雲臺是什麽
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其實雲臺就是兩個交流電機組成的安裝平臺,可以水平和垂直的運動。但是要註意我們所說的雲臺區別於照相器材中的雲臺,。照相器材的雲臺壹般來說只是壹個三腳架,只能通過手來調節方位;而監控系統所說的雲臺是通過控制系統在遠程可以控制其轉動以及移動的方向的。
雲臺有多種類型:
* 按使用環境分為室內型和室外型,主要區別是室外型密封性能好,防水、防塵,負載大。
* 按安裝方式分為側裝和吊裝,就是把雲臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。
* 按外形分為普通型和球型,球型雲臺是把雲臺安置在壹個半球形、球形防護罩中,除了防止灰塵幹擾圖像外,還隱蔽、美觀、快速。
按照可以運動功能分為水平雲臺和全方位(全向)雲臺。
按照工作電壓分為交流定速雲臺和直流高變速雲臺。
按照承載重量分為輕載雲臺、中載雲臺和重載雲臺。
按照負載安裝方式分為頂裝雲臺和側裝雲臺。
根據使用環境分為通用型和特殊型。通用型是指使用在無可燃、無腐蝕性氣體或粉塵的大氣環境中,又可分為使用型和室外型。最典型的特殊型應用是防爆雲臺。
* 在挑選雲臺時要考慮安裝環境、安裝方式、工作電壓、負載大小,也要考慮性能價格比和外型是否美觀等因素。
雲臺的內部結構
全方位雲臺內部有兩個電機,分別負責雲臺的上下和左右各方向的轉動。其工作電壓的不同也決定了該雲臺的整體工作電壓,壹般有交流 24V、交流220V及直流24V。當接到上、下動作電壓時,垂直電機轉動,經減速箱帶動垂直傳動輪盤轉動;當接到左、右動作電壓時,水平電機轉動並經減速箱帶動雲臺底部的水平齒輪盤轉動。
需要說明的是雲臺都有水平、垂直的限位栓,雲臺分別由兩個微動開關實現限位功能。當轉動角度達到預先設定的限位栓時,微動開關動作切斷電源,雲臺停止轉動。限位裝置可以位於雲臺外部,調整過程簡單,也可以位於雲臺內部,通過外設的調整機構進行調整,調整過程相對復雜。但外置限位裝置的雲臺密封性不如內置限位裝置的雲臺。
室外雲臺與室內雲臺大體壹致,只是由於室外防護罩重量較大,使雲臺的載重能力必須加大。同時,室外環境的冷熱變化大, 易遭到雨水或潮濕的侵蝕。因此室外雲臺壹般都設計成密封防雨型。另外室外雲臺還具有高轉矩和扼流保護電路以防止雲臺凍結時強行起動而燒毀電機。在低溫的惡劣條件下還可以在雲臺內部加裝溫控型加熱器。
通用型雲臺的性能指標
壹雲臺的轉動速度
雲臺的轉動速度衡量雲臺檔次高低的重要指標。雲臺水平和垂直方向是由兩個不同的電機驅動的,因此雲臺的轉動速度也分為水平轉速和垂直轉速。由於載重的原因,垂直電機在啟動和運行保持時的扭矩大於水平方向的扭矩,在加上實際監控時對水平轉速的要求要高於垂直轉速,因此壹般來說雲臺的垂直轉速要低於水平轉速。
交流雲臺使用的是交流電機,轉動速度固定,壹般為水平轉動速度為4°/秒~6°/秒,垂直轉動速度為3°/秒~6°/秒。有的廠家也生產交流型高速雲臺,可以達到水平15°/秒,垂直9°/秒,但同壹系列雲臺的高速型載重量會相應降低。
直流型雲臺大都采用的是直流步進電機,具有轉速高、可變速的優點,十分適合需要快速捕捉目標的場合。其水平最高轉速可達40~50°/秒,垂直可達10~24°/秒。另外直流型雲臺都具有變速功能,所提供的電壓是直流0至36V之間的變化電壓。變速的效果由控制系統和解碼器的性能決定,以使雲臺電機根據輸入的電壓大小做相應速度的轉動。常見的變速控制方式有兩種,壹種是全變速控制,就是通過檢測操作員對鍵盤操縱桿控制的位移量決定對雲臺的輸入電壓,全變速控制是在雲臺變速範圍內實現平緩的變速過渡。另外壹種是分檔遞進式控制,就是在雲臺變速範圍內設置若幹擋,各檔對應不同的電壓(轉動速度),操作前必須先選擇所需轉動的速度檔,在對雲臺進行各方向的轉動操作。
