达几百米甚至1至2公里不等,监视范围较大,风险系数高,而激光红外灯技术的推出,完全可以解决上述在远程夜监视的问题,实现远距离的照射,达到监控目的。激光红外灯的生厂工艺不像LED红外灯一样,其生产工艺要求非常高。同时激光红外灯生产需要投入庞大的资金,也是一般厂家所不能完成的。激光红外技术生产需要改进,生产成品需要降低,随着市场推进,激光红外灯产品大约在未来三至五年内会像LED红外灯一样普及。最终会成为主流的红外夜视产品。


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