ccd相机成像原理

2022-07-31

第一篇：ccd相机成像原理

阿贝成像原理与空间滤波实验报告

阿贝成像原理和空间滤波

【实验目的】

1.了解阿贝成像原理，懂得透镜孔径对成像的影响.

2.了解透镜的傅里叶变换功能及空间频谱的概念.

3.了解两种简单的空间滤波.

4.掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴.

【实验仪器】

光具座，氦氖激光器，溴钨灯(12V，50W)及直流电源，薄透镜若干，可变狭缝光阑，可变圆孔光阑，调制用光阑，光栅(一维、正交及调制各一)，光学物屏，游标卡尺，白屏，平面镜.

【实验原理】

阿贝在1873年为德国蔡斯工厂改进显微镜时发现，大孔径的物镜能导致较高的分辨率，这是因为较大的孔径可以收集全部衍射光，这些衍射光到达像平面时相干叠加出较细的细节.例如，用一定空间频率的光栅作为物，并且用单色光加以照明，物后的衍射光到达透镜时(这里先考虑±1级衍射)，当O级与级衍射光到达像平面时，相干叠加成干涉条纹，就是光栅的像;如果单色光波长较长或者L孔径小，只接收了零级光而把级光挡去，那么到达像平面上的只有零级光，就没有条纹出现，我们说像中缺少了这种细节.根据光栅方程，不难算出，物体上细节d能得以在像平面有反映的限制为

(1)

为透镜半径对物点所张的角.换句话说，可分辨的空间频率为

(2)

物平面上细节越细微、即空间频率越高，其后衍射光的角度就越大，更不可能通过透镜的有限孔径到达像平面，当然图像就没有这些细节.透镜就成像光束所携带的空间频率而言，是低通滤波器，其截止频率就是(2)式所示的，.瑞利在1896年认为物平面每一点都发出球面波，各点发出的波在透镜孔径上衍射，到达像面时成为爱里斑，并给出分辨两个点物所成两个模糊像——两个爱里斑的判据.其实阿贝与瑞利两种方法是等价的.

波特在1906年把一个细网格作物(相当于正交光栅)，但他在透镜的焦平面上设置一些孔式屏对焦平面上的衍射亮点(即夫琅和费衍射花样)进行阻挡或允许通过时，得到了许多不同的图像.设焦平面上坐标为，那么与空间频率相应关系为

(3)

(这适用于角度较小时，为焦距，).焦平面中央亮点对应的是物平面上总的亮度(称为直流分量)，焦平面上离中央亮点较近(远)的光强反映物平面上频率较低(高)的光栅调制度(或可见度).1934年译尼克在焦平面中央设置一块面积很小的相移板，使直流分量产生位相变化，从而使生物标本中的透明物质不须染色变成明暗图像，因而可研究活的细胞，这种显微镜称为相衬显微镜.为此他在1993年获得诺贝尔奖.在20世纪50年代，通信理论中常用的傅里叶变换被引入光学，60年代激光出现后又提供了相干光源，一种新观点(傅里叶光学)与新技术(光学信息处理)就此发展起来.

物的内容中如含周期性结构，可以看成是各种频率的光栅组合而成，用数学语言讲就是把物展开成空间的傅里叶级数.如物的内容不是周期性的，在数学上就要作傅里叶变换，在物理上可由透镜来实现.可以证明，由于透镜作为位相变换器能把平面波转换为球面波，当单色平面波照射在透明片上[其振幅透射率为]时，如图1中光路所示，透镜后焦平面上光场复振幅分布即为其傅里叶变换

(4)

图1

式中，，实际上这也就是的夫琅和费衍射.当不在透镜前焦面上时，后焦面上仍为其傅里叶变换，但要乘上位相弯曲因子.当入射的不是平面波，而是球面波(发散、会聚均可)，则在入射波经透镜(甚至不经透镜)后形成的会聚点所在平面上也是傅里叶变换，只是也附加上了位相弯曲因子.傅里叶变换的例子如函数，函数，函数函数及许多性质的标度、卷积定理都可以由此在物理上演示出来.

如图2所示，在透镜后再设一透镜，则在Q面上的复振幅分布又经过一次傅里叶变换，

(5)

物函数的倒置也就是的像.前述在平面波照射下在前焦平面上的时，在照明光会聚点有其傅里叶变换，但要加上位相弯曲因子，该位相弯曲相当于会聚球面波照在傅里叶变换上，到达该球面波会聚点所在平面Q时，也是完成第二次傅里叶变换，只是标度有变化，即像是放大或缩小的.因此从波动光学的观点来看，正是透镜的傅里叶变换功能造成了其成像的功能.这样，就用波动光学的观点叙述了成像过程.这不但说明了几何光学已经说明的透镜成像功能，而且还预示了在频谱平面上设置滤波器可以改变图像的结构，这后者是无法用几何光学来解释的.前述相衬显微镜即是空间滤波的一个成功例子.除了下面实验中的低通滤波、方向滤波及调制等较简单的滤波特例外，还进行特征识别、图像合成、模糊图像复原等较复杂的光学信息处理.因此透镜的傅里叶变换功能的涵义比其成像功能更深刻、更广泛.

图2

【实验内容】

共轴调节.首先，要调激光束平行于光具座(图3)，并位于光具座正上方，把屏Q插在光具座滑块上，并移近激光架LS，把LS作上下、左右移动，使光束偏离O，调节LS的俯仰及侧转，使光束又穿过小孔;再把Q推至LS边上，反复调节，直到Q在光具座平移时激光束均穿过O为圆心的孔，以后就不再需要改变LS的位置。

在做以下几个实验时，都要用透镜，在加入透镜L后，如激光束正好射在L的光心上，则在屏Q上的光斑以0为中心，如果光斑不以O为中心，则需调节L的高低

图3

及左右，直到经过L的光束不改变方向(即仍打在0上)为止;此时在Ls处再设带有圆孔P的光屏，从L前后两个表面反射回去的光束回到此P上，如二个光斑套准并正好以P为中心，则说明L的光轴正好就在P、O连线上.不然就要调整L的取向.如光路中有几个透镜，先调离Ls最远的透镜，再逐个由远及近加入其他透镜，每次都保持两个反射光斑套准在P上，透射光斑以O为中心，则光路就一直保持共轴.

1.阿贝成像原理

(1)按图4布置光路.G是空间频率为每毫米几十条的光栅，在实验中作为物.L是焦距为10cm的透镜，移动L使光栅在3m处白屏上成放大的像(也可以用平面镜把光束反射到实验桌上的自屏上，但要用涂金属的那面，不要用玻璃面去反射，为什么?可以试试.)

(2)用白纸插入G之后的光路中并从G处移到L可看到G后

图4

衍射光束逐步分开;再从L移到P处，可看到光束又逐步合到一起，形成光栅像.

(3)在L前设可变圆孔光阑P;在逐步减小光阑时在L后用白纸检查光束被挡去情况，如有三束光通过，则Q上仍有条纹;如仅有一束光通过，Q上就无条纹，也就是不能分辨这个空间频率的细节了(P不一定紧贴在L之前).

(4)使P上某一圆孔刚能容纳三束光通过，测量G、P距离及圆孔半径，估算G的空间频率.并估算能分辨此频率的最小透镜孔径.

2.波特实验

仍然使用图4中光路，但改为到L的焦平面F上来改变像的空间频率结构.