二雲臺的轉動角度
雲臺的轉動角度尤其是垂直轉動角度與負載(防護罩/攝像機/鏡頭總成)安裝方式有很大關系。雲臺的水平轉動角度壹般都能達到355°,因為限位栓會占用壹定的角度,但會出現少許的監控死角。當前的雲臺都改進了限位裝置使其可以達到360°甚至365°(有5°的覆蓋角度),以消除監控死角。用戶使用時可以根據現場的實際情況進行限位設置。例如安裝在墻壁上的壁裝式,即使雲臺具有360°的轉動角度,實際上只需要監視雲臺正面的180°角度,即使轉動到後面方向的180°也只能看到安裝面(墻壁),沒有實際監控意義。因此壁裝式只需要監視水平180°的範圍,角裝式只需監視270°的範圍。這樣避免雲臺過多地轉動到無需監控的位置,也提供了雲臺的使用效率。
頂裝式雲臺的垂直轉動角度壹般為+30°至-90°,側裝的垂直轉動角度可以達到±180°,不過正常使用時垂直轉動角度在+20°至-90°即可。
三雲臺的載重量
雲臺的最大負載是指垂直方向承受的最大負載能力。攝像機的重心(包括防護罩)到雲臺工作面距離為50mm,該重心必須通過雲臺回轉中心,並且與雲臺工作面垂直,這個中心即為雲臺的最大負載點,雲臺的承載能力是以此點作為設計計算的基準。如果負載位置安裝不當,重心偏離回轉中心,增大了負載力矩,實際的載重量將小於最大負載量的設計值。因此雲臺垂直轉動角度越大,重心偏離也越大,相應的承載重量就越小。
雲臺的載重量是選用雲臺的關鍵,如果雲臺載重量小於實際負載的重量不僅會使操作功能下降,而且雲臺的電機、齒輪也會因長時間超負荷損壞。雲臺的實際載重量可從3kg到50kg不等,同壹系列的雲臺產品,側裝時的承載能力要大於頂裝,高速型的承載能力要小於普通型。
四使用環境指標
室內使用的雲臺的要求不高,雲臺的使用環境的各項指標主要針對室外使用的雲臺。其中包括使用環境溫度限制、濕度限制、防塵防水的IP防護等級。壹般室外環境使用的雲臺溫度範圍為-20℃至+60℃,如果使用在更低溫度的環境下,可以在雲臺內部加裝溫控型加熱器使溫度下限達-40℃或更低。濕度指標壹般為95%不凝結。防塵防水的IP等級應達到IP66以上。IP防護等級的高低反映了設備的密封程度,主要指防塵和液體的侵入,它是壹種國際標準,符合1997年的BS5490標準和1976年的IECS529標準。IP後的第壹個數值表示抗固體的密封保護程度,第二位表示抗液體保護程度,第三位表示抗機械沖擊碰撞。另外在實際使用中應根據環境選擇使用相適合的材料和防護層,如鐵質外殼不適合使用在潮濕和具有腐蝕性的環境中。
第壹位 第二位
0 無保護 無保護
1 固體物質達50mm,如手偶然接觸 水的垂直下落,如冷凝
2 固體物質答案12mm,如手指 水的直接噴灑,傾斜不超過15°
3 固體物質超2.5mm,如工具、電線 水的噴灑,傾斜不超過60°
4 固體物質超過1mm,如工具、細電線 水從各個方向噴灑,允許有限侵入
5 防塵——有限侵入(保證對設備無損害)水從各個方向低壓噴射,允許有限侵入
6 安全防塵 水從各個方向高壓噴射,如船艙,允許有限侵入
7 浸入水下15cm至1m
8 長時間浸入水下
五回差
回差也稱為齒輪間隙(Gear Backlash),是考察雲臺轉動精度的重要指標。
六可靠性
雲臺的可靠性壹般以平均故障(間隔)時間MTBF、平均修理時間MTTR、平均無故障時間MTTF及為動開關的極限次數等指標衡量。
特殊用途的雲臺
雲臺的應用範圍很廣,各種特殊行業也對雲臺產品有壹定的需求,由於使用環境特殊因此需要雲臺產品具有滿足現場環境特殊防護性能,常見的有水下型、高溫型、低溫型、防腐型和防爆型。特殊雲臺對使用的材料、防護等級、防護方式等都有嚴格的要求,並必須遵守相應的行業特殊標準。其中以防爆型雲臺最為突出。
壹防爆設備簡述
