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森林防火监控系统中 激光红外灯的应用

2011-4-6 21:08:14
      随着造林事业的不断发展,林地面积,林业蓄积量逐年增加,防火工作是首要任务。森林火灾是世界性的林业重要灾害之一,年年都有一定数量的发生,造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性,灾害发生的随机性,短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生,就必须以极快的速度采取扑救措施,扑救是否及时,决策是否得当,重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时,分析是否准确合理,决策措施是否得当。为此国内外都在为预防,减少和控制森林火灾而努力。为了早日实现森林防火工作的规范化,科学化,信息化,贯彻“预防为主,积极扑救的方针”,真正做到早发现,早解决。森林防火监控的建设工作就显得比较重要。

    由于森林防火监控系统的建设环境和建设要求,使得森林防火监控系统不同于别的监控系统,森林防火监控系统应具备六大特点:1监控范围大、距离远;2全天候监控;3无线传输;4风光互补供电(阴雨天最少保证24小时);5避雷接地安全可靠;6前端设备工作状态中心监控。针对这些特点,系统在选用设备时的要求也要尽可能符合这些特点,满足相应要求。激光红外灯作为一种新型红外补光光源,相对比与其他光源,在森林防火监控系统中的应用,有着不可比拟的优势。

    1.激光红外灯可以很好的满足系统视野宽、无障碍、监控面大,尽量少设监控点,并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大的要求。目前的森林防火监控系统中,白天监控基本不存在问题,可是对于夜间监控,宽视野、远距离是很难逾越的障碍。夜间监控对于红外补光设备的要求比较高,原本传统的红外灯的投射距离至多100米,而且森林绿色植被对不同红外光有较大的吸收,使得夜间红外照明效果大打折扣。对于这一问题,最佳的解决方案就是激光红外灯。因为激光红外灯至少可以满足100~500米的照明距离,并且由于激光红外灯波长单一、能量集中,可以使得绿色植被对于红外光线的吸收影响降低40%,完全能实现标称距离的照明。

    2.监控点要全天候工作,所以必须解决夜间监控问题,夜间监控的核心是提供能够实现有效距离、有效亮度的红外补光设备,配合红外敏感型彩色转黑白摄像机及日夜两用型镜头,满足至少在300米外能看清人物活动;云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台,为了减少远距离图像的抖动,摄像机的安装也要确保牢固稳定。所以对以红外灯选择,直接关系到监控系统的完善性和实用性。对比目前已有的红外解决方案,激光红外灯结合低照度感红外摄像机的主动式监控前端是最具性价比的设备方案。相比热探测被动红外系统,激光红外系统具有无可比拟的价格优势,同时可以满足监控中对于画面清晰度、事物分辨度的要求,可以很清晰的判别着火林木特征,及有效取证。相比普通LED红外系统,激光系统最大的优势就是更广的监控范围、更远的监控距离、更高亮度的监控画面。

    3.由于森林防火监控自身的特点,传输方式不可能全部采用有线或光缆。因此必须考虑无线网络或无线结合有线网络的方式,这是森林防火系统与其他监控系统最大的区别。无线传输系统需要增加相应的无线传输设备,这样就对前段系统的安装有更高的要求,一、尽可能的降低前段设备整体重量;二、前段设备之间的信号干扰,应尽可能的降低,如体积遮挡、电磁干扰等。激光红外灯相比其他红外补光设备,体积和重量都具有相当优势,并可根据需要与摄像机等设备进行有效集成,大大降低这方面对于前段系统的影响,降低施工强度、便于实施安装。激光红外灯本身没有电磁信号产生,更谈不上电磁干扰,对于无线传输设备的运转没有任何影响。

    4.风光互补供电系统是森林防火监控系统重点,它的性能优劣将直接决定森林防火监控前端系统的成败。风光互补的供电方式解决了供电传输问题,使得前段设备的供电不在需要架设专门的线路,适用于森林防火监控的野外环境要求。但风光供电系统相比较传统线缆传输供电系统,最大的不足就是供电能力有限,对于设备的整体功耗有严格限制。在森林监控系统的前端集成了摄像机、红外灯、云台、防雷系统、无线传输系统、烟尘探测系统等各种应用系统,而这些前段设备只能由单一的风光供电系统供电,所以任何设备有效的降低消耗功率都是对整个系统负载稳定的贡献。低功耗是激光红外灯相比于其他红外补光设备的核心优势之一,激光的发光本质是直接电光转换,最高效率可达65%,理论上10W电能可产生6.5W的光能,在同样的效果要求和照明要求情况下,激光红外灯的功耗最低,最适合于太阳能、风能供电的系统应用。

    5.由于整个监控前端设备地处深山,维护极为不便,所以对于所有前段产品的寿命、质量稳定性有着更高的要求,一方面降低了整个系统维护工作的强度和费用,另一方面也保护了用户的利益。分析整个前段设备,目前影响系统稳定性的最大制约因素恰恰是在红外补光设备上。目前的LED等红外补光设备使用寿命至多坚持6~9个月,而且在使用过程中光衰显现明显,严重影响系统的维护和使用。激光红外灯在这方面有比较明显的优势,首先需要阐明的是作为半导体产品,都是有寿命的,激光红外灯目前已测的无衰减周期是8000小时,配合光敏开关节电模式,可以实现25~30个月的稳定工作。使得红外补光设备对于整个前段的稳定性影响大大降低,并且激光红外灯为满足自身正常工作,都是严格密封的,使得风雨、烟尘对于设备的干扰被完全屏蔽。

    综上所述,激光红外灯在森林防火系统中的应用前景极为广阔,可以很好的解决森林防火视频监控系统中的夜间监控照明问题。相对于传统的远距离激光红外激光系统,西安欧益光电科技有限公司开发出的美莱特激光红外灯具有更高的性价比优势,可以根据实际环境要求、工程项目要求选择相配套的摄像机等设备,组合出最佳性价比的激光夜视监控系统。