Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Видеонаблюдение в экстремальных условиях: выбираем термокожухи и гермобоксы

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Видеонаблюдение в экстремальных условиях: выбираем термокожухи и гермобоксы

Подвергай все сомнению.
Рене Декарт, французский философ, математик, механик, физик и физиолог
Организация "правильного" видеонаблюдения на объекте – вопрос сложный и не терпящий дилетантского подхода. А уж решение этой задачи в экстремальных условиях тем более требует как минимум консультации с профессионалом, знающим о способах защиты дорогостоящего и часто капризного оборудования многое, если не все
Алексей Торубаров
Заместитель директора компании WIZEBOX

Для начала определимся с понятиями. Гермобоксы (гермокожухи) предназначены для установки в первую очередь в помещениях и, значит, по определению не могут претендовать ни на что иное, кроме как на высокий уровень влаго- и пылезащищенности. Только в этих условиях их применение может быть полностью оправдано, а посему из героев нашего романа (пардон, статьи) их с чистым сердцем исключаем.

Иное дело термокожух – устройство, которое с той или иной степенью эффективности защищает установленное внутри себя оборудование от практически любых внешних воздействий, начиная с температурных катаклизмов и заканчивая радиационным облучением. И вот здесь уже, как говорится, возможны варианты. Остановимся на некоторых из них поподробнее.

Температурная стойкость

Ранее считалось, да и теперь это часто подчеркивается, что главная задача термокожуха – защита камеры видеонаблюдения от неблагоприятных воздействий внешней среды и, прежде всего, обеспечение ее работоспособности в условиях низких температур. Позволю себе не согласиться со столь категоричным утверждением. Проработав почти семь лет с IP-видеокамерами, могу сказать, что на сегодня главная проблема для них (особенно многомегапиксельных и сверхпроизводительных) – вовсе не "обледенение", а банальный перегрев. Именно нестабильность работы (и даже отказ) при высоких (более 50 °C) температурах является, по моему мнению, едва ли не главным бичом современных IP-видеокамер. При этом и проблема "холодного старта" все так же актуальна.


Устоявшиеся заблуждения
Посмотрим, как НЕ СПЕЦИАЛИСТ выбирает термокожух, исходя из заданного ему температурного диапазона. Для примера возьмем самый распространенный вариант предъявляемых к термокожуху требований (температурный режим эксплуатации): от -40 до +40 °C. Что означают эти цифры? Что за вопрос, удивитесь вы. Диапазон температур окружающей среды, при которых термокожух ГАРАНТИРУЕТ работоспособность установленной в нем камеры. Как бы не так… "Если бы все было так просто, армянское радио этим бы не занималось".

Указанные -40...+40 °C означают чаще всего температуру ЛАБОРАТОРНЫХ (читай – идеальных) значений градусника. И ничего больше. Ни тебе ветра, ни разделения замеров на "в тени и на солнце". НИЧЕГО из того, что в реальной жизни встречается сплошь и рядом, да еще по 13 штук на дюжину. Причем дополнительные сложности в определении РЕАЛЬНЫХ границ рабочего температурного диапазона вносят устоявшиеся заблуждения, которые многими воспринимаются как аксиома и на веру принимаются безоговорочно.

Среди многих прочих одно из наиболее устойчивых заблуждений следующее – "нижний предел диапазона рабочих температур IP-камер расположен на 10–15 градусов выше по сравнению с таким же параметром аналоговых камер. То есть термокожух, диапазон рабочих температур которого составляет, например, от -50 до +40 °C, будет способен защитить CCTV-камеру от воздействий низких температур при их нижнем пиковом значении.

Но при использовании аналогичного термокожуха для защиты IP-камеры благоприятные условия для ее эффективного функционирования закончатся еще при -35...-40 °C"1.

