Jak skonfigurować kamery przemysłowe, aby zapewnić ich najlepszy stan

Kamery przemysłowe są odpowiednikiem soczewki ludzkiego oka. Bez soczewki ludzkie oko nie widzi żadnych obiektów; bez obiektywu obraz wysyłany przez kamerę to rozległy obszar bieli bez wyraźnego obrazu. Jest to zgodne z zasadami naszych kamer domowych i kamer. Kiedy mięśnie ludzkiego oka nie są w stanie rozciągnąć soczewki do normalnej pozycji, co często określa się jako krótkowzroczność, scena przed tobą staje się niewyraźna. Podobnym zjawiskiem jest także współpraca aparatu z obiektywem. Gdy obraz stanie się niewyraźny, można wyregulować tylne ogniskowanie kamery i zmienić odległość pomiędzy chipem CCD a płaszczyzną odniesienia obiektywu przemysłowego (co jest równoznaczne z regulacją położenia soczewki ludzkiego oka), aby rozmazany obraz był wyraźny.

Można zauważyć, że rola soczewek w systemach nadzoru przemysłowego jest bardzo istotna. Projektanci inżynierowie i personel konstrukcyjny często mają do czynienia z obiektywami: projektanci muszą obliczyć ogniskową obiektywu na podstawie odległości obiektu i rozmiaru obrazu, a personel budowlany często przeprowadza na miejscu debugowanie, którego częścią jest dostosowanie obiektywu do optymalnego stanu.

Wszystkie obiektywy kamer są gwintowane. Istnieją dwa standardy przemysłowe dotyczące instalacji obiektywów kamer CCD, a mianowicie mocowanie C i mocowanie CS. Gwinty są takie same, ale odległość obiektywu od powierzchni światłoczułej jest inna.

W zależności od rozmiaru obiektywu aparatu, obiektyw można podzielić na specyfikacje, takie jak 1 cal, 2/3 cala, 1/2 cala, 1/3 cala, 1/4 cala, 1/5 cala itp. Poniżej znajduje się prosta tabela specyfikacji rozmiarów chipów:

Jeśli rozmiar obiektywu jest większy niż rozmiar docelowej powierzchni CCD kamery, pole widzenia obrazu będzie mniejsze niż pole widzenia obiektywu, co oznacza, że ​​pola widzenia obiektywu nie można dobrze wykorzystać; jeśli rozmiar obiektywu jest mniejszy niż rozmiar docelowej powierzchni CCD kamery, wystąpi „efekt tunelowy”, co oznacza, że ​​obraz będzie miał okrągłą czarną ramkę, jak przy fotografowaniu w tunelu. Kamery monitorujące są na ogół mniejsze, nawet mniejsze niż 1/3 cala; kamery przemysłowe są nieco większe i zazwyczaj mają przekątną od 1/2 cala do 1 cala; tradycyjna klisza do aparatu 135 jest większa niż obecny ogólny układ światłoczuły, 36 mm * 24 mm (1,4 cala * 0,9 cala), długość przekątnej ekranu wynosi 43 mm (1,7 cala), co oznacza, że ​​1,7-calowy aparat średnioformatowy 120 ma trzy światłoczułe rozmiary powierzchni: 45 * 60 mm, 60 * 60 mm i 90 * 60 mm, co oznacza, że ​​ramka jest większa.

Główną funkcją przysłony jest kontrolowanie ilości światła wychodzącego z obiektywu, aby zapewnić odpowiednie oświetlenie wymagane do obrazowania. Im większa apertura, tym większe oświetlenie obrazu celu, tym większa siła sygnału wyjściowego kamery i wyższy stosunek sygnału do szumu.

Można zrozumieć, że im większa jest przezroczysta apertura, tym większa ilość światła przechodzi przez nią; ale nas interesuje ilość światła docierającego do chipa i im dłuższa ogniskowa, co oznacza, że ​​chip jest dalej od środka obiektywu, a odpowiadające mu światło jest słabsze. Dlatego parametry standardowej wielkości przysłony należy powiązać z dwiema zmiennymi: przysłoną i ogniskową.

Współczynnik apertury, czyli liczba F, to parametr używany do charakteryzowania wielkości apertury. Jest równy stosunkowi ogniskowej obiektywu f i przezroczystej apertury D. Strumień świetlny jest odwrotnie proporcjonalny do kwadratu wartości F. Im mniejsza wartość F, tym większy strumień świetlny. Zasada wartości F jest taka, że ​​ta ostatnia wartość jest dokładnie √2 razy większa od poprzedniej wartości. Dlatego też, gdy przysłona zostanie zwiększona o jeden stopień, ilość światła zmniejsza się 2 razy.

Powszechnie używane wartości to:

• 1.4
• 2
• 2.8
• 4
• 5.6
• 8
• 11
• 16
• 22

Ogólnie rzecz biorąc, przysłonę można regulować i istnieją przysłony ręczne (przysłona ręczna) i przysłona automatyczna (przysłona automatyczna).

Obiektyw przemysłowy z ręczną przysłoną jest najprostszym obiektywem przemysłowym i nadaje się do stosowania w stosunkowo stabilnych warunkach oświetleniowych. Przysłona ręczna składa się z kilku blach. Strumień świetlny reguluje się za pomocą pierścienia umieszczonego na zewnętrznej średnicy soczewki. Obróć to kółko, aby zmniejszyć lub zwiększyć aperturę. W środowiskach o dużych zmianach warunków oświetleniowych lub gdy nie jest używany do monitorowania nieruchomego celu, należy zastosować obiektyw przemysłowy z automatyczną przysłoną. Na przykład na zewnątrz lub w miejscach, gdzie często włącza się i wyłącza sztuczne oświetlenie, ruch przysłony obiektywu z automatyczną przysłoną napędzany jest silnikiem, a silnik jest sterowany sygnałem wideo kamery.

Istnieją dwa rodzaje obiektywów przemysłowych z automatyczną przysłoną:

• Jednym z nich jest przesyłanie sygnału wideo i zasilania z aparatu do obiektywu w celu sterowania przysłoną obiektywu. Sam obiektyw zawiera obwód wzmacniacza przetwarzający sygnał amplitudy wideo z kamery na sterowanie silnikiem przysłony, co nazywa się typem napędu wideo (VIDEO);

• Drugi typ wykorzystuje napięcie prądu stałego w aparacie do bezpośredniego sterowania przysłoną i jest nazywany typem napędu DC (DC). Ten typ obiektywu zawiera jedynie silnik apertury galwanometrycznej i wymaga obwodu wzmacniacza w aparacie.

W przypadku różnych typów obiektywów przemysłowych z automatyczną przysłoną zwykle dostępne są dwa regulowane pokrętła. Jednym z nich jest regulacja ALC (regulacja pomiaru), która ma dwie opcje: pomiar szczytowy i pomiar średni w zależności od docelowych warunków oświetlenia. Ogólnie rzecz biorąc, używany jest średni poziom dozowania; druga to regulacja POZIOMU ​​(czułości), która może rozjaśnić lub przyciemnić obraz wyjściowy.