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电梯视频监控抗干扰技术原理与要点

供稿:工控网 2006/9/26 9:23:00

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基于对电梯视频监控干扰产生原理的研究成果,对干扰形成和抗干扰技术合理分析取得了理论和实践统一的成果,提供了电梯监控系统设计与施工中更为实用的一些抗干扰技术措施。本文只涉及电梯监控工程中同轴视频传输的抗干扰技术,供设计和施工参考。
   
   在闭路监控工程中,电梯监控视频干扰问题,一直是最常见、最难对付、也是最受关注的问题之一。本文阐明:只要掌握了干扰产生原理,电梯抗干扰工程问题也将迎刃而解。
   
   一、 掌握常用同轴电缆类型及特点
   
   1. 考虑传输衰减:当楼层很高,距离监控中心又较远的情况下,应慎重考虑传输衰减问题。选择电缆时,大家都知道粗缆优于细缆,但还应了解SYWV物理发泡电缆优于实心SYV电缆,高编电缆优于低编电缆,铜芯缆优于"铜包钢"缆,铜编网优于铝镁合金编网;
   
   2. 关注高频衰减:低频成分的亮度/对比度衰减容易发现和解决,电缆最重要的传输特性就是频率越高衰减越大,高频衰减主要影响清晰度和分辨率,要特别注意总结图像质量的观察方法。这方面电缆特点和规律是:粗缆优于细缆,发泡优于实心,但同型号的"高编和低编高频衰减一样";
   
   3. 考虑电缆寿命:软性电缆优于普通电缆,细缆优于粗缆;还有一个最易被忽视的问题:电缆各层间的粘合力,即当电缆各层之间纵向相反方向受力时,是否会发生相对滑动,高层电梯缆长可达100米垂直布线,电缆外护套固定在随行电缆上,这是一种"软固定",固定时不允许电缆变形(破坏同轴性),这样一来,在电梯反复运动中电缆内部层,在重力作用下,会逐渐"下滑",慢慢拉断编织网或芯线,表现为信号逐步减弱,干扰越来越大;目前还没有这项电缆技术标准,简单检查方法是取一米电缆,在一头剥开各层,一人用手握住电缆两端,另一人用钳子拉电缆的内层:依次拉芯线,绝缘层,编织网,体验粘合力的大小,做出合理估计,粘合力差、易滑动的尽量不选用。这项性能很多电缆并不好,应慎重选择。
   
   二、 干扰产生原理简介
   
   1. 电梯井内通常布置了动力、照明、风扇、控制、通信等线缆,各种电缆都会产生电磁辐射。与天线接收原理相同,同轴电缆也会"接收"这些干扰,即干扰电磁场在电缆上产生干扰感应电流,这个干扰感应电流也就会在电缆外导体(编织网)纵向电阻上产生干扰感应电压(电动势),这个干扰感应电压刚好串联在视频信号传输回路"长长的地线"中,形成干扰;
   
   2. 更重要的是这些随行电缆都是与视频电缆并行,且近距离捆扎在一起。这就形成了接近"最佳最有效的"干扰耦合关系。在一般工程中可以采用穿金属管或走金属槽的屏蔽干扰办法,但在电梯随动的环境中,这种方法无能为力。所以电梯环境下的抗干扰难度很大,只能选择较好的设计和施工方法;
   
   3. 了解干扰产生基本原理,对完善抗干扰设计和施工十分重要。
   
   三、 常用铜轴电缆传输方案的抗干扰措施
   
   1. 常用铜轴电缆:不管是多层高编铜编网电缆、"铝箔-编网"的双屏蔽电缆、还是"铝箔-编网--铝箔-编网"的四屏蔽电缆,电气上都属于一个屏蔽层。干扰感应电压,都是直接串联在视频信号传输回路中。只是多层高编电缆的外导体电阻小,形成的干扰感应电压也相对较低一些。这对抗低频电源干扰、电机电火花干扰等有一定效果(几十kHz以下的干扰)。但对高频干扰,由于"趋肤效应",高频阻抗与低编电缆相同,抗干扰效果也基本一样;所以应该清醒看到:高编电缆只有适当降低低频干扰的作用,防强干扰和高频干扰还是无能为力;
   
   2. 电梯布线方式的抗干扰措施:
   
   1、 视频电缆走出电梯井的位置选择:理想的选择应在井的中部,因为这时井内随行视频电缆长度,大约只有井深的一半多一点,最短,自然引入的干扰也最小;但工程上这种出线要求,只能看情况争取,实际工程不一定允许。
   
   2、 过去,在不明白原理的情况下,多数出线位置都是和其他随行电缆一起走,从电缆井的顶部或底部走出。这种情况下,考虑到只有一半电缆是随行运动的,另一半只是固定延伸连接,不运动,我们把这部分叫着"不动电缆";这就提供了一种可能:那一半随行运动电缆只能与其他随行电缆一起捆绑走线;而另一半不动电缆可以选择远离随行电缆单独走线的方法,在电梯井内把视频线紧贴井璧垂直走线,并把这部分电缆穿金属管或走金属槽,以屏蔽干扰对这部分电缆的影响,比较有效。
   
   3、 随行运动部分的视频电缆与其他随行电缆捆扎时,设计者应充分了解其他随行电缆的结构和分布情况,捆扎时视频电缆应尽量远离电流大、频率高的电缆,靠近电流小频率低的电缆捆扎;这里,哪怕有1厘米的选择可能也要争取,因为干扰影响大小至少与距离平方成反比;
   
   4、摄像机金属外壳、NC头的外壳、同轴电缆的外导体等视频信号的"地",和电梯轿厢、导轨等要绝缘,这在安装摄像机时要特别注意。
   
   5、摄像机供电应优选集中直流供电方式,其次是选择轿厢照明电,不能用动力电。
   
   6、 供电、控制等监控用电缆,尽量选用带屏蔽的电缆,防止干扰信号向外泄露。
   
   7、 从电梯井出口到控制中心的视频电缆,应走金属管或走金属槽,以屏蔽沿途环境干扰对这部分电缆的影响,并注意这部分屏蔽与电梯井内的屏蔽,应做好电气连接
   
   四、 应用抗干扰同轴电缆
   
   1. 抗干扰同轴电缆是一种"双绝缘双屏蔽的同轴电缆",其里面的芯线、绝缘层、屏蔽层仍然是标准的75欧姆电缆,没有区别。不同的是,在原来屏蔽层外,又增加了第二绝缘层和第二屏蔽层,外面再加上护套。从上面干扰产生原理分析已经知道,干扰在传统同轴电缆外层上产生的感应电压,串联在视频信号传输回路"长长的地线"中,从而形成干扰的。但采用抗干扰同轴电缆后,情况有了质的变化:干扰感应电压只能形成在"第二屏蔽层"上,并由里面的"第二绝缘层"把它与视频信号传输回路"长长的地线"绝缘隔离开,把干扰排除在视频信号传输回路之外,达到抗干扰的目的。
   
   2. 这种抗干扰电缆的特性,对于电梯环境下的超强低频动力电源干扰,电机电火花干扰,变频电机干扰,控制信号干扰等几十千赫以下的干扰,抗干扰性能十分突出。                         信息来源于:共利电梯网

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