Исходя из этого, пользователю, как правило, предлагается "либо скорректировать климатические параметры получившейся уличной камеры", либо "повысить эффективность системы обогрева". Клиент в панике ищет более "морозостойкий" (и, естественно, более дорогой вариант термокожуха) или "корректирует параметры камеры". И тоже, само собой, не за счет ее удешевления.


Опыт эксплуатации
Между тем, опыт эксплуатации говорит однозначно: в хорошо загерметизированном кожухе IP-видеокамера за счет собственного нагрева способна увеличить температуру окружающего воздуха на 8–10 °C, и "обычные" -40 °C при соблюдении технологии сборки устройства "камера–кожух" легко и изящно превращаются если не в экстремальные, то во вполне себе приличные -50 °C. Одна беда – так же легко и непринужденно эта же связка "камера–кожух" превратит терпимые для камеры +40 °C в едва ли не критические +50 °C. А это значит, что жаркое июльское солнышко даже в умеренной Москве, когда часа так эдак в 3 дня ваш термометр за окном на солнечной стороне показывает что-то около 40–42 °C, ненамного меньше нагрело и термокожух. А герметизация-то у него отменная. И камера внутри классная, и трудится, родненькая, с полной нагрузкой…

На сегодня главная проблема для IP-видеокамер (особенно многомегапиксельных и сверхпроизводительных) – вовсе не "обледенение", а банальный перегрев. При этом и проблема "холодного старта" все так же актуальна

Вот и получается, что в современных условиях при разработке термокожуха для IP-камеры грамотному производителю приходится думать не просто об организации банального обогрева, а о создании некой климатической установки, обеспечивающей как прогрев, так и охлаждение системы. Установка внутри кожуха обычного вентилятора здесь уже не будет являться оптимальным решением. Почему? Да потому что мало просто поставить вентилятор – необходимо оптимизировать его так, чтобы он не "гонял воздух" по всему объему кожуха, а максимально эффективно отводил тепло именно от источника этого самого тепла. То есть непосредственно от камеры. Но и это еще не все. Занимаясь обдувом, вентилятор совершает работу и… выделяет тепло. Получается, увеличивая теплоотвод с камеры, мы одновременно повышаем температуру внутри самой системы "камера–кожух".

Нетривиальные вопросы

1. Что тестируется в климатической камере?
Помимо приведенных выше "арифметических" нюансов хотел бы обратить внимание потенциальных покупателей термокожухов вот еще на какую особенность. Допускаю, что заявленные производителем температурные характеристики честные и соответствуют указанным до градуса. Вполне допускаю, но… Позвольте полюбопытствовать, а что конкретно подвергалось тестированию в климатической камере? Сам корпус термокожуха? А кабельные вводы? А провода питания? А инфракрасный прожектор, установленный в связке с камерами формата "день/ночь", – он тоже прошел испытания на работу при экстремально низких (высоких) температурах? Вопросы, вопросы, вопросы…

2. Что угрожает гарантии на камеру?
Или вот, к примеру, широко распространенная функция "холодный пуск/запуск/старт". Обычно под этим понятием подразумевается, что производитель термокожуха тем или иным способом обеспечивает сначала подогрев камеры до нужной температуры, а потом уже подает питание на электронику самой камеры. Казалось бы, все просто. Ан нет…

Начнем с того, что мало кто из менеджеров будет читать протокол испытаний или выяснять у производителя, каким именно образом обеспечивается этот столь необходимый подогрев камеры. Если с помощью биметаллического реле (самый распространенный, но и самый ненадежный способ), то, учитывая допустимый разброс значений (погрешность) калибровки, мы с вами можем "запустить" камеру тогда, когда она ФАКТИЧЕСКИ не согрелась до нормы.


