摘要:一个大型的、与防盗报警联动运行的视频监控系统,是一个技术含量高、构成复杂的系统。各种故障现象虽然都有可能出现,但只要把好所选用的设备和器材的质量关,严格按标准和规范施工,一般是不会出现大问题的。即使出现问题,只要冷静分析和思考,“对症下药”,不盲目地大拆大卸,是可以较快解决问题的。
我们在做视频监控系统管线敷设时,首先要注意避开高频电场和磁场对视频信号的干扰。但监控系统在进入调试阶段、试运行阶段,还会遇到这样或那样的故障问题,这些故障问题出现的结果,会直接影响到系统的正常运行,使系统达不到设计要求的技术指标;表现为整体性能和图像质量不够理想,出现了所谓的一些“软毛病”。这些问题对于一个监控工程项目来说,特别是对于一个多监控点位、较复杂的、大型的监控工程项目来说,是在所难免的。出现问题后,设法尽快排查和解决这些问题是工程技术人员的责任和义务。
在监控系统中,许多问题一般都发生在调试和试运行阶段。而经过试运行并验收合格交付用户使用后的系统,一般来说,短时期内是不应该出现问题的。如果系统出现了问题,往往也是发生在设备质量或施工质量上,特别是传输部分施工的质量。下面解析工程中常见的一些故障和排除的方法。
一、由器材引起或反映出的故障及排除方法
我们在工程器材安装前,一定要对器材进行逐一检测,必要时做例行试验和现场模拟通电实验,以此来了解和掌握器材的性能和质量;但尽管如此,由于工程安装过程中存在着诸多安装工艺及现场环境的影响,会使器材出现很多问题这也是常见的。
1、电源选配不正确引发的设备故障
问题表现在:供电线路或供电系统使用电压不正确、功率不够(或某一路供电线路的线径不够,铜阻太高、线路压降过大等)、供电系统的传输线路出现短路、断路和瞬间过压等几个方面。使前端监控设备和终端显示系统无法正常工作,如云台无法正常旋转和监控图像不清晰等。特别是因供电错误或瞬间过压导致设备烧坏。因此,在系统调试过程时,不要急于通电,在通电之前,一定要按照设计方案或图纸认真严格地核对和检查,杜绝盲目操作。
2、在施工中,如果不严格执行安装工艺,就可能会使某些线路,特别是与设备相接的线路处理不好,出现断路、短路、线间绝缘不好、误接线等导致器材的损坏、性能下降或设备本身并未因此损坏,但反映出的现象是出在设备或部件身上。例如摄像机信号线的连接、云台摄像机解码器的连接、控制线缆的连接等等。当出现以上不良问题时,要冷静分析故障现象,判断在若干条线路中会对其产生不良影响的线路。这样就可以在小范围短时间内排除故障,将大大提高工作效率。例如,一台云台摄像机图像显示正常,但云台无法控制,就不必再检查信号线缆,而只要检查云台控制线就可以了。另外,在接插件方面,特别要注意视频和音频接插件的连接,压接式的接插件,一定要压实。焊接式的接插件,一定要焊实。且不要出现搭焊或虚焊而影响到图像或声音的质量。对焊接工艺、视频线的连接安装工艺要求都非常高,如处理不当,就会存在故障隐患。即使调试和试运行阶段没有发现问题,但运行一段时间后就会问题百出。特别值得注意的是,云台摄像机由于全方位大角度运动,时间久了,就会出现连线脱落和挣断的现象。因此,要选配能够满足长时间运转要求的线缆。对于安装在室外的摄像机,除应保证正确的安装工艺外,还要保证线路适应室外高低温工作环境的要求。
如果我们严格把握好器材进货的质量关,施工质量是可以人为控制的。即使在工程中出现这样或那样的问题,也不必惊慌;从理论上说,各种器材都有可能发生质量问题。但从经验上看,纯属器材本身的质量问题,多发生在解码器、电动云台和传输部件等设备上。而诸如摄像机、中心控制设备、监视器等发生器材质量问题是比较少见的。但值得指出的是,某些设备从整体讲质量上可能没有出现不能使用的问题,但从某些技术指标上却达不到器材说明书上给出的指标,达不到设计的要求,这是常常遇到的情况。某些器材供方,为宣传自己的器材,把尚未达到的指标或某些尚处于临界的指标作为器材的正式指标给出也是司空见惯的。因此,我们对所选的器材要进行常规电参数检测,必要时,还需要做例行试验或联机试验。对于一些质量信誉较高的品牌,也要进行常规电参数检测,而且还要与供方签订正规的供销合同,以防万一。当确定属于器材质量问题时,最好的办法是更换器材,而不应自行拆卸修理。除上面所说的器材自身质量问题外,最常见的是由于对设备调整不当产生的问题。比如摄像机后截距的调整是个要求非常细致和精确的工作。如不认真调整,就会出现聚焦不好或在三可变镜头的各种操作时发生散焦等现象,影响到图像质量。另外,摄像机上的一些开关和调整旋钮的位置是否正确、是否符合系统的技术要求、解码器编码开关或其它可调部位设置的正确与否都会直接影响设备本身的正常使用或影响整个系统的正常性能。器材之间的连接不正确产生的问题。一般表现在以下几个方面:
1)阻抗不匹配。
2)通信接口或通信方式不对应。
