安防工程中常用到的攝像機防護罩知識
2009-11-24 來源：轉載
為了保證攝像機、鏡頭工作的可靠性，延長其使用壽命，必須給攝像機裝配具有多種特殊性保護措施的外罩，稱為防護罩。除此之外，防護罩還可以盡量防止對攝像機和鏡頭的人為破壞。與云臺設備相似，防護罩一般分為通用型和特殊用途型，又可分為室內型和室外型。
一、通用型防護罩
室內防護罩必須能夠保護攝像機和鏡頭，使其免受灰塵、雜質和腐蝕性氣體的污染，同時要能夠配合安裝地點達到防破壞的目的。室內護罩一般使用涂漆或經陽極氧化處理的鋁材、涂漆鋼材、黃銅或塑料制成，如果使用塑料，應當使用耐火型或阻燃型。防護罩必須有足夠的強度，安裝界面必須牢固，視窗應該是清晰透明的安全玻璃或塑料（聚碳酸酯）。電氣連接口的設計位置應該便于安裝和維護。
攝像機工作溫度為 -5 ℃～ 45 ℃，而合適的溫度是 0 ℃～ 30 ℃，否則會影響圖像質量，甚至損壞攝像機。因此室外型防護罩要適應各種氣候條件，如風、雨、雪、霜、低溫、曝曬、沙塵等。室外型防護罩會因使用地點的不同配置如遮陽罩、內裝 / 外裝風扇、加熱器 / 除霜器、雨刷器、清洗器等輔助設備。
首先，室外防護罩密封性要高，以避免雨水進入。同時進線口要開在防護罩的下方，避免雨水順線纜倒流入防護罩。在防護罩前方還應安裝雨刷，以便及時清理所積雨水和污垢，使攝像機能通過玻璃，攝取清晰的圖像。罩前或玻璃上除霜器，在視窗積霜、積雪時將其融化。
其次，防護罩內應裝有加熱器，在溫度較低的環境中進行加熱，提升防護罩內部溫度，確保攝像機 / 鏡頭正常工作；內裝或外裝風扇可以使罩內空氣流通，降低防護罩內的溫度；在多風沙少雨水的地點還要考慮配置清洗器，以便和雨刷器配合隨時對視窗玻璃進行清潔，保證圖像監視效果。
室外型防護罩的輔助設備控制功能有自動控制和手動控制兩種，像加熱器 / 除霜器、風扇都是由防護罩內部的溫度傳感器自動啟動或關閉的，而像雨刷器、清洗器等動作是由控制人員通過對控制設備的操作來實現的。
室外護罩一般使用鋁材、帶涂層的鋼材、不銹鋼或可以使用在室外環境的塑料制造。制造材料必須能夠耐受紫外線的照射，否則回很快出現裂紋、褪色、強度降低等老化現象。在需要護罩耐用、具有高安全度、可抵抗人為破壞的環境中應該使用不銹鋼護罩；經過適當處理的鋁護罩也是一種性能優良的護罩，處理方法有三種：聚氨酯烤漆、陽極氧化、陽極氧化加涂漆。在有腐蝕性氣體的環境中不應該選擇鋁制或鋼制互助；在鹽霧環境中應使用不銹鋼或特殊塑料制成的護罩。
監控系統中的防護罩種類繁多，一般可按照其形狀分為矩形護罩、墻壁或天花板用護罩、球型護罩、角裝護罩、坡形護罩等。
（一）矩形護罩
矩形護罩是監控系統為常見的防護罩，成本低、結實耐用、尺寸多樣、樣式美觀。室內型矩形護罩不需要進行特殊的防銹處理，一般使用涂漆或陽極氧化處理的鋁材、鋼材或高抗沖塑料，如聚氯乙烯（ PVC ）、工程塑料（ ABS ）或聚碳酸酯（如 Lexan ）等材料。
矩形防護罩的開啟結構有頂蓋拆卸式、前后蓋拆開式、滑道抽出式、頂蓋撐桿式、鉸鏈懸吊式、頂蓋滑動式等，各種結構方式都是以安裝、檢修、維護方便為目的。
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球型護罩有半球型和全球型兩種，一般室外應用大多采用全球型球罩，室內應用中則會根據現場環境選擇半球或全球型護罩。全球型防護罩一般使用支架懸吊式或吸頂式安裝，半球型防護罩常見的是吸頂式和天花板嵌入式安裝。