При этом производитель непосредственно камеры вполне мог предусмотреть внутренний счетчик холодных стартов с отслеживанием реальной температуры включения. И лишить вас гарантии на свое оборудование, если указанный счетчик хотя бы раз зафиксирует нестандартное подключение. При этом производители сами довольно редко указывают температурный диапазон НЕПОСРЕДСТВЕННО холодного старта. Просто пишут "рабочий диапазон от ... до ..., "холодный старт". Вот и понимай, как хочешь. Указали в качестве нижней границы диапазона -40 °C – значит, и "холодный старт" при этой температуре? Ой, вряд ли. Если уж у "честного" производителя в официальном релизе, подтвержденном протоколом испытаний, температура эксплуатации и температура "холодного старта" (после нескольких часов прогрева, замеренных, кстати, при относительно "тепличных" лабораторных условиях) различаются более чем на 10 °C, то что же тогда говорить об излишне "скромных" товарищах, стыдливо умолчавших о конкретных значениях?

Кстати, обратите внимание на температуру хранения камеры и температуру "холодного старта". Если они разнятся, это, как минимум, должно навести покупателя на размышления. А если камера питается по РоЕ – для нее указанная опция "холодного старта" доступна или нет? Если нет (а это весьма вероятный вариант), то как тогда быть?

3. Где бывают ошибки или просчеты?
Или такой "пассаж" в описании технических характеристик термокожуха: указанный температурный диапазон кожуха, допустим, -40...+50 °C, а температурный диапазон климатического шкафа с блоком питания для него -50...+40 °C. Налицо либо банальная ошибка в предоставлении данных, либо… Либо серьезный технический просчет, поскольку при нагреве на солнце такой блок питания выйдет из строя первым, сведет на нет все достоинства непосредственно термокожуха и в итоге вызовет отказ всей системы.

4. В чем проблемы со стеклом?
Думаете, на этом проблемы с температурой исчерпываются? Вовсе нет. Одной из важнейших составляющих кожухов является "приемное отверстие получения информации", то бишь стекло. А оно имеет свойство запотевать. Или обмерзать. Разные производители борются с таким неприятным явлением в меру своих способностей, но чаще всего пытаются решить проблему обогревом. Кто-то – самого стекла (опять же – разными способами), кто-то предлагает более изощренные решения, позволяющие разом решить обе проблемы.

Скажите, вы часто встречали менеджеров, пытающихся выяснить столь неочевидные нюансы запланированного к закупке оборудования? Не сочтите автора занудой – просто я пытаюсь донести до сведения не специалистов в области термозащитного оборудования, как, на первый взгляд, ясное и понятное в действительности оказывается далеко не очевидным, туманным и полным скрытых проблем

Коррозионная стойкость

Фууууууууууух… Будем считать, что с температурными нюансами работы термокожухов в основном разобрались? Тогда идем дальше.

Температурный диапазон – важный, но не единственный, а, скорее всего, даже и не важнейший критерий определения пригодности того или иного термокожуха для использования при организации видеонаблюдения в экстремальных условиях. Ведь экстремальность не только градусами Цельсия определяется. А еще, к примеру, агрессивностью окружающей среды. Допустим, необходимо развернуть видеонаблюдение на объекте с "морским климатом". Что сразу же приходит на ум? Правильно – высокая влажность в сочетании с повышенным содержанием в водяном пару так называемых солевых аэрозолей с высокой концентрацией йода, брома, хлорида натрия. Отсюда вывод – определяющим при выборе кожуха здесь станет способность изделия противостоять коррозии.

Кожух из алюминиевых сплавов?
На первый взгляд, это оптимальное решение. Аргументы? Извольте. Во-первых, кожух из алюминиевых сплавов практически не подвержен коррозии (за счет быстрого образования прочных оксидных пленок, защищающих поверхность). Во-вторых, он легче аналогичного изделия из нержавейки. В-третьих, в отличие от той же нержавейки алюминий проще поддается формовке, литью, механической обработке, следовательно, ему можно придать "благородные обводы" прямо под стать вашей яхте. Кроме того, он обладает высокой тепло- и электропроводностью, и…

Стоп, стоп, стоп… Все это так, но есть одно НО… Существует такое понятие, как электрохимическая коррозия. По существу, любая коррозия – электрохимическая, но мы будем говорить исключительно о коррозии, которая наблюдается при контакте двух разнородных металлов. В электролите (например, растворе соли) такие металлы образуют гальванопару, при которой металл, взявший на себя роль анода, начинает немедленно растворяться.