我们使用的控制主机与云台摄像机解码器或控制键盘之间存在着某种通信控制关系,即协议。如果我们不考虑这一点,就会出现设备间由于协议不兼容而使系统无法正常工作的现象。现在,各主机生产厂都考虑到通信控制的相互兼容问题,做到了一机兼顾多种协议,使主机能与更多的知名品牌监控产品共通。控制主机多数还具有学习功能,可以将不兼容的相关监控产品协议写入主机内,使其达到相互兼容的目的。但为了减少不必要的工作麻烦,我们应该首先选用主机、解码器、控制键盘等通信控制协议相兼容的产品。
3)驱动能力不够或超出规定的设备连接数量。
例如,一台控制主机所对应的主控键盘和副控键盘的数量是有规定的。超过规定数量后将导致系统工作不正常。又例如,某些画面分割器带有报警输入接口,在其器材说明书上给出了与报警探头、长延时录像机等连接的系统构成图。而在实际使用时,由于报警探头首先是与报警主机连成系统,如果再将报警探头并联接至画面分割器的报警输入端,就会出现探头的报警信号既要驱动报警主机,又要驱动画面分割器的情况。在这种情况下,往往会出现驱动能力不足的问题。表现出的现象是,画面分割器虽然能报警,但由于输入的报警信号弱而工作不稳定,从而导致对应发生报警信号的那一路摄像机的图像画面在监视器上虽然瞬间转换为全屏画面却又丢掉(保持不住),而使监视器上的图像仍为没报警之前的多画面。解决类似上述问题的方法之一是通过专用的报警接口箱将报警探头的信号与画面分割器或视频切换主机相对应连接,二是在没有报警接口箱的情况时,可自行设计加工信号扩展设备或驱动设备。上述谈及的问题,有时也会出现在视频信号的输出和分配上,希望引起注意。
二、传输系统出现故障的分析与排除方法
在视频监控传输系统中,我们还是以视频传输为主。下面仅就视频传输方式下常出现的故障现象进行解析。
1、50Hz交流电的工频干扰问题
在视频监控系统的工程实施与调试过程中,很常见的一个问题就是系统内存在的各种噪声干扰问题。在监视器屏幕上出现一条黑杠或白杠,并且或向上或向下慢慢滚动。这种现象主要是由系统产生了地环路而引入了50Hz的交流电工频干扰所造成的。如果用示波器观察时,会看到在图像视频信号的波形上叠加了一个50Hz的峰起波形,就是这个峰起造成了干扰。地环路的存在可能是由于信号传输线的公共端在两头都接地而造成重复接地;也可能是信号线的公共端与220V电源的零线短路;也可能是系统中某一设备的公共端与220V交流电源有短路现象;还有可能是信号线受到由交流电源产生的强磁场干扰(如双方靠得太近)而产生的。当不是上述这些原因而又实在无法排除时,可以采用在传输线上接入“纵向扼流圈”的办法,较好地消除这类干扰。
我们知道,一个电路两端都接地时,会形成地环路。当加入一个隔离变压器就可以切断这个地环路,就可以把干扰消除。需要一提的是,有时由于摄像机或控制主机(矩阵切换器)的电源性能不良(或局部损坏)也会出现这种故障现象(有时也会出现二条黑杠或白杠),因此,在分析这类故障现象时,要分清产生故障的两种不同原因。要分清是电源的问题还是地环路的问题,一种简易的方法是,在控制主机上,就近只接入一台电源没有问题的摄像机输出信号,如果在监视器上没有出现上述的干扰现象,则说明控制主机无问题。接下来可用一台便携式监视器就近接在前端摄像机的视频输出端,并一台台摄像机逐个检看,以便查找有否因电源出现问题而造成干扰的摄像机。如有,则进行处理。如无,则干扰是由地环路等其它原因造成的。
2、监视器上出现木纹干扰问题
这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故障现象产生的原因较多也较为复杂。分析起来一般有以下几种情况:
1)视频传输线缆的质量不好,特别是屏蔽性能差。例如:构成屏蔽网的铜质材料不是质量很好的无氧铜线,屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用。由于这类视频线的铜阻很大,所以视频信号在传输过程中衰减较严重,它是故障产生的重要原因。此外,这类视频线缆的特性阻抗不是75欧,以及分布参数超出规定也是产生故障的原因之一。
以上故障较难判断,主要是因为管线的敷设已经完成,很难以用换线的办法来排除故障。因此,我们在施工前,一定要选用符合国家技术标准和要求的视频电缆是非常重要的。决不能因考虑省钱而购买质量差的视频电缆线,否则后患无穷。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障,所以判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后,才能从视频线缆不良的角度去考虑。判断的方法是,在排除其它可能造成这种故障的原因之后,有条件的话,把剩余的这种视频电缆(如无剩余,则只好在系统中截取一段这样的电缆)送到检测部门去检测。检测结果不合格时,则可确定是电缆质量问题。如果确定是电缆质量问题,最好的办法是把所有的这种电缆全部换掉,换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法。在干扰不是很严重的情况下,我们可以通过在线式UPS电源,对整个监控系统提供净化后的电能,可以减轻或基本消除干扰。但这种方法有时会因系统周围空间信号情况的不同而效果不明显或有时管用、有时不管用。