把毛玻璃放在F面处可看到一系列光点，它们相应于物光栅夫琅和费衍射的0，±1，±2，…级的衍射极大值.用直尺或游标卡尺测出各衍射级离中央亮点的距离，把透镜焦距、所用激光波长与代入(3)式，算出这些亮点对应的空间频率，并与通过物像关系算出的光栅空间频率进行比较(由物距、像距，像上条纹宽度计算)，说明物理意义.利用可变狭缝光阑及小磁块，挡去某些衍射级，观察像屏S上图像的变化情况，并作出解释(可以从傅里叶光学与光波干涉两种观点来解释).

3.透镜的傅里叶变换功能

按图5(a)布置光路，L1、L2构成扩束准直系统，扩束后光束截面直径增大(倍数为两透镜焦距之比).输入至输出共距四倍焦距，故可称为系统，是典型的光束信息处理光路，能进行二次傅里叶变换.

用系统直接观察傅里叶变换，有时感到花样较小，不易看清，图5(b)光路中的物屏可放在位置1到2之间，在照明光的会聚点上都可以看到它的夫琅和费衍射，或者说傅里叶变换.自己选择一个位置(在2处，物离Q远，则花样分布较大，便于观察)，先后插入圆孔、双缝、单缝，观察其傅里叶变换光强分布情况并对傅里叶变换的标度性质、卷积定理作出物理解释.设此时P、Q距离为z，则Q空间频率标度为.

图5

4.空间滤波实验

(1)低通滤波

前述阿贝--波特实验中狭缝起的是方向滤波器的作用，可以滤去图像中某个方向的结构.而圆孔可作低通滤波器，滤去图像中高频成分，只让低频成分通过.

①按图6布置好光路，先放人L2，再放入L1，每次都调共轴，经L1扩束后光斑应打在L2中央.放人物屏P后注意P、Q的物像关系，在照明光会聚点设圆孔滤波器F.

图6

本实验物屏中央是透光的“光”字与细网格叠加在一起，网格空间频率约为10条/mm，调P、Q位置，使Q上有清晰的放大像，能看清其网格结构.

②观察F面上频谱分布，可以看到排成十字形的点阵.改变F上圆孔，逐步缩小，在圆孔直径≥lmm时(可以通过多个光点)，仍可看到像中有网格结构，而换到O.5mm直径圆孔时，只允许中央亮点通过，则在Q面上看到了没有网格的“光”字.这是因为“光”的空间频率低，就集中在光轴附近很小范围内.可见小圆孔起到只通过低频的作用.

在更换圆孔时，要特别细心，光轴必须严格穿过小圆孔圆心，才能有良好的实际效果，否则可能“光”字不完整.如试验一段时间未能奏效，可以改用下法：把字屏P移走，把F屏上O.5mm圆孔移在中央，然后细心地用手上下移动圆孔，左右调节滑块座上微动螺旋及前后推移滑块位置，同时观察Q上衍射花样以决定如何移动小圆孔，直到最后出现大而均匀的光斑，再插入物屏P，像屏Q上必有清晰字样(不带网格).因为此时光束会聚点正好在小圆孔圆心上.

把小圆孔移到中央亮点以外的亮点上，在Q屏上仍能看到不带网格的“光”字，只是较暗淡一些.这说明当物为“光”与网格的乘积时，其傅里叶谱是“光”的谱与网格的谱的卷积，因此每个亮点周围都是“光”的谱，再作傅里叶变换就还原成“光”字.这就演示了傅里叶变换的乘积定理.

(2)用调制产生假彩色

①类似于通信技术中把信号与载波相乘以调制振幅与位相，便于发送;光学信息处理中把图像(信号)与空间载频(光栅)相乘，也起到调制作用，便于进行处理.

本实验中所用的物是由方向不同的一维光栅组合而成的(图7).用激光束照射不同部位，就可在其后看到不同取向的衍射光线.光栅空间频率约为100条/mm，三组光栅取向各相差600。

图7

②按图8(a)布置光路，S为溴钨灯，L1起聚光作用，在L1后聚光亮点处设滤波器F，注意使S、L1距离大于L1、F距离，以获得较小的亮点.物P紧靠在L1后，F后设L2，L2把P的像成在Q屏上，为了得到较亮的像，最好P、L2距离大于或等于L2、Q距离.

③观察F面频谱的特点：第一，由于输入图像由三个取向不同的光栅构成，每组光栅对应一个衍射方向，衍射光线所在平面垂直于光栅的取向.如把该方向频谱全部挡去，则输出面上相应区域光强就转为零，例如把水平方向的频谱挡去，可以看到像上天空呈黑暗.其余类推.第二，由于照明光是白光，根据光栅方程，每组频谱零频的各色光衍射角均为0，各色光的零级叠加在一起就呈白色;而在其余±1，±2，…级上，波长长的色光衍射角大，因此各级均呈现从紫(在内)到红(在外)的连续的光谱色.

图8

④如图9所示，再次仔细调整共轴，使白光亮点恰好射在滤波器中央F透光处，而六条光谱带恰好从六条狭长孔中穿过.然后用带有铜片的小磁块在屏上移动，使铜片上小孔处在一级谱的某种颜色上，该色光得以通过.使孔1、孔通过黄光，输出平面上天空部分就呈蓝色，同理让孔2与孔通过红光，孔3与孔通过绿光，相应就在输出像中出现红色的房子与绿色的草地.

图9

⑤用白纸在F屏后由近到远移动，观察各衍射级光点的颜色及光斑形状的变化情况，再次思考输入以上光栅取向、频谱面上变色光分布及所携带信息及输出谱形之间的关系.

⑥重新调整滤波孔位置，改变输出图像的色彩，这说明色彩是人为指定的而非天然色.

在实验过程中还有两点须注意：

第一，溴钨灯额定电压为12V，因此为延长使用寿命在调整光路时电压只放在6V左右，在上述第3项调整成功后，才把电压调整到lOV，以观察输出彩色效果，观察后随即把电压调低至6V然后再关电源.电压始终不得超过12V，并不准在12V时关掉电源，否则下次开电源的瞬间，极易烧断灯丝.

第二，光源S的开孔较大，射出的灯光经过光具座的反射，易在输出面Q处增添杂散光，干扰对彩色像的观察，可在P、F各屏的下方用黑纸挡去这些杂光.

【复习思考题】

1.从阿贝成像原理出发，要获得较高的成像分辨率可以采用什么办法?如在照明光波长、物镜孔径已确定后，增大目镜的放大率能否提高分辨率?

2.用惠更斯原理解释低通空间滤波实验中频谱上各次极大亮点均带有“光”字的频谱.在本实验中如滤波孔直径从0.5减小到5，试设想输出图像是什么样的?

3.在调制实验中，物面上没有光栅处原是透明的，像面上相应部位却是暗的，为什么?如果要让这些部位也是亮的，该怎么办，此时还能进行假彩色编码吗?

4.对透镜的功能有何新认识?