Существует так называемая линейка напряжений: Li < K < Rb < Cs < Ba < Ca < Na < Mg < Al < Mn < Cr < Zn < Fe < Cd < Co < Ni < Sn < Pb < H2 < Cu < Ag < Hg < Pt < Au, суть которой в следующем – металлы, находящиеся в ней левее, легче отдают свои электроны, чем металлы, находящийся правее. Поэтому при образовании гальванической пары более активный металл (стоящий левее) заряжается положительно (становится анодом), а менее активный – отрицательно (катодом). Отсюда понятно, почему при контакте в морской воде дюралюминия с никелем интенсивно растворяться будет именно дюралюминий. А теперь напомните мне, из чего в основном изготавливаются крепежные элементы? Правильно, из нержавейки. А кабельные вводы? Как правило, из латуни, то есть медно-цинкового сплава. При этом и медь, и цинк в линейке напряжений находятся правее алюминия…

Может быть, подойдет силумин?
Тоже нет. Хотя считается, что "в отличие от дюралюминия, силумины устойчивы к коррозии во влажной атмосфере и морской воде, в слабокислой и щелочной среде" (Википедия), реальность опровергает этот постулат. Да и механическая стойкость не на высоте. Конкретный пример не привожу, дабы никого не обидеть.

Пластик?
Возможно. Но как он выдержит температурные колебания? Что-то я не готов вот так, сходу, привести пример изделия, которое гарантировало бы хотя бы -30 °C и при этом не стоило, как чугунный мост. А ведь "морской климат" – это не только южные, теплые моря…

Что же в "сухом" остатке?
Нержавейка, господа, старая добрая нержавейка. И корпус из нее, и крепеж, и кабельные вводы. Ибо то, что выше говорилось про неприемлемость создания гальванопар из разнородных материалов, абсолютно одинаково как для алюминия, так и для нержавейки…

Опыт эксплуатации говорит однозначно: в хорошо загерметизированном кожухе IP-видеокамера за счет собственного нагрева способна увеличить температуру окружающего воздуха на 8 – 10 °C, и "обычные" -40 °C при соблюдении технологии сборки устройства "камера–кожух" легко и изящно превращаются если не в экстремальные, то во вполне себе приличные -50 °C. Эта же связка "камера–кожух" превратит терпимые для камеры +40 °C в едва ли не критические +50 °C

Актуальный совет

Берясь за написание этой статьи, автор не собирался останавливаться на двух описанных выше проблемах. Можно было бы порассуждать на тему особенностей подбора и применения термокожухов в условиях повышенной радиации на объекте, рассмотреть вопросы совмещения кожуха и ИК-прожектора, когда дальность обзора видеосистемы превышает 15–20 метров, поделиться своими соображениями по…

Возможно, об этом мы поговорим в следующий раз, а пока позволю себе дать читателям пусть и банальный, но от этого не менее актуальный совет: при подборе оборудования (лучше всего еще на стадии начального проектирования) НЕ СТЕСНЯЙТЕСЬ обращаться к профессионалам. Один малюсенький, но упущенный из виду и потому не учтенный нюанс может свести на нет долгую и кропотливую работу целого коллектива.

___________________________________________
1 Журнал "Системы Безопасности" № 5/2010, www.secuteck.ru/imag/ss-5-2010/60.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2014
Посещений: 8430

  Автор

Торубаров А. Д.

Торубаров А. Д.

Генеральный директор ЗАО "Ареконт Вижн"

Всего статей:  5

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций