淺談工業視頻監控系統的干擾原因及解決方法

摘 要：目前，在工業工程中開始廣泛應用閉路電視監控系統，因為工業廠房內有著特別復雜的電氣環境，那么就會促使各種干擾源形成，如果施工過程中未采取恰當的防范措施，各種干擾就會通過傳輸線纜進入閉路電視監控系統，造成視頻圖象質量下降、系統控制失靈、運行不穩定等現象。

關鍵詞：閉路電視監控系統；干擾；電氣技術；解決辦法

中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0044-02

筆者于2011年4月～12月在公司青紙制漿系統技改工程項目部從事電氣技術管理工作，青紙制漿技改工程項目主要由制漿車間、二氧化氯車間、備料車間、制氧站、軟化水站五個車間組成，是青山紙業致力于發展漿粕生產的一條新生產線。我司承建該項目的設備、管道、非標、電氣、儀表、通風等安裝工程，其中電氣安裝工程包含工業視頻監控系統的安裝項目，該套系統主要是針對備料車間的運料監控、制漿車間的下料監控及二氧化氯車間的進料監控。該套系統的施工過程中，由于圖紙設計考慮不夠全面，未把諸多影響因素融入設計理念中，致使我方人員在施工時，沒有采取恰當的防范措施，導致在備料車間視頻監控系統調試階段，出現圖像模糊不清、抖動的現象。

1 視頻信號干擾產生的原因分析

①低頻的干擾：通過大量的實踐研究表明，如果信號的頻率越低，那么電線屏蔽層就有著越差的屏蔽效果，如載波電話、電臺信號所受到的干擾信號，都是這種原因所造成的。

50 Hz電源干擾：

如果系統的接地需要有始端和末端來同時完成，在電纜外皮電阻的作用下，再加上兩端有著差異化的接地點位，就會導致有50 Hz的地電位差存在于兩地之間，這樣就會有干擾信號電壓產生。在視頻信號上如果疊加了本種干擾信號，就會導致有較寬的橫暗帶出現于正常圖像上。

50 Hz電源頻率的二次諧波和三次諧波干擾：

通常情況下，主要是在高壓電線的電力線周圍或者大電流附近出現諧波干擾，這種干擾頻率往往為2 500 Hz和125 000 Hz，這種輻射信號是電力電纜所發出的，視頻信號的低頻段會受到本種干擾。

②傳輸過程的干擾：通常情況下，這類問題的出現，主要是由于有質量問題出現于視頻傳輸線中，沒有較好的屏蔽性能，或者是只有較為稀的屏蔽網，那么屏蔽作用就無法有效的發揮出來。還有就是這種視頻線有著較大的線電阻，那么就會導致較大衰減發生于信號中，促使干擾問題得到加重。如果出現了這種干擾，就會導致有豎條干擾出現于監視器的畫面上，這些豎條往往有著相同的間距，并且行頻和干擾信號的頻率也呈倍數增長關系。

③終端設備電源干擾：具體來講，指的是有干擾信號疊加于正常的電源上；通過分析可以得知，電網中使用可控硅的設備造成了本電源的主要干擾，并且可控硅設備如果電流較大，電壓較高，就會更加嚴重的污染到電網，那么就會對同一電網中的電源造成較大的影響。比如，如果有較大功率的可控硅調頻調速裝置、可控硅整流裝置存在于電網中，那么就會嚴重污染到電源。這些電源的不潔凈特點，會影響到攝像機和其他有源設備的穩定性，導致干擾問題的出現。

2 選擇正確的抗干擾方法

分析了干擾原因后制定出初步方案：用模擬變頻器消除諧波的原理，即HTHF濾波器原理，通過提高源端阻抗產生感性無功阻擋諧波電流，在變頻電機的電源進出兩端加裝電感線圈環，通過電感線圈作用從源頭消除干擾。在攝像頭線路上靠近變頻電機電纜的電機的進出兩端加裝了電感線圈環，生產線工作后，視頻仍然模糊不清。經分析是頻率干擾沒有徹底消除，而38 MHz中頻電路具有此種功能，故而將視頻基帶信號調制到38 MHz或者更高的頻率，以此躲過頻率干擾。

38 MHz中頻電路圖如圖1所示。38 MHz中頻電路中產生的38 MHz高頻載波可直接接入傳輸同軸電纜。距離較遠時需經一級放大后送到傳輸線路，然而該電路在干擾頻率和38 MHz接近時失效。

為了解決38 MHz電路失效問題，采用了視頻拓展器。將其中的一條視頻線路拿來做試驗，在攝像頭一端加裝一個視頻拓展器，在數字錄像機相應這端也加裝一個視頻拓展器，然后分別給這兩個視頻拓展器供一個DC12 V，800 mA的電源，此時，視頻畫面極為清晰。將其中視頻拓展器拆開后，發現視頻拓展器工作原理借鑒了38 MHz中頻電路的原理，并解決了另外兩種因素引起的干擾。

其工作原理是如圖2所示，繞開干擾頻帶，將視頻信號采用一次搬移的辦法，搬移到40 MHz左右的頻率上，這樣就可以將那些容易受到干擾的低頻段給有效的避開，因為轉移了其低頻部分，那么受到的各種低頻干擾影響就可以從根本上進行消除。

其次，因為視頻抗干擾器可以在很大程度上放大視頻信號，這樣信噪比就會得到提高，同時，還會在一定程度上延長信號的有效傳輸距離。

三是在設計過程中，將阻抗均衡電路應用到了視頻抗干擾器的中心降噪器中，那么就可以阻抗均衡阻抗均衡電路和前段移頻放大裝置，即使傳輸線路出現了質量問題，也不會導致干擾問題的出現。

我們在試驗以后得到了預期的效果，并大批量的采購了此設備。通過我們的反復分析、試驗、查閱資料，基本解決了工業視頻監控干擾的問題，也受到了業主的一致表揚和認可。

3 結 論

①室外安裝嚴禁攝像機瞄準太陽或光源較強的發光物體，否則會造成圖象模糊或產生光暈。

②不要讓攝像機淋雨或在潮濕的地方使用。

③不要在超出溫度、濕度或電源規格的狀態下使用攝像機。

④連接方式（除ac220 v）：

其一：采用75 ？贅同軸電纜。

其二：攝像機與監視器間同電纜的長度由于電纜質量因制造商而異，如果采用最大長度則請在進行最后安裝以前先驗明視頻質量。

其三：接線時注意事項：一是，不要把同電纜扭變成半徑小于電纜直徑10倍的曲線；二是，不要使用卡釘電纜即使圓釘也不要使用，否則會引起誤差；三是，不要積壓或加緊電纜，否則會使電纜的阻抗改變而降低圖像質量。

4 結 語

伴隨著企業的發展和自動化水平的提高，工業視頻監控系統在工業生產中的應用越來越普遍。本文通過研究閉路電視監控干擾源的性質以及閉路電視監控系統的影響方式，提出了有效解決視頻干擾的辦法。以期與同行們共同提高視頻監控系統的管理與維護水平。

參考文獻：

[1] 鐘靜，夏恒，王曉峰.視頻監控系統抗干擾技術研究[J].貴州氣象，2009，15（1）：46-47.

[2] 于會山，王正奎.電纜長距離視頻傳輸系統[J].聊城師范學院學報（自然科學版），1995，8（1）：35-36.