第二篇：劈相机原理应用

劈相机

劈相机是一种将单相电变换成三相电的特殊电机，其实质是由单相电动机和三相发电机组合而成的旋转电机。它是电力机车的专用装置。

劈相机的工作原理：在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机(简称劈相机)用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向辅助系统所有三相异步电动机供电。

劈相机的实质：是一种本身只输出一相电流的异步电机。劈相机工作状态实际上是三相异步电机在不对称条件下运行的一个特例。

异步电机进入劈相机工作状态一般应具备以下两个条件： (1)、电机轴上的机械负载不变。

(2)、三相电网中W相缺相,使W相电流反相输出。

只要具备上述条件，一般的三相异步电动机同样具有劈相机功能。异步劈相机的起动方法有辅助电动机起动法和分相起动法两种。辅助电动机起动法是在劈相机的转轴上安装一台辅助电动机，起动时先由辅助电动机带动劈相机转子转动，待劈相机转速达到一定值时，将劈相机投入单相电网，并切除辅助电动机的电源.。

分相起动法分为电阻分相起动和电容分相起动两种。这两种启动方法具有线路简单，设备成本低等优点，因而得到广泛的应用。

SS4型劈相机原理及故障分析

进型电力机车的劈相机工作原理

劈相机是SS4改进型电力机车辅助系统的主要电机之一。它的性能的好坏直接影响到其它辅助电机的正常工作。异步电动机的许多故障现象都会在劈相机上发生，但劈相机又有其自己的特性。要想快速准确地找到劈相机的故障并及时排除故障就必须对劈相机有一个全面的了解。

首先就要了解劈相机在电力机车上的作用及工作原理。SS4改进型电力机车的劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。SS4改进型电力机车上所有的辅助电动机均由主变压器的辅助绕组a6-x6供给单相电源，经异步劈相机将单相电源劈成三相电源，再供给辅助电路的所有三相异步电动机使用。异步劈相机的结构与三相异步电动机不同，转子为鼠笼式，定子绕组按三相不对称规律嵌入在定子槽内，劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。劈相机的电负荷不是固定的，是随机车运行工况的改变而变动。

电动机单相交流电通过电机定子的单相绕组时，产生交变的脉振磁场，一个脉振磁场可以分解为两个幅值一样，转速相等转向相交的旋转磁场，与电机转子的转动方向相同为正序放置磁场，与转子转动方向相反的磁场为负序旋转磁场。劈相机的电动相绕组接到单相交流电源上，在劈相机的空气隙中产生两个大小相同的磁场，当劈相机的转子静止不动时，这两个磁场在转子导体中感应的电动势和电流的大小相等，方向相反。由此而产生的两个转矩也大小相等，方向相反而互相抵消。起动转矩为零，劈相机不能自行起动。如果转子与正序旋转磁场的相对速度比较小，而转子与负序旋转磁场的相对速度比较大，转子以几乎两倍于同步转速的速度切割该负序磁场，使转子导体内感应出近两倍于电网频率的电势和电流，该电流产生的磁场几乎抵消了定子绕组产生的负序磁场。

也就是说，当转子转动时，在劈相机的气隙中主要剩下了一个正序旋转磁场，它与转子相互作用产生电磁转矩，克服了转子的机械阻力矩及转子负序电流产生的电磁阻力矩，驱使转子沿着正序旋转磁场方向旋转，同时该正序旋转磁场切割定子三相绕组，并使它感应出三相电势，于是单相电源被劈成三相电源。在劈相机定子的三相输出端接上电负载，因其中两相负载直接与单相电源相联，不需要经过劈相机而直接从单相电源得到供电，而另一相负载则由劈相机的发电相得到供电，所以劈相机是将单相交流电源劈成三相，而本身只输出一相的异步电机。(劈相机工作原理图附图3-1)

(二)改进型电力机车劈相机与控制电器的关系

我们了解了SS4改进型电力机车劈相机的工作原理，而它在电力机车上是如何起动和运行的，这对我们排除劈相机故障也是十分重要的。起动劈相机是电力机车动车前的预备性操作，其电路属于控制电路。在其受电弓升弓以及闭合主断路器后进行，SS4改进型电力机车的劈相机控制有手动和自动两种，它是通过对选择开关591QS进行选择，我们主要以手动为例，这样更好地认清各个电器件在劈相机起动过程中的作用。由于劈相机直接单相电源起动时只能在气隙中产生一个脉振磁场，而不能产生一个旋转磁场，起动转矩为零，劈相机必须带电阻或电容进行分相起动，起动电阻或电容必须接在劈相机电动第一相U1相与发电相W1之间，即辅助回路202母线与203母线之间，起动电阻值为0.79Ω起动电容为10个12kvar、138μF电容并联。所有辅机控制电源由605QA自动开关控制，劈相机的控制是完成其他辅机控制的先决条件。(劈相机起动原理图附图3-2)

劈相机的运转与停止是通过相应的接触器201KM控制，因为劈相机是单相电动机与三相发电机的组合，所以起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕组之间接入起动电阻263R进行分相起动，起动电阻的接通与开断由接触器213KM来执行。由劈相机起动继电器283AK监测起动过程并控制起动电阻回路的开断。283AK的工作电源是从导线531经533KT常开联锁由导线281引入的。

首先我们按下劈相机按键(404SK)导线560经404SK与591QS，使导线564有电，劈相机中间继电器567KA得电动作，其常开触点闭合。导线560经567KA的常开触点，使导线561有电，然后分成几个支路。导线561经劈相机起动中间继电器566KA的常闭接点，使分相接触器(213KM)和劈相机起动延时继电器533TK得电动作，起动电阻将投入工作。劈相机的接触器(201KM)闭合，导线561经213KM的辅助触点，使导线572有电。经劈相机故障隔离开关(242QS)，使201KM得电动作。劈相机的主回路沟通，开始起动。若起动正常，则劈相机的起动继电器(283AK)动作，其常开点闭合。导线561经283AK，使导线568有电，劈相机起动中间继电器566KA得电动作。其常闭点打开，切断213KM和533KT的供电回路，甩掉劈相机起动电阻，劈相机进入正常工作状态。同时，566KA的常开触点闭合，215QA和566KA常开触点，使566KA继续得电自锁：导线561经533KT的常闭触点，使导线577有电，为其它辅助电机的正常工作做好准备。致此，劈相机的控制顺利完成。从这一过程可以看出，电路中的控制电器与劈相机能否正常工作是密不可分的。

劈相机是SS4改进型电力机车中受力比较复杂的一种电机，它既要承受大功

率电流的负荷，而且又要受到各种扭转力矩的影响，因此在实际工作中它的故障率比其它辅助电机要高一些。从劈相机的故障分析来看主要有两种：一种是电路故障，一种是电机机械故障。

(三)劈相机电路故障分析及处理

1接触器故障分析及处理

劈相机通电后，劈相机转子不转，而且无任何反映，初步判断为劈相机接触器没有动作，这时应该拆下劈相机接触器201KM，检查其触点在通电情况下是否全部闭合良好，如果无任何反应，证明接触器已损坏，应立即更换新的接触器。在机车整备中还有一种情况是按下劈相机按键开关(404SK)后，劈相机起动信号显示不灭，到机车辅助室就会听到劈相机发出嗡嗡声，观察劈相机转轴不转或转动很慢，用手触摸感觉发热严重，这时应初步判断劈相机“走单相”，应该立刻检查劈相机接触器(201KM)和起动电阻接触器(213KM)，看看是否还在动作，如果有不动作的状况，应该立刻更换接触器，从而保证劈相机能够正运转。如果接触器没有问题，表明电机内部有故障，用万用表测量该电机三相电阻可查出哪项开路，应立即对电机进行检修。

如果在机车运行中劈相机接触器出现故障不能及时处理，后果是很严重的，甚至会造成重大事故。

例：某机务段的0634号电力机车牵引1473次货物列车从南站开车时，机车轰地一声巨响，二号低压电器柜随之起火。机车立即返回段里，经过检查发现二号低压柜内的劈相机接触器201KM严重烧坏。从0634号机车二号低压柜着火烧毁情况分析，着火的原因显然是劈相机接触器201KM强烈放电引起的，而接触器触头严重松动是造成劈相机接触器“强烈放电”的根本原因，它对接触器的破坏集中在触头与导电片的电气接触面上。它对接触器的破坏性集中表现在：