能夠為罩內鏡頭提供場景光線的塑料球罩有三種：透明、鍍膜（鍍有半透明的鋁或鉻）和茶色。在球罩只作為保護攝像機、鏡頭而不需要隱蔽攝像機的指向時，常采用透明球罩。透明球罩的光線損失小（ 10% 到 15% ）。如果希望隱藏攝像機的指向，以獲得附加的安全效果，就需要選用鍍膜或茶色球罩。光線通過鍍膜球罩后回衰減約兩個 f-stop （約相當于衰減 75% ），茶色球罩相對來說效果較好，光線衰減只有約 1 個 f-stop ，約 50% 。
與矩形護罩視窗使用的平面塑料或玻璃的出色光學質量和透光性能不同，所有球罩都會給圖像帶來一定程度的光學失真，高質量的球型護罩的光學失真很小。攝像機的軸線必須與球罩相交點的外切平面垂直，這樣失真至少是均勻的，主要的影響是鏡頭的焦距產生微小的變化，這種變化一般是不易察覺或者不另人生厭，否則圖像會出現水平或垂直方向的拉伸，尤其在球罩內裝有云臺是攝像機經常轉動時，圖像的失真就很容易被發現。因此，光學失真是檢驗球罩的重要指標。
室外型的球罩也和矩形護罩相似，除了密封防護等級要滿足室外環境使用外，內部裝有風扇、加熱器等裝置以補償室外環境溫度的變化。由于球罩不能像矩形護罩那樣安裝雨刷器，因此一般都配有如防雨檐或其它類似的裝置，以防止過多雨水經下球罩滴落，形成水漬，同時還具有一定的遮陽效果。
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角裝護罩是專為室內墻角（兩面墻和天花板的結合處）設計的護罩。一般安裝在面積較小的房間或廳內、電梯轎廂、樓梯井或監獄的囚室內。
攝像機傾斜安裝在角裝護罩內，指向天花板下面的監視區域，護罩的觀察窗口與鏡頭軸線相垂直。還有一種角裝護罩比較特殊，攝像機在防護罩內指向天花板的上方，攝像機上方裝有前表民反射鏡，可以將天花板下的場景反射給攝像機，反射鏡的位置可以上下左右調整，以改變攝像機的視場范圍。由于反射鏡的場景圖像是倒像，因此攝像機必須顛倒安裝。
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嵌入式護罩通常在天花板和墻上，部分外露，部分內藏。這種防護罩適合需要較為隱蔽安裝的場合。
另外為增加防護罩的安全性能，防止人為破壞，很多防護罩上還裝有防拆開關，一旦防護罩被打開將發出報警信號。
二、特殊用途護罩
有時，攝像機必須安裝在高度惡劣的環境下，不僅要像通用室外防護罩一樣具有高度密封、耐高寒、耐酷熱、抗風沙、防雨雪等特點，還要防砸、抗沖擊、防腐蝕，甚至需要在易爆環境下使用，因此必須使用具有高安全度的特殊護罩。
（一）高安全度護罩
這種防護罩一般也稱作鎧裝防護罩，這種防護罩適合安裝在監獄或其它容易政治遭到破壞的場所，是由 0.134 英寸厚的 10 號焊接鋼制成，窗口材料為 1/2 英寸厚、經過抗磨損處理的聚碳酸酯。護罩可經受鐵錘、石塊或某些槍彈的沖擊而不會遭到洞穿或開裂。機殼以大號機械鎖封閉，不宜被拆開。
（二）電梯用特殊防護罩
這是專為電梯使用，經過硬化處理設計的護罩。該護罩用不銹焊接鋼制成具有防撬功能、引入線在護罩背面，一般人無法觸及；視窗是耐磨損的聚碳酸酯。攝像機佳指向是與兩面互相垂直的廂壁各成 45 °角，同時與天花板平面成向下 45 °角，在水平視場角超過 90 °（廣角）時可以觀察整個轎廂，不會有任何死角。
（三）防塵護罩
