激光红外技术在安防行业应用的困惑

2012-05-14 09:19:00 来源:安防知识网 作者:雷刚
技术/方案频道文章B

[摘要] 激光红外技术在安防行业的应用具备较多优势,如何在安防行业迅速、大规模的应用?激光红外技术应该在产品的效果、配套性和价格方面有突破性的进展,才能占领市场,否则激光在安防行业永远只能是“镜中花,水中月”...

  激光红外技术作为在安防行业应用最早的红外技术之一,至今已经有10年的历史,激光技术的使用主要集中于森林防火、油田和边防监控等特定场所,使用量相比普通红外非常小,未对安防行业造成较大影响。那么激光红外是否适合在安防行业大规模应用呢?又是什么原因阻碍激光红外技术无法在安防行业大规模应用?


  LED红外灯优势

  LED红外技术从2000年开始应用于安防行业,已有12年历史,目前虽然市场上出现了阵列红外和点阵红外等衍生产品,但普通的LED红外产品仍占据了大部分的红外市场,是什么原因让普通LED红外产品在安防行业如此成功,笔者试做分析。

  安防行业发展初期,人们发现需要夜视监控时,首先的红外产品是卤素灯。在使用卤素灯的过程中,发现卤素灯的体积较大,功耗也较大,一般从100多瓦到1000多瓦,工作温度高达800℃以上,产品易损坏,使用寿命在1500小时左右,每两月就要更换一次,这么短的使用寿命,迫使人们去寻找更好的替代光源。

  卤素红外灯的寿命短、体积大、功耗大、价格高等缺点注定其要被安防行业淘汰。在这种情况下,LED红外发射管就被引入到安防行业中,其优势如下。

  · LED红外管的使用寿命达到6000小时(如果处理得好,工艺水平高可达6000小时,小厂出的产品使用寿命在3000小时左右),使用寿命是卤素灯的4倍;

  · LED红外管的价格非常低,根据规格不同、质量不同,价格从几毛到几块钱,最早的红外摄像机一般使用6颗LED红外灯,成本不会超过20元。而卤素灯据说价格从几百元到几千元不等,其价格是LED红外管的几十倍;

  · LED红外管体积小,广泛使用产品的体积一般为¢6、¢8,方便应用于红外摄像机,而卤素灯的体积一般为了¢10×185mm,工作温度800℃以上,不管是从体积还是温度上都无法应用在红外摄像机上。

  LED红外灯相比卤素灯在寿命、体积、功耗、价格等方面具有绝对的优势,所以LED红外技术得以在安防行业迅速应用,几乎占领了全部的红外市场。

  LED红外灯的局限

  安防发展初期监控主要集中在室内短距离,随着安防行业的发展,监控已经从室内走到了室外,从短距离发展到室外远距离。在这状况下,简单的增加LED红外灯数量达到远距离或在恶劣环境下的监控要求,造成了LED红外产品的体积越来越大,此情况下,照明距离并未因红外灯数量的增加,体积的增大达到预期的效果,有效照明距离始终无法突破50米的限制。

  由于LED红外灯的电光转换效率仍在20%以下,大部分的电转换为热量,在灯管数量不断增加的情况下,产品发热量也越来越大,红外机的温度达到了80℃,甚至100℃以上,在高温下,LED芯片、摄像机和封装LED的环氧树脂都容易加速老化,使红外摄像机的使用寿命大大缩短,让对红外摄像机看好的用户大失所望。

  另外,由于LED红外灯生产门槛较低,这给手工作坊的滋生开辟了沃土,于是三两个人租个小房间,在毫无检测设备的情况下开始了LED红外灯或红外摄像机的生产。在利润最大化的驱使下,质量成为了空谈。手工作坊出的低廉产品,绝大地冲击着正规厂家利益,使得正规厂家市场份额逐渐减少。迫于竞争压力,一些正规厂家只能压缩成本,导致产品质量整体下降,市场处于白热化的恶性竞争中。

  这时有正规厂家也看到了市场机会,推出了技术门槛较高的激光夜视技术,在这样的大环境下,激光夜视应时而生。

  激光夜视技术

  激光夜视的优势

  激光夜视技术在安防行业应用具有什么优势呢?请看激光红外的技术指标。

  · 电光转换率:激光的电光转换效率达到60%以上,是LED红外技术的3倍以上;

  · 激光管功率:单芯片的激光管功率高达17W以上,可以实现几公里范围内的照明;

  · 发热量小:激光管的电光转换效率达到了60%以上,发热量在40%以下;[nextpage]