①接触器在闭合瞬间，高达数百安的辅助电动机起动电流，将被迫从安装螺钉上流过，因此产生的电动斥力和焦耳热触，极易成接触器“强烈放电”。接触器闭合和断开时，将引起触头振动，在触头与导电片间产生金属桥和电弧，造成电气磨损，一旦导流截面减少到不能承受强大的辅助电动机起动电流时，接触器也会“强烈放电”。

③触头松动将加剧本身的塑性变形，形成静触头以弧形接触面与导电片接触，导流面被局限在安装孔附近一个不稳定的小区域内更加重该处的电气磨损。

例：某段0146号电力机车在库外做高压试验时，发现劈相机接触器触点焊死有放电现象，后经检查发现，原来是检修人员由于工作上的马虎，把额定工作电流75A的油泵接触器安装在额定工作电流为170A的劈相机起动电阻接触器的位置上，虽然它们的外观一样，但它们的作用却相差甚远，所以造成了这起事故。

我们检修人员在机车进行辅修时，就应该着重注意检查劈相机接触器，用500兆欧检查接触器对地及相间绝缘电阻值不小于3MΩ，在88-121VDC电压下检查接触器闭合、断开情况，闭合、断开均应可靠、动作应灵活，不许有卡住及接触器不良现象。线圈不许有过热。一旦发现有上述情况，应马上采取措施，避免造成更大的损失。因此说接触器故障是导致劈相机不能正常运转的原因之一。

2电器元件误动作

控制劈相机的电器元件误动作一般有两种情况，一种是劈相机起动后，从机车的信号显示屏上看，劈相机起动信号显示不灭，机车设置的过流保护延时不能提前动作，劈相机停止工作，表明辅机过流保护提前误动作。这时判断可能是辅机保护插件出现问题，应拔出辅机保护插件，按下劈相机接触器手动按钮，若劈相机能正常起动，则说明劈相机过流保护出现故障应更换保护插件;另一种情况是劈相机起动后，劈相机起动信号显示—熄灭—又显示，劈相机在某一转速下“爬行”或降速至停转，辅机保护动作，初步分析为起动继电器提前误动作，劈相机转速没有达到额定转速的0.9倍，起动继电器就将起动电阻切除，如果劈相机起动后，起动信号显示不灭，劈相机剧烈抖动、电磁噪音大，会看到起动电阻发红或烧断，这说明起动继电器晚动作或不动作，即起动电阻迟甩或甩不开，应立即切断电源，否则劈相机会被烧坏，所以应尽快检查和排除起动继电器故障。这时可以人为地按下起动继电器的凸键而让其动作，使常开联锁闭合，使566KA吸合，切断213KM线圈电源，甩开起动电阻，若是215EF常闭联锁故障，则可暂时把该联锁短接维持机车运行，入库处理完后再恢复正常。有时也不排除继电器本身机械故障：如批示件显示不正确或锁钩误动作等。

3、劈相机接线错误

从SS4改进型电力机车的辅助电路图可以看到，劈相机电动第一相U1端子与机车202母线相连，劈相机的电动第二相V1端是与机车201母线相连的。发电相WL端子与203母线相连，起动电阻接在U相与W相之间。如果劈相机任意两根线互换，这都会使劈相机反转。如果劈相机反转，则表明有两根线接反，就应判断为劈相机接线错误，立即打开劈相机接线盒。但有一种特殊情况：当三相接线相互反接时，劈相机转向与正常转向一致，即：劈相机电动第一相V1端子接机车201母线，劈相机电动第二相V1端子接203母线，劈相机发电相W1端子接机车202母线，V相作为发电相与起动电阻连接，由于起动电阻与V相绕组不匹配，劈相机起动困难，且由于V相绕组匝数最少，即使劈相机启动起来，由于三相电压严重不对称，使负载电机启动困难，这时劈相机带不动负载，对此我们检修人员也应打开劈相机接线盒，认真检查劈相机联线，并加以更正。

4、起动电阻值变大

起动电阻变大会引起劈相机起动困难。起动电阻值变大会使劈相机起动转矩变小，劈相机额定起动电阻值为0.79Ω，如果电阻的制造公差较大，或者由于每次起动时间较长，都会使劈相机起动电阻发烫或烧红，电阻氧化，有效截面积变小，次数多以后，劈相机起动电阻值会逐渐变大，在低网压下使劈相机起动困难，甚至不能起动，这时我们检修人员就应用兆欧表测量劈相机起动电阻值，如果大于0.79Ω，则改用另一组起动电阻，电阻值偏大的劈相机起动电阻须及时更换。

例：如哈尔滨机务段在检修SS4改进型电力机车时，由于没有形成中修检修能力只能作状态修，机车运行公里数已超出中修规定的公里范围，劈相机电阻由于长期处于超期使用，致使大量电阻内部衰变呈几何型发展。导致劈相机电阻过热并烧损，电阻更换频繁，影响了机车正常运输，浪费了大量人力物力，所以我

们要加强对机车劈相机起动电阻的检测和维护。

5、网压过低和输入电压严重不对称

劈相机起动“吃力”，噪音大，起动时间过长，引起过流保护动作，应检查电压表，观察劈相机输入电压，如果低于270V，表明网压过低，应立即停止劈相机起动。另一种情况是劈相机噪音大，发热严重，检查电机三相电压，如果低网压时，电压不对称度大于10%，高网压时大于7%，表明电压不对称度超标，谐波增大，谐波损耗增加。如果劈相机输入电压在270V至460V正常范围内，则应根据劈相机的故障判断处理。在一般情况下，劈相机连续起动次数应不超过3次，如仍然不能起动，一定要查明原因消除故障(1)更换起动电阻(2)检查连线是否接错，方可再行起动劈相机。

6、劈相机故障，通风机兼作“劈相机”分相起动

第一台牵引通风机3MA的电容分相起动电路是为劈相机发生故障而设的电路，在机车运行中，劈相机一旦发生故障，司机在无法查清原因的情况下，为保证其它辅机继续正常工作，即可切除劈相机，而以起动电容253C对风机电机3MA直接进行分相起动，这时要把劈相机故障转换开关242QS打向“1FD”位，即把283AK监测劈相机发电相电压引入线接到通风机电机3KA的第三相上，同时必须

把闸刀开关296QS倒向起动电容位(因起动电阻不能起动通风机)，起动过程由起动继电器283AK控制，起动完成后283AK常开联锁闭合，使213KM线圈失电，其主触头打开，切除起动电容，即可投入其它辅机运行，值得注意的是在运用牵引通风机3MA替代劈相机作电容分相起动时，司机操纵与使用劈相机时相同，由于两节车的辅助电路未重联，因此可以一节车做劈相机电阻起动，另一节车由牵引通风机3MA电容分相起动。我们在使用这种方法时，接触网电压必须要在22KV以上时，才能用电容分相起牵引通风机电机。