2)由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。
这里所指的电源不“洁净”,是指在正常的电源( 50Hz的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不“洁净”。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置,可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。
这种情况的解决方法比较简单,只要对整个系统采用净化电源或在线UPS供电就基本上可以得到解决。
3)系统附近有很强的干扰源。
这可以通过现场勘查和了解而加以判断。如果属于这种原因,解决的办法是加强摄像机的屏蔽,视频电缆线要使用金属护管并作接地处理等。必要时,在视频缆线上增加抗干扰器。
3、监视器上出现较深较乱的大面积网纹干扰问题
主要是由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障。在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰,以至图像全部被破坏,形不成图像和同步信号。这种情况多出现在视频接头或其它类型的视频接头上。只要认真逐个检查这些接头,就可以解决问题。
这类故障较容易判断,当故障出现时,往往不会是整个系统的各路信号均出问题,而仅仅出现在那些接头不好的路数上。
4、监视器上出现间距相等的竖条干扰问题
这主要是由于视频传输线的特性阻抗不是75欧而导致阻抗失配引起的故障。干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。如果用示波器观看被干扰图像的波形时,会发现在行同步头的后肩上,叠加有幅度较高的行频谐波振荡波形,干扰就是由此产生的。通过对波形的分析和对视频电缆的定量测量,还会发现这种阻抗不符合要求的视频电缆线,其分布参数也是不符合要求的,实际上这也是阻抗失配的原因之一。因此,也可以说,产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。这种问题的排除方法,一般靠“始端串接电阻”或“终端并接电阻”的方法加以解决,但是在视频传输距离很短时(一般为150米以内),使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。因此,在一个传输距离远近相差很大的系统中,分析这种故障现象时不要受到短距离并无干扰的迷惑。解决上述问题的根本办法是在选购视频线缆时,一定要注重产品质量。必要时应对电缆进行例行试验。
5、由传输线引入的空间辐射干扰
这种干扰现象的产生,主要是由于在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时,应对周边环境有所了解,尽量设法避开或远离辐射源;另一个办法是当无法避开辐射源时,对前端及中心设备加强屏蔽,对传输线缆采用金属管防护并作良好的接地。二、传输系统出现故障的分析与排除方法
在视频监控传输系统中,我们还是以视频传输为主。下面仅就视频传输方式下常出现的故障现象进行解析。
1、50Hz交流电的工频干扰问题
在视频监控系统的工程实施与调试过程中,很常见的一个问题就是系统内存在的各种噪声干扰问题。在监视器屏幕上出现一条黑杠或白杠,并且或向上或向下慢慢滚动。这种现象主要是由系统产生了地环路而引入了50Hz的交流电工频干扰所造成的。如果用示波器观察时,会看到在图像视频信号的波形上叠加了一个50Hz的峰起波形,就是这个峰起造成了干扰。地环路的存在可能是由于信号传输线的公共端在两头都接地而造成重复接地;也可能是信号线的公共端与220V电源的零线短路;也可能是系统中某一设备的公共端与220V交流电源有短路现象;还有可能是信号线受到由交流电源产生的强磁场干扰(如双方靠得太近)而产生的。当不是上述这些原因而又实在无法排除时,可以采用在传输线上接入“纵向扼流圈”的办法,较好地消除这类干扰。
我们知道,一个电路两端都接地时,会形成地环路。当加入一个隔离变压器就可以切断这个地环路,就可以把干扰消除。需要一提的是,有时由于摄像机或控制主机(矩阵切换器)的电源性能不良(或局部损坏)也会出现这种故障现象(有时也会出现二条黑杠或白杠),因此,在分析这类故障现象时,要分清产生故障的两种不同原因。要分清是电源的问题还是地环路的问题,一种简易的方法是,在控制主机上,就近只接入一台电源没有问题的摄像机输出信号,如果在监视器上没有出现上述的干扰现象,则说明控制主机无问题。接下来可用一台便携式监视器就近接在前端摄像机的视频输出端,并一台台摄像机逐个检看,以便查找有否因电源出现问题而造成干扰的摄像机。如有,则进行处理。如无,则干扰是由地环路等其它原因造成的。
2、监视器上出现木纹干扰问题
这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故障现象产生的原因较多也较为复杂。分析起来一般有以下几种情况:
1)视频传输线缆的质量不好,特别是屏蔽性能差。例如:构成屏蔽网的铜质材料不是质量很好的无氧铜线,屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用。由于这类视频线的铜阻很大,所以视频信号在传输过程中衰减较严重,它是故障产生的重要原因。此外,这类视频线缆的特性阻抗不是75欧,以及分布参数超出规定也是产生故障的原因之一。
以上故障较难判断,主要是因为管线的敷设已经完成,很难以用换线的办法来排除故障。因此,我们在施工前,一定要选用符合国家技术标准和要求的视频电缆是非常重要的。决不能因考虑省钱而购买质量差的视频电缆线,否则后患无穷。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障,所以判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后,才能从视频线缆不良的角度去考虑。判断的方法是,在排除其它可能造成这种故障的原因之后,有条件的话,把剩余的这种视频电缆(如无剩余,则只好在系统中截取一段这样的电缆)送到检测部门去检测。检测结果不合格时,则可确定是电缆质量问题。如果确定是电缆质量问题,最好的办法是把所有的这种电缆全部换掉,换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法。在干扰不是很严重的情况下,我们可以通过在线式UPS电源,对整个监控系统提供净化后的电能,可以减轻或基本消除干扰。但这种方法有时会因系统周围空间信号情况的不同而效果不明显或有时管用、有时不管用。
2)由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。
这里所指的电源不“洁净”,是指在正常的电源( 50Hz的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不“洁净”。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置,可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。
这种情况的解决方法比较简单,只要对整个系统采用净化电源或在线UPS供电就基本上可以得到解决。
3)系统附近有很强的干扰源。
这可以通过现场勘查和了解而加以判断。如果属于这种原因,解决的办法是加强摄像机的屏蔽,视频电缆线要使用金属护管并作接地处理等。必要时,在视频缆线上增加抗干扰器。
3、监视器上出现较深较乱的大面积网纹干扰问题
主要是由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障。在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰,以至图像全部被破坏,形不成图像和同步信号。这种情况多出现在视频接头或其它类型的视频接头上。只要认真逐个检查这些接头,就可以解决问题。
这类故障较容易判断,当故障出现时,往往不会是整个系统的各路信号均出问题,而仅仅出现在那些接头不好的路数上。
4、监视器上出现间距相等的竖条干扰问题
这主要是由于视频传输线的特性阻抗不是75欧而导致阻抗失配引起的故障。干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。如果用示波器观看被干扰图像的波形时,会发现在行同步头的后肩上,叠加有幅度较高的行频谐波振荡波形,干扰就是由此产生的。通过对波形的分析和对视频电缆的定量测量,还会发现这种阻抗不符合要求的视频电缆线,其分布参数也是不符合要求的,实际上这也是阻抗失配的原因之一。因此,也可以说,产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。这种问题的排除方法,一般靠“始端串接电阻”或“终端并接电阻”的方法加以解决,但是在视频传输距离很短时(一般为150米以内),使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。因此,在一个传输距离远近相差很大的系统中,分析这种故障现象时不要受到短距离并无干扰的迷惑。解决上述问题的根本办法是在选购视频线缆时,一定要注重产品质量。必要时应对电缆进行例行试验。
5、由传输线引入的空间辐射干扰
这种干扰现象的产生,主要是由于在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时,应对周边环境有所了解,尽量设法避开或远离辐射源;另一个办法是当无法避开辐射源时,对前端及中心设备加强屏蔽,对传输线缆采用金属管防护并作良好的接地.