石油、化工、煤炭和國防等許多工業部門,在生產、加工、運輸和貯存的各個過程中,經常可能泄露或溢散出各種各樣的易燃易爆氣體、液體和各種粉塵及纖維。這類物質與空氣混合後,可能成為具有爆炸危險的混合物,當混合物的濃度達到爆炸濃度範圍時,壹旦出現火源即會引起爆炸和發生火災等嚴重事故。當前已經研制出隔爆型、本質安全型、增安型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型等多種型式的防爆電氣設備。
可燃性氣體、蒸汽級別、溫度組別舉例如下,其它表中沒有列出的可參閱GB3836.1附錄A。
凡是用於煤礦井下的防爆設備為I類設備,其它用於工廠的防爆設備為II類設備。在II類設備中按適用於爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流比分為A、B、C三級。T1值T6為設備允許表面最高溫度,T1—450℃、T2—300℃、T3—200℃、T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。
I類設備的表面可能堆積粉塵時,允許最高表面溫度為150℃;II類設備的允許最高表面溫度為T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。
對於電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A,且能量不超過20微焦或功率不超過25mw的電氣設備,在經過防爆檢驗部門認可後,可直接使用於工廠爆炸性氣體環境中和煤礦井下。
壹防爆原理
防爆設備的應用原理壹般有間隙型、防止接觸型、采用安全措施型及其它如利用爆炸的滯後特性支撐超前斷電等其他防爆原理。其中適用於電視系統的有間隙防爆原理和采用安全措施防爆原理。
⒈間隙防爆原理
電火花及電弧可以引燃爆炸性混合物。由德國建立起來的間隙隔爆結構,是防止電弧等引燃周圍爆炸性混合物較可靠的方法。它具有壹個足夠牢固的外殼,能經受內部爆炸氣體混合物產生的最大爆炸壓力,確保不變形或損壞,並具有壹定結構間隙以使噴射出來的燃燒生成物通過壹定的法蘭長度冷卻到低於外部爆炸性混合物的自燃溫度。結構間隙可以是平面結合面或圓筒結合面組成,還可以是曲路、螺紋或屏障式等結構組成。除此之外。如微孔、網罩、疊片、充砂等結構也屬於這種原理的防爆形式。
⒉采用安全措施的防爆原理
在設備上采用壹系列的安全措施使其在最大限度內不致產生火花、電弧或危險溫度,或采用有效的保護元件使其產生的火花、電弧或溫度不能引燃爆炸性混合物,以達到防爆目的。防爆增安型、本質安全型等電氣設備都采用這壹原理制造的。
防爆設備的標誌
隔爆型防爆設備“d”、本質安全型設備有“ia”和“ib”。設備外殼的明顯處應設置清晰永久性凸紋標誌“Ex”。同時設備外殼的明顯處還應設置銘牌,並可靠地固定。上應該有“Ex”標誌,防爆型式標誌,並順次標明防爆型式、類別、級別、溫度組別等;防爆合格證編號;出產日期、產品編號、產品標準中指出必須註明的內容等。
例如“d II BT3”表示隔爆型II類B級T3溫度組防爆設備。
四防爆設備的材料
對於隔爆型防爆設備外殼應能承受1.5倍內部實際最大爆炸壓力,但不得小於3.5×105 Pa。用於I類采掘工作面的設備,外殼須采用鋼板或鑄鋼制成;I類非采掘工作面的設備,其外殼可用牌號不低於HT25-47灰鑄鐵制成;I類攜帶式設備和II類設備,外殼可用抗拉強度不低於117.6N/mm2(12kg /mm2)、含鎂量不大於0.5%(重量比)的輕合金制成。
本質型設備的外殼材質可用含鎂量不大於0.5%(重量比)的輕合金或表面電阻不大於1×109Ω的塑料制成。
TTGTTG
雲臺:即雲臺峰,是華山東北部的高峰,四面懸壁絕巖,景色秀麗。
慎蒙《名山記》:“雲臺峰在太華山東北,兩峰崢嶸,四面陡絕。上冠景雲,下通地脈,嶷然獨秀,有若靈臺。”