(四)劈相机机械故障分析及处理

劈相机轴承工作质量的好坏，直接影响着机车的行车安全。劈相机在运行中，轴承出现故障，往往会造成劈相机严重损坏以至于整机报废。为了保证电力机车

的行车安全，就必须保证劈相机的轴承工作的可靠性。造成劈相机轴承出现故障的原因是多方面的，主要有以下几种：

1、轴承有异音

在机车运行中，要严格区分轴承噪音与轻微的有害异音是比较困难的，我们只有在不断地探索和实践中积累经验，才能较准确地分清各种异音排除故障。轴承发出异音，分析其原因主要有：缺少润滑油，轴承内部有伤或损坏，轴承中侵入杂质，那么检修人员就要对号入座，逐个进行判断和处理。首先，轴承如发出干磨声，而且声音中含有与转速无关的不规则金属声，判断为轴承润滑脂过少，需要补充润滑脂，但应该注意润滑脂的质量，选用合适类型的润滑脂，并且保证润滑脂的纯度、不变质，保护其清洁度。补充润滑脂后干磨声基本消失，轴承恢复正常运转;其次轴承发出“咕噜、咕噜”声，其周期与转速成正比，我们判断为轴承的滚柱或滚珠表面有伤痕，则需要及时更换;还有轴承若发出不连续的“梗、梗”声，则表明轴承内圈或外圈破裂，也应及时更换;再者轴承如发出的声音小，而且不规则与转速无关，但也会产生“咕噜”声，表明轴承内侵入了杂质，这时检修人员应该拆下轴承进行清洗。如要更换新的轴承，首先要进行简单处理。因为新轴承上虽然涂有防锈油，但是在包装和运输过程中有可能混入细砂和灰尘，若带着污物转动，将会在轴承滚道上留下痕迹，防锈油除不净，也不利于润滑油膜的形成。这些都会引发轴承故障。因此组装前应对轴承进行彻底清洗除去污物，保证轴承的正常运转。

2、轴承过热

从轴承过热的情况分析来看主要几点;

①润滑脂过多，轴承运行阻力加大，温度增高;润滑脂过少，轴

承干磨，温度也升高，因此引起轴承发热。根据异音(和规定，轴承润滑脂应装满轴承室的1/2—2/3，二极电机装满1/2即可，四极及以上电机装满2/3即可)可判断是否应补充润滑脂。

②电机或负载转动部分不平衡量太大，电机两端轴承都出现发热现象，振动

大。如果负载是风叶，则风叶发出的声音不均匀，且随转速的变化而变化。或轴

承过热或振动过大，需拆下电机检查修理，调整电机不平衡度。

②定子、转子相擦，轴承及电机表面均严重发热，振动大，运行中能听到“嚓、嚓”声，表明电机定子、转子相擦，该电机出现故障须及时处理调整定子与转子之间的间隙。

④两端轴承装配不平衡，电机两端轴承同时出现发热、动作大、噪音大。停机后，用手扳动转动部分比较吃力。检查端盖螺栓是否有松动，地脚螺栓是否有松动。拧紧后，如仍出现轴承严重发热，需对电机进行检查及重新装配，调整电机轴承水平度。

⑤轴承若出现以下情况应立即更换轴承;

a轴承破裂或内部有缺陷，这时轴承发热严重，伴随有振动，异音出现;

b轴承“走内圈”或“走外圈”，轴承出现严重过热，噪音增大，并有明显的不连续的金属干磨声，这样会使轴承固死，引起电机绕组烧损。这表明轴承“走内圈”或“走外圈”;

c轴承中浸入杂质或锈蚀，根据轴承的异音可判断出原因，应拆下轴承进行清洗，如严重锈蚀，必须更换新的轴承;

d轴承滚道出现伤痕以及滚道呈现深蓝色或棕褐色，这说明轴承在运行中温度过高，此时滚道可能因退火而变软损伤;

e内圈出现大面积疲劳剥离;

f轴承工作面损坏。表现为疲劳损坏、电流腐蚀、裂纹、保持架磨损等。

3、劈相机有异常噪音或振动过大

(1)劈相机转子断条

电机运行中出现笼形转子断条，机身抖动较大，有时高时低的“嗡嗡”声，转子发热严重。用钳形电流表测量三相电流，电流表指针周期性摆动，电机转速比正常转速稍低。如果轴承温升过高，需及时对电机进行修理或更换转子。

(2)劈相机铁心松动

电机运行中出现“哒哒”声，快慢随转速的变化而变化。此为电机铁心齿部松动产生中频齿谐波声。应及时修理，以免刮坏绕组绝缘部分，引起短路或接地等故障。

(3)劈相机地脚螺栓松动

电机振动大，断电后，振动现象不能立即消失，随电机转速降低而衰减，观察该电机是否与其它设备或机车共振。如果没有，则应检查电机地脚螺栓是否松动。如果拧紧地脚螺栓后，振动如果仍存在，则为电机内部或负载不平衡度太大所引起的故障，需及时对电机进行修理。

例：某机务段的0429号电力机车行驶在沈阳北线，由于劈相机的地脚螺栓松动，使劈相机振动过大，固定在接线盒的螺栓被振出，致使劈相机短路，造成劈相机及其它辅机严重损坏，造成机破。通过这次事故要求检修人员要经常检查备电机接线盒螺栓是否松动及时消除机车事故隐患。

4、电机升温过高或冒烟

从电机升温过高或冒烟这种现象分析，即有机械故障的可能性，又有线路故障的可能性，首先从机械故障检查：

①轴承故障：打开轴承盖看是否缺少润滑脂或内有杂物磨擦所产生难闻的气味;再查看润滑脂是否乳化，如判断正确，则更换润滑脂。

②电机通风不畅：轴承发热但振动噪音均无异常，检查电机两端的防护网是否堵死，由于电机无法散热，所以导致电机温度升温过高，应立即除去电机防护网上的污物。

其次从线路故障检查：

①电机并联支路中有一路断路：电机发热严重但没发现有其他异常现象，测量三相电流也没有太大变化。停机后用兆欧表测量三相电阻值，如果有一项电阻值比其他两项电阻值的平均值约大20%以上，表明该项有条支路断路，需及时修理，否则没断的支路也会因过热而老化或者烧坏。

②机定子绕组匝间短路：电机局部过热，虽然匝间电压很小，但感应电势会在电阻很小的闭合回路里产生很大的感应电流，引起局部过热，并发出一股焦臭味或冒烟。如电机长期运行，最终会导致相间短路或接地，使过流保护继电器动作。该电机需及时修理，尤其不能进行重新起动，否则电机会烧损。

另外，配件质量的好坏也会引起劈相机故障，比如触头的加工工艺，轴承的硬度，电机组装加工时的间隙误差，电机绕组的绝缘程度等，这些问题也是值得我们考虑的。

综上所述，通过对电力机车劈相机的故障原因分析及处理方法，只是我个人对劈相机故障处理的一点粗浅认识，我所探讨的只是电力机车中的一小部分，只能起到抛砖引玉的作用。只有对机车的整个系统进行全面了解，而且不断地在实践工作中积累经验，作为我们检修人员才能找到“万变不离其宗”的真谛，任何故障也就可以迎刃而解了。

第三篇：CCD彩色摄像机的主要技术指标

1. CCD尺寸，亦即摄象机靶面。原多为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

2. CCD像素，是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄象机。

3. 水平分辨率。彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。

分辨率是用电视线(简称线TV LINES)来表示的，彩色摄像头的分辨率在330~500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。

4. 最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(LUX)，数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件， 1~3lux属一般照度

月光型 :正常工作所需照度0.1LUX左右

星光型 : 正常工作所需照度0.01LUX以下

红外型采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像(黑白)

5. 扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR)，标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外，日本为NTSC制式，525行，60场(黑白为EIA)。

6. 摄象机电源。交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V。

7. 信噪比。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好;若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。