三、其它故障
1、云台故障。使用不久的云台出现运转不灵或根本不能转动,是一个常见的故障。这种情况的出现除器材本身的质量外,问题很可能出在:
1)供电系统功率不够而影响到云台的转动。
2)摄像机在云台中安装方式的改变,如只允许将摄像机正装的云台,在使用时采用了吊装的方式。而导致云台运转负荷加大,传动机构损坏,甚至烧毁电机。
3)如果摄像机及其防护罩等总重量超过云台的承重时。也会出现云台转不动的现象,特别是在垂直方向。
4)室外环境温度过高、过低、防水、防冻措施不良会使云台运转出现故障,甚至损坏。
2、当监控系统距离较远时,终端键盘无法通过解码器对前端摄像机、镜头和云台进行有效、灵活的控制。这主要是因为距离过远时,控制信号衰减太大,解码器接受到的控制信号太弱引起的。这时有必要在终端控制信号线缆上加装信号放大器以放大整形控制信号。
3、监视器的图像对比度太小,图像淡。这种现象如不是控制主机及监视器本身的问题,就是传输距离过远或视频传输线衰减太大。根据不同的情况,我们可以选用较粗的视频线缆,如SYV75-5线改用SYV75-7的线缆。必要时,可以在视频线缆终端处加装视频放大器对线路进行放大和补偿。由于这种视频放大器不仅能够对视频信号进行放大,而且也会对干扰信号进行放大。所以我们在施工前,要认真的做好现场勘查,尽可能的选择好捷径的路由和理想的视频线缆。
4、图像清晰度不高、细节部分丢失、严重时会出现彩色信号丢失或色饱和度过小。这是由于图像信号的高频端损失过大,以致3MHz以上频率的信号基本丢失造成的。这种情况或因传输距离过远,而中间又无放大补偿装置;或因视频传输电缆分布电容过大;或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容造成的。
5、色调失真。
这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象。主要原因是由传输线引起的信号高频段相移过大而造成的。这种情况应加相位补偿器。
6、操作键盘失灵。
这种现象在检查连线无问题时,基本上可确定为操作键盘“死机”造成的。键盘的操作使用说明上,一般都有解决“死机”的方法,例如“整机复位”等方式,可用此方法解决。如无法解决,就可能是键盘本身损坏了。
7、主机对图像的切换不干净。
这种故障现象的表现是在选切后的画面上,叠加有其它画面的干扰,或有其它图像的行同步信号的干扰。这是因为主机的矩阵切换开关质量不良,达不到图像之间隔离度的要求所造成的。如果采用的是射频传输系统,也可能是系统的交扰调制和相互调制过大而造成的。
一个大型的、与防盗报警联动运行的视频监控系统,是一个技术含量高、构成复杂的系统。各种故障现象虽然都有可能出现,但只要把好所选用的设备和器材的质量关,严格按标准和规范施工,一般是不会出现大问题的。即使出现问题,只要冷静分析和思考,“对症下药”,不盲目地大拆大卸,是可以较快解决问题的。
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