高防塵護罩與通用護罩類似，不同的是這種護罩與外界完全隔絕，可以在多沙和多灰塵的環境使用，如果使用不銹鋼材料還可以用于腐蝕性的環境中。視窗材料是回火玻璃，可提供大的安全性、耐腐蝕和耐磨損性。為避免罩內溫度過高，常配有遮陽罩和風扇，也可以通過經過過濾的外部壓縮空氣源來維持找內溫度。
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防爆防護罩與防爆云臺的遠離相同，也必須符合防爆和防粉塵爆炸電器設備的安全規定。所用材料與云臺相同，通常為厚壁全鋁結構或不銹鋼結構。防爆防護罩的直徑一般為 6 ”、 8 ”、 10 ”等，引入線借口都配有防爆密封件。如果防爆防護罩內空間在容納攝像機、鏡頭組件之外還能內裝解碼器將避免解碼器重新制作防爆外殼的煩惱。
（五）高壓護罩
高壓護罩可在有害大氣中使用。通過在機殼內填充加壓惰性氣體，可以達到國家防火協會的要求。這種護罩采用經過耐腐蝕處理的厚壁鋁材制造，視窗為 1/2 英寸厚的回火拋光玻璃。護罩中填充壓力為 15 磅 / 平方米的低壓氮氣。氮氣是完全惰性的，可以避免護罩內的電火花或電氣故障引起的爆炸。護罩本體與外蓋之間墊有密封用的 O 型密封圈。所有的電氣連線都要經過氣密型密封圈引出。
（六）高溫護罩
高溫護罩是指攝像機應用在大于 40 ℃，靠自然對流和輻射換熱不能達到正常工作溫度的環境時，保護攝像機、鏡頭正常工作的護罩。對于高溫環境，防護罩應采取特殊的冷卻降溫手段。常見的冷卻系統有風冷系統、水冷系統、半導體冷卻系統，還有渦旋致冷、氟利昂、氨致冷等方式。
風冷系統仍然使用的是空氣流動冷卻原理，采用強迫通風的方式將冷卻劑（凈化空氣）送入防護罩或防護罩隔層中，將防護罩內熱量帶出，達到冷卻目的。強迫通風冷卻系統有直接冷卻和間接冷卻兩種。
在環境溫度大于 80 ℃（如加熱爐、煉鋼爐等）靠強迫風冷已無法控制溫升時，可采用強迫水冷系統。水的導熱系數和比熱均比空氣要大，因此與風冷相比，大大減少了有關換熱環節的熱阻，提高了換熱效率。護罩含有內建的水夾套，可以有效地將攝像機和鏡頭與外界環境隔離。根據用途的不同，材料可以是鋁材或者不銹鋼。護罩內部裝有風扇，使罩內空氣往復循環，以提高熱傳遞效率。強迫水冷系統有兩種基本型式，一種是水冷防塵型，其結構較為簡單，不帶報警裝置和空氣濾清系統，鏡頭可使用定焦或變焦鏡頭，用于 80 ℃的環境。另外一種是爐內高溫型，可用于溫度高達 1600 ℃的環境，其結構較為復雜，整個系統有報警、空氣濾清系統、維修快門和高溫自動退出系統。
高溫自動退出系統在探測到攝像機冷卻功能發生故障時，電動氣動控制的退出裝置會自動地把攝像機從燃燒室中退出，避免攝像機、鏡頭損壞。一般出現下列情況時退出系統啟動：⑴探頭頂部的冷卻水溫度超過預定值（≤ 40 ℃）；⑵壓縮空氣故障或壓力降到預定值（≤ 0.4Mpa ）；⑶探頭處凈化空氣孔道故障或壓力降到預定值（≤ 0.02MPa ）；⑷水流量小于預定值（≤ 6.8 升 / 分）；⑸空氣或水監測線路中斷；⑹主電源電壓故障；⑺控制裝置或控制中心室發出退出命令。
半導體冷卻系統又稱為溫差電致冷，是建立在幾個不同的半導體效應基礎上的冷卻方法。當兩種不同的導體組成一電偶，通以直流電流時，電偶的相應接頭處會發生吸熱和放熱現象，這種效應在金屬中很若，而在半導體中則比較顯著。半導體致冷無機械轉動部分，具有無噪音、無震動、壽命長、結構簡單、安裝容易、可靠性高等特點，不需要冷卻劑，致冷程度可根據電流進行調節，其缺點是消耗規律較大，必須使用直流電，工作電流大。