8. 视频输出。多为1Vp-p、75Ω，均采用BNC接头。

9. 镜头安装方式。有C和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。

10. CCD彩色摄象机的可调整功能

(1)同步方式的选择

A、对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种：

内同步——利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。

外同步——利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。

电源同步——也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄象机和电源零线同步。

B、对于多摄象机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄象机输出时，不会造成画面失真，但是由于多摄象机系统中的各台摄象机供电可能取自三相电源中的不同相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有：

均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄象机的外同步输入端来调节同步。

调节各台摄象机的"相位调节"电位器，因摄象机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的，故使用相位延迟电路可使每台摄象机有不同的相移，从而获得合适的垂直同步，相位调整范围0~360度。

(2)自动增益控制

所有摄象机都有一个将来自

CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。

(3)背景光补偿

通常，摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。

当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。

(4)电子快门

在CCD摄象机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄象机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄象机，其CCD累积时间为1/60秒;对于PAL摄象机，则为1/50秒。当摄象机的电子快门打开时，对于NTSC摄象机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围;对于PAL型摄象机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄象机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个"停顿动作"效应，这将大大地增加摄象机的动态分辨率。

(5)白平衡

白平衡只用于彩色摄象机，其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。

A、自动白平衡

连续方式——此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。

按钮方式——先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为2300~10000K，在此期间，即使摄象机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。

B、手动白平衡

开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄象机还有将白平衡固定在3200K(白炽灯水平)和5500K(日光水平)等档次命令。

(6)色彩调整

对于大多数应用而言，是不需要对摄象机作色彩调整的，如需调整则需细心调整以免影响其他色彩，可调色彩方式有：

红色—黄色色彩增加，此时将红色向洋红色移动一步。

红色—黄色色彩减少，此时将红色向黄色移动一步。

兰色—黄色色彩增加，此时将兰色向青兰色移动一步。

兰色—黄色色彩减少，此时将兰色向洋红色移动一步。

3、数字化式的调整控制方法

新型摄象机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制，此时不必手动调节电位计而是采用辅助控制码，而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中，增加了稳定性和可靠性。

DSP摄象机 DSP这个名词在CCTV工业中越来越被广泛使用。DSP在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称为数字信号处理(DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSO (Digital Signal Processing)是数字信号处理的缩写。DSP芯片提高了摄像机的视频处理及操作性能。DSP技术不仅使摄像机在性能上获得优势，同时也使生产商节省了零件及装配时间，从而降低了成本。DSP摄像机可分为两类：

1、智能型DSP摄像机

此类摄像机提高图像效果的同时具有智能特色。典型的智能摄像机具有以下几种特点。 a. 可编程的背景光补偿 b. 视频动态检测

c. 通过串行数据接口可进行遥控 d. 内置字符发生器 e. 屏幕菜单

2、普通型DSP摄像机

这类低水平的DSP摄像机不具备与DSP技术相关的任何智能特色，仅仅是出于降低成本的考虑。该种摄象机具有以下优点：

1、由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。常规摄象机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿，否则过亮的背景光可能会降低图像中心的透明度。而DSP摄象机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。

2、由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪"白色"，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。传统的摄象机因系对画面上的全部色彩作平均处理，这样如果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平衡，也就是不能重现原始色彩。DSP摄象机是将一个画面分成48个小处理区域，这样就能够有效地检测白色，即使画面上只有很小的一块白色，该摄象机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。在拍摄网格状物体时，可将由摄象机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。

低照度摄像机的正确认识谓照度?照度(LUX)数值达到多少为低照度?多少数值能适应摄取影像的周围环境?

照度为一亮度单位，顾名思义，是指摄像机在摄取影像时，对周围环境照明亮度的需求，1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度(MINIMUM.ILLUMINATION)，表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。

一般情况：夏日阳光下为100，000LUX;阴天室外为10000LUX;室内日光灯为100LUX;距60W台灯60CM桌面为300LUX;电视台演播室为1000LUX;黄昏室内为10LUX;夜间路灯为0.1LUX;烛光(20CM远处)10～15LUX。

目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商，对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.0004LUX～1LUX，黑白摄像机从0.0003～0.1LUX均有，(若搭配红外线，则均可达0LUX)，这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。

超动态(super dynamic)实际也就是动态展宽。松下公司在cp450/cp650/bp550等第三代摄象机中均采用啦该技术，可以有效扩展ccd感光成像时的动态范围，比一般摄象机提高40倍，从某种意义上说，超动态技术就是背光补偿的升级。

超动态技术的核心是采用了新型的双速ccd图象传感器，能在同一时间对场景进行长短不同时间的曝光，即以标准快门速度读出并传输标准信号，而以较快的快门速度读出和传输高亮度信号。而后长短时间曝光信号在专用的图象处理集成电路(mn67352)中进行信号分离及时间周期变换并适当合成，再经适当的加码校正、数摸转换，从而输出扩展了40倍的动态范围图象。随后的460进一步改进了超动态技术，此为超动态二代(super dynamic2)技术，也就是我们俗称的超动态，他的动态范围比一般高出80倍

第二代超动态仍利用了双速ccd图象传感器并采用了数字信号处理技术，长时间曝光(1/50s)可使画面上处于背光的主体图象清晰可见，短时间曝光(1/2000-1/4000s)则可使画面上强光部分层次分明而不置曝光过度，然后通过增强的数字处理技术将两副画面中的图象质量较好的部分加以合成，即可以得到全面清晰的画面。

二代超动态还采用了独立的agc电路和数字拐点电路(knee circuit)。二代超动态采用两组agc电路，可以独立的对长时间曝光信号及短时间曝光信号分别处理并使其最佳化，避免s/n比降低问题。由于两组agc电路具有不同的起控点，因此在摄象机输出特性曲线上出现了两个拐点。

二代超动态还增加了可辨识的灰度级层次，即：对黑色参考电平使用阶层式校正电路，并允许最低电平增益值可机动调整，利用正确的黑色参考电平可使图象更加稳定，也就是说，图象最黑的部分会呈现应有的黑色。

二代超动态还采用了先进的数字降噪(dnr)电路、增益调整电路和数字2r滤波器，可将ccd的感光度提升12db(其中7db由dnr电路提供)，使最低照度改善到08lux。相对于一般摄象机的3-100lux和一代超动态3-3000lux的照度范围，二代达到了0.8-10000lux CCD摄象机的选择参考

市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍差一点点。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。

镜头的选择和主要参数

摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量(指标)优劣直接影响摄像机的整机指标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。

镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体;如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清;摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。 1、镜头的分类

按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分

球面镜头 1" 25mm 自动光圈电动变焦长焦距镜头

非球面镜头 1/2" 3mm 手动光圈手动变焦标准镜头

针孔镜头 1/3" 8.5mm 固定光圈固定焦距广角镜头

鱼眼镜头 2/3" 17mm

(1)以镜头安装分类: 所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 CS安装座：特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。

(2)以摄象机镜头规格分类: 摄象机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，两者应相对应。即摄象机的CCD靶面大小为1/2英寸时，镜头应选1/2英寸。摄象机的CCD靶面大小为1/3英寸时，镜头应选1/3英寸。摄象机的CCD靶面大小为1/4英寸时，镜头应选1/4英寸。如果镜头尺寸与摄象机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。

(3)以镜头光圈分类: 镜头有手动光圈(manual iris)和自动光圈(auto iris)之分，配合摄象机使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈，称为DC输入型。自动光圈镜头上的ALC(自动镜头控制)调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮度，也可以画面中最亮部分(峰值)来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而言，ALC已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标时，明亮目标物之影像可能会造成"白电平削波"现象，而使得全部屏幕变成白色，此时可以调节ALC来变换画面。另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈，一般用F表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：F=f(焦距)/D(镜头实际有效口径)，F值越小，则光圈越大。采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。

(4)以镜头的视场大小分类 :标准镜头：视角30度左右，在1/2英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为12mm，在1/3英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为8mm。广角镜头：视角90度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。远摄镜头：视角20度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大，但使观察范围变小。变倍镜头(zoom lens)：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。可变焦点镜头(vari-focus lens)：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则需通过手动聚焦实现。针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。

(5)从镜头焦距上分短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视CCD的尺寸而定。长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。 1) 定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。

· 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈;镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。

· 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。

2) 变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。

常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。

三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。

二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。

注释：

变焦镜头--焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。

焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。

光圈--位于摄像机镜头内部分的、可以调节的光学机械性阑也，可用来控制通过镜头的光线的多少。

自动光圈--镜头内的隔膜装置，可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是10000-1到300000-1。 2、选择镜头的技术依据

(1)镜头的成像尺寸应与摄象机CCD靶面尺寸相一致，如前所述，有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格。

(2)镜头的分辨率描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变，但对拥护而言，需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：镜头分辨率N=180/画幅格式的高度。由于摄象机CCD靶面大小已经标准化，如1/2英寸摄象机，其靶面为宽6.4mm*高4.8mm，1/3英寸摄象机为宽4.8mm*高3.6mm。因此对1/2英寸格式的CCD靶面，镜头的最低分辨率应为38对线/mm，对1/3英寸格式摄象机，镜头的分辨率应大于50对线，摄象机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。 (3)镜头焦距与视野角度首先根据摄象机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距f确定后，则由摄象机靶面决定了视野。

(4)光圈或通光量镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以F为标记，每个镜头上均标有其最大的F值，通光量与F值的平方成反比关系，F值越小，则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。

3、变焦镜头(zoom lens) 变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变倍镜头。典型的光学放大规格有6倍(6.0~36mm,F1.2)、8倍(4.5~36mm,F1.6)、10倍(8.0~80mm,F1.2)、12倍(6.0~72mm,F1.2)、20倍(10~200mm,F1.2)等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚焦和变倍的调整，则只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动，而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样可以免除成像必须逐次调整的过程，可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位的伸缩镜头。

另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能，它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。

4、镜头与摄像机CCD尺寸的关系 1/2"镜头既可用于1/2"摄像机，也可用于1/3"摄像机，但视角会减少25%左右。1/3"镜头不能用于1/2"摄像机，只能用于1/3"摄像机。

5、不同种类镜头的应用范围

* 手动、自动光圈镜头的应用范围手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。

* 定焦距(光圈)镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头;焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头，短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽的场合，焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距一般在150mm以上，主要用于监视较远处的景物。

* 手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。

*自动光圈镜头，(EF)可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 * 电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。

6、镜头的主要性能指标有以下几个：

( 1) 焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

(2 )光阑系数：即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动(MANUAL IRIS)和自动光圈(AUTO IRIS)之分。配合摄像头使用，手动光圈适合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上的光圈环调节，一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整，用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。

( 3) 自动光圈镜头：自动光圈镜头目前分为两类：一类称为视频(VIDEO)驱动型，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。另一类称为直流(DC)驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节(测光调节)，有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择，一般取平均测光档;另一个是LEVEL调节(灵敏度)，可将输出图像变得明亮或者暗淡。

( 4) 变倍镜头：变倍镜头分为手动(MANUAL ZOOM LENS)和电动(AUTO ZOOM LENS)两种，手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时，摄像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大，既可以看大范围的情况，也可以聚焦某个细节，再加上云台可以上下左右的转动，可视范围就非常大了。电动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率，如果再知道基准焦距，就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个6倍电动镜头，基准焦距为8.5毫米，那么其变焦范围就是8.5到51毫米连续可调，视场角为31.3到5.5度。电动镜头的控制电压一般是直流8V~16V，最大电流为30毫安。所以在选控制器时，要充分考虑传输线缆长度，如果距离太远，线路产生的电压下降会导致镜头无法控制，必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。

选配镜头原则:

为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：

A) 被摄物体的大小

B) 被摄物体的细节尺寸

C) 物距

D) 焦距

E) CCD摄像机靶面的尺寸

F) 镜头及摄像系统的分辨率

焦距的计算：公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。

1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下; f=wL/W

2、f=hL/h

f;镜头焦距

w：图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)

W：被摄物体宽度

L：被摄物体至镜头的距离

h：图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度

H：被摄物体的高度

ccd靶面规格尺寸：

单位mm 规格规格 1/3" 1/2" 2/3" 1" W 4.8 6.4 8.8 12.7 H 3.6 4.8 6.6 9.6 镜头后截距的调整

焦镜头后截距的调整

使用摄像机自动电子快门功能，将镜头光圈调到最大，镜头聚焦环按景物实际距离调整，然后调节镜头后截距直至图像最清晰。

变焦镜头后截距的调整

1. 打开摄像机自动电子快门功能。 2. 用控制器将镜头光圈调到最大。

3. 将摄像机对准30米以外的物体，聚焦调至无穷远处(大部分镜头是面对镜头面的聚焦调节环顺时针旋转到头)。

4. 用控制器调整镜头变焦将景物推至最远，调整镜头后截距使景物最清楚。 5. 用控制器调整镜头变焦将景物拉至最近，微调镜头聚焦使景物最清楚。 6. 重复4~5步数遍，直至景物在镜头变焦过程中始终清楚。

监控图象传输方式分析

在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。 1 同轴电缆和同轴视频放大器

一提起图象传输，人们首先总会想起同轴电缆，因为同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。同时，同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，所以，一般在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大，能满足实际要求。

但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲，信号频率越高，衰减越大。视频信号的带宽很大，达到6MHz，并且，图象的色彩部分被调制在频率高端，这样，视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大。

所以，同轴电缆只适合于近距离传输图象信号，当传输距离达到200米左右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。

在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收端输出的视频信号失真尽量小。但是，同轴放大器并不能无限制级联，一般在一个点到点系统中同轴放大器最多只能级联2到3个，否则无法保证视频传输质量，并且调整起来也很困难。因此，在监控系统中使用同轴电缆时，为了保证有较好的图象质量，一般将传输距离范围限制在

四、五百米左右。

另外，同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点： 1)、同轴电缆本身受气候变化影响大，图象质量受到一定影响; 2)、同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太方便;

3)、同轴电缆一般只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另外布线;

4)、同轴电缆抗干扰能力有限，无法应用于强干扰环境; 5)、同轴放大器还存在着调整困难的缺点。 2双绞线和双绞线视频传输设备

由于传统的同轴电缆监控系统存在着一些缺点，特别是传输距离受到限制，所以寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。早期，在传输距离超过

五、六百米的监控系统中一般使用多模光纤和多模光端机，这虽然解决了远距离传输的问题，但是系统造价增加了很多，并且，光纤的施工复杂，需要专业人员和专用设备。所以，对这种距离不是太远的监控系统而言，使用光纤和光端机还是显得不够经济。

最近，出现了一种双绞线视频传输设备，通过使用此种设备，可以将双绞线应用于监控图象传输，它很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必将被大量使用。

其实，双绞线的使用由来已久，电话传输使用的就是双绞线，在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，在传输距离为150m左右时视频信号的衰减曲线如下图所示。

因此，视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后，可以将图象传输到1至2km，如果采用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图象的质量可以与光端机媲美。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势：