  · 激光管寿命:由于发光效率高,发热量小,采用金属封装,激光管的无光衰使用寿命长达1.5万小时;

  · 激光体积小:由于激光管采用单芯片发光管,所以体积可做得较小,且不影响发光亮度。[nextpage]

  激光具备的优势弥补了LED红外灯存在的缺陷,但是现实却是从激光产品出现至今的十年来,激光技术只在某些特定的领域被使用,成为了一个边缘化产品,成了高高在上的“贵族“。

  激光夜视存在的问题

  先来了解一下激光产品,激光产品的进入门槛较高,生产工艺复杂,要求产品必须在无尘车间生产,才能保证质量。此外,高可靠性激光产品的生产还需要一批专业的激光技术人员,经过长期的实践积累,才能保证产品的高稳定性和长寿命。

  封装好的LED产品即可使用,但封装好的激光管却不能直接使用,激光红外照明还需要经过一个“匀化”处理的过程,让激光投射到物体上是一个面,而不能形成一个点。即半导体激光器的光束在垂直截面上能量的分布是不均匀的,呈高斯分布,中间强,到边缘逐渐变弱,或者呈明暗条纹状分布。故直接使用半导体激光器作为照明光源效果是不可取的(目前市面上也出现非专业激光灯厂家,出现了山寨版激光灯,问题多多,也使得用户对激光红外灯产生负面印象)。需要把这种呈高斯分布的光均匀投射到物体上去,这个技术称为激光“匀化”技术,目前国内能够掌握激光匀化技术的只有几家企业。

  由于以上原因,一些小企业生产的激光产品存在诸多问题,如寿命只有三个月等,由此也败坏了激光产品的名声,产生误解,认定激光不合适在安防行业使用。

  现在,激光在安防行业应用量非常小,也未引起激光行业的注意,认为进入安防行业会得不偿失,所以到目前为止除了一两家专业夜视激光厂家外,并无一家真正的激光企业涉足安防。

  激光夜视需突破的瓶颈

  1、正视存在问题

  目前进入安防行业的激光企业的客户对该产品存在很大误解。如安防行业用户希望根据摄像机镜头的视场角确定红外灯角度,以消除手电筒现象,而激光生产企业做出的产品角度非常小,如深圳某企业生产的50米激光灯角度只有10度,而红外摄像机通常会配8MM的镜头,视场角接近40度,在夜视监控中有手电筒现象,起不到监控作用,这些让安防行业对激光产品大失所望。且激光产品体积过大,供电不配套等,很难适应安防的应用。

  部分生产激光产品的企业认定激光是个特殊产品,不可能大规模使用,所以抱着几十倍的高额利润不放,超出了绝大部分客户的承受能力。且这些企业拒绝与安防企业共享激光技术,也导致安防企业无法快速获得技术和产品。

  2、观念需要改变

  除了传统的激光产品给人留下的缺陷外,也有部分对激光的误解。认为激光对人体有辐射伤害等,其实激光在人们生活中随处可见,比如激光复印机、打印机,超市收银台上的激光扫描器等,都已证明对人体无伤害,而且效果好,寿命长。

  激光是点状光源,在没有经过处理的情况,对人是有影响的,如要成为产品都需经过匀化扩束处理,使能量分布在一个比较大的范围内,单位面积的激光能量非常小,自然对人没有任何影响。

  目前还出现一种新说法,认为激光在扩束过程中,速度较慢,需要经过4~5秒的时间,影响正常使用。这也是对激光使用上的误解,为保证激光器的使用寿命,一般激光产品都有电路延时启动,激光灯根据照明距离的远近都需要1~5秒的启动时间,并非激光扩束需要这么长的时间。

  未来发展

  激光红外技术在安防行业的应用具备较多优势,如何在安防行业迅速、大规模的应用?激光红外技术应该在产品的效果、配套性和价格方面有突破性的进展,才能占领市场,否则激光在安防行业永远只能是“镜中花,水中月”,成为渐行渐远的“过路客”。

0
[责任编辑:郭小青]

《安防知识网》一个服务号 二个订阅号 微信服务全面升级

不得转载声明: 凡文章来源标明“安防知识网”的文章著作权均为本站所有,禁止转载,除非取得了著作权人的书面同意且注明出处。违者本网保留追究相关法律责任的权利。

您可能需要

专栏推荐

阅读推荐

放眼未来 监视器如何进行技术升级 2012-05-10 09:51  来源:中关村在线
SLOC技术破解同轴电缆的模数同传难题 2012-05-15 10:26  来源:CPS中安网