基于臂式斗轮机摄像闭路系统干扰的研究

赵锋　冯振明

以摄像闭路系统在臂式斗轮机上的实际应用为例，分析了导致摄像系统干扰的因素及影响，结合电厂的实际应用，提出了几种抗干扰解决方案。

臂式斗轮机是火力发电厂输煤系统中取煤和堆煤的大型设备，由于司机操作视角问题，设备一般都配有摄像闭路系统，可以有效地辅助司机操作监控。但是，由于设备处于现场工业环境中，避免不了各种干扰源的出现，因此，摄像监控屏幕往往受到干扰而不清晰，影响了司机的正常监控，如图1与图2的对比效果。

摄像闭路系统干扰源的来源

变频器干扰。臂式斗轮机最大的干扰源就是变频器干扰，变频器中普遍采用IGBT开关器件，其输出产生电磁辐射干扰。而且变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其產生的谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变（畸变率10-40%左右），影响电网的供电质量。这种干扰在图像上经常会表现为横条纹。

无线电干扰。现随着我国无线电事业的迅猛发展，无线电新技术、新业务的广泛应用，无线电台（站）数量急剧增加，无线电干扰现象也日趋严重。电厂内部存在多种无线干扰源，例如，无线电台、基站、车载电台等，对摄像闭路系统都有一定程度的干扰。这种干扰信号在图像上表现为较密的横纹、竖纹、斜纹等，严重时甚至会淹没整个视频图象。

传输线路引起的干扰。臂式斗轮机机构繁杂，动力电缆、控制电缆、视频电缆等在线路敷设的过程中不可避免地存在交叉点，尤其还存在大电机启动，启动电流大，造成电压瞬间降低，对摄像闭路系统造成很大的干扰。这种干扰在图像上表现为图像闪烁、不清晰。

摄像闭路系统几种通讯方式及抗干扰解决方案

同轴电缆通讯方式。常规摄像闭路系统线路采用的是屏蔽同轴电缆，如果同轴电缆接头处理不当，或者电缆屏蔽层未处理好，都会影响图像的效果。而且，现场在线路敷设时尽量做到视频电缆单独敷设管路，同其他的动力电缆、信号电缆分开走线，避免互相干扰。经过处理后，效果有所提高，但是还是无法抵抗变频器的干扰，还需增加专门的抗干扰抑制器才能消除变频干扰，如图3所示。

然而，采用同轴电缆通讯的方式，即使增加了抗干扰抑制器，也只是短时间内有效，并没有从根本上解决问题。

数字化网络通讯方式。同轴电缆通讯方式采用的是模拟量信号，极易受现场环境影响，导致图像干扰，目前，该方式已经逐渐退出市场，被数字化网络通讯所替代。通常摄像机采用数字化一体机，传输介质采用超五类网线。采用网络通讯屏幕显示质量得到了明显提高，一些普通的干扰源不会影响图像质量。但是，超五类网线要求室外环境温度在-10-60℃范围内，在我国北方冬季寒冷地区将受到限制无法适应。

光纤通讯方式。随着网络通讯技术的迅猛发展，光纤作为通讯介质得到了广泛应用，也逐渐应用到工业环境。光纤可应用在-40-60℃的环境中，几乎覆盖了所有地区，而且不受任何干扰源的干扰。摄像闭路系统只要将数字化摄像机与光纤介质有机地结合（光纤收发器，见图4所示），就可以做到完美的图像屏幕效果。

臂式斗轮机工业电视摄像闭路系统从最初采用同轴电缆模拟信号，过渡到网线方式的数字摄像，最后确定为光纤介质通讯模式，彻底解决了工业现场环境因素造成的干扰问题。因此，科技的进步，工业应用就有了质的飞跃。endprint