1) 传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。 2) 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比同轴缆容易。此外，一根5类缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

3) 抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。 4) 可靠性高、使用方便。利用双绞线传输视频信号，在前端要接入专用发射机，在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

5) 价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。 3 光纤和光端机

光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输距离，一是环境干扰。双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题，如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。另外，对一些超强干扰场所，为了不受环境干扰影响，也要采用光纤传输方式。因为光纤具有传输带宽宽、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点，一根光纤就可以传送监控系统中需要的所有信号，传输距离可以达到上百公里。光端机可以提供一路和多路图象接口，还可以提供双向音频接口、一路和多路各种类型的双向数据接口(包括RS2

32、RS48

5、以太网等)，将它们集成到一根光纤上传输。光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网方式，信号质量好、稳定性高。近些年来，由于光纤通信技术的飞速发展，光纤和光器件的价格下降很快，使得光纤监控系统的造价大幅降低，所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及。

光纤分为多模光纤和单模光纤两种。多模光纤由于色散和衰耗较大，其最大传输距离一般不能超过5Km，所以，除了先前已经铺好了多模光纤的地方外，在新建的工程中一般不再使用多模光纤，而主要使用单模光纤。

光纤中传输监控信号要使用光端机，它的作用主要就是实现电-光和光-电转换。光端机又分为模拟光端机和数字光端机： 1) 模拟光端机

模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信号，是目前使用较多的一种。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后，再进行电-光转换，光信号传到接收端后，进行光-电转换，然后进行PFM解调，恢复出视频信号。由于采用了PFM调制技术，其传输距离很容易就能达到30 Km左右，有些产品的传输距离可以达到60 Km，甚至上百公里。并且，图象信号经过传输后失真很小，具有很高的信噪比和很小的非线性失真。通过使用波分复用技术，还可以在一根光纤上实现图象和数据信号的双向传输，满足监控工程的实际需求。不过，这种模拟光端机也存在一些缺点：

a)生产调试较困难;

b)单根光纤实现多路图象传输较困难，性能会下降，目前这种模拟光端机一般只能做到单根光纤上传输4路图象;

c)由于采用的是模拟调制解调技术，其稳定性不够高，随着使用时间的增加或环境特性的变化，光端机的性能也会发生变化，给工程使用带来一些不便。

2) 数字光端机

由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势，所以正如数字技术在许多领域取代了模拟技术一样，光端机的数字化也是一种必然趋势。目前，数字图象光端机主要有两种技术方式：一种是MPEG II图象压缩数字光端机，另一种是非压缩数字图象光端机。图象压缩数字光端机一般采用MPEG II图象压缩技术，它能将活动图象压缩成N×2Mbps的数据流通过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输。由于采用了图象压缩技术，它能大大降低信号传输带宽，以利于占用较少的资源就能传送图象信号。同时，由于采用了N×2Mbps的标准接口，可以利用现有的电信传输设备的富裕通道传输监控图象，为工程应用带来了方便。不过，图象压缩数字光端机也有其固有的缺点。其致命的弱点就是不能保证图象传输的实时性。因为图象压缩与解压缩需要一定的时间，所以一般会对所传输的图象产生1~2S的延时。因此，这种设备只适合于用在对实时性要求不高的场所，在工程使用上受到一些限制。另外，经过压缩后图象会产生一定的失真，并且这种光端机的价格也偏高。

非压缩数字图象光端机的原理就是将模拟视频信号进行A/D变换后和语音、音频、数据等信号进行复接，再通过光纤传输。它用高的数据速率来保证视频信号的传输质量和实时性，由于光纤的带宽非常大，所以这种高数据速率也并没有对传输通道提出过高要求。非压缩数字图象光端机能提供很好的图象传输质量(如武汉微创光电技术有限公司的非压缩数字光端机信噪比大于60dB，微分相位失真小于2°，微分增益失真小于2%)，达到了广播级的传输质量，并且图象传输是全实时的。由于采用数字化技术，在设备中可以利用已经很成熟的通信技术比如复接技术、光收发技术等，提高了设备的可靠性，也降低了成本。非压缩数字图象光端机的优势体现在：

a)采用了数字化技术，极大提高了图象传输质量;

b)数字化技术和大规模集成电路的使用，保证了设备工作的稳定性和可靠性，克服了模拟光端机的弊病;

c)不会产生传输延时，保证了监控图象的实时性;

d)可以方便地将多路图象和音频、数据等多种信号集成在一起通过一根光纤传输，目前，这种非压缩数字图象光端机可以做到在单方向传输几十路、甚至上百路图象(比如武汉微创光电技术有限公司的非压缩数字光端机可以在单纤上传输64路图象)。

数字图象光端机的技术含量高，其在监控工程中的使用时间还不长，目前大都用在多路图象传输方面，主要原因在于目前能够提供这种光端机的厂家还不多，价格相对模拟光端机而言也稍微偏高。不过，由于数字图象光端机特别是非压缩数字图象光端机的突出优势，再加上大量使用后会降低成本，模拟光端机必将很快被数字图象光端机所取代。 4 结束语

传送图象监控信号除了以上介绍的三种主要方式外，也有些工程中采用了点到点无线传输方式以及有线电视上采用的多路副载波复用射频传输方式。无线传输受环境和气候影响太大，工作不稳定，而且设备安装调整困难;多路副载波复用射频传输方式需要的设备多，稳定性不高，图象质量较差，设备安装调整也很困难。所以，这两种设备使用得很少，也不推荐用户使用。对于同轴电缆、双绞线和光纤三种传输方式，用户可以根据工程实际情况选用。一般来说，距离在

二、三百米以内，并且无环境干扰、布线空间大的场所，可以考虑使用电缆;当传输距离在两公里以内，或者环境干扰大、布线要求紧凑的场所，建议使用双绞线;距离达到几公里或更远时，光纤就是必然选择了。当然，工程实际中，不少用户不管距离远近，在同一个工程中统统使用光纤，或者在距离较近的工程中统统使用双绞线，这完全由工程的实际需要确定。初学者推荐 - 光学名词中英文对照

光圈(Iris)：位于摄像机镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可用来控制通过镜头的光线的多少。

可变光圈(Iris diaphragm)：镜头内部用来控制阑孔大小的机械装置。或指用来打开或关闭镜头阑孔，从而调节镜头的f-stop的装置。

隔离放大器(Isolation amplifier)：输入和输出电路经过特殊设计，可以避免两者互相影响的放大器。

抖动(现象)(Jitter)：由于机械干扰或电源电压、元器件特性等的变化所引起的信号不稳定，信号的不稳定可能是振幅上的或是相位上的，也可能两者兼有。

滞后(Lag)：电视拾像管中，去除励磁后，两帧或多帧图像的电荷映像的短暂停留。

激光(Laser)：Light amplification by stimulated emission of radiation 的缩写。激光器是一个光学谐振腔，两端装有平面镜或球面镜，中间装有光放大材料。它使用光学或电学的方法激发其中的材料，使材料的原子受激发产生一束亮光，亮光透过其一端的镜面发射出来。输出的光束是高度单色(纯色)和非扩散性的。

前缘(Leading edge)：脉冲升高部分的主部，其位置一般位于总振幅的10-90%处。镜头(Lens)：由一片或多片弧面(通常为球面)光学玻璃组成的透明光学部件。它可以用来聚集或分散被摄物发出的光，从而生成被摄物的实像或虚像。

透镜，菲涅耳~(Lens,fresnel)：被切割成窄环状再打平的镜头。镜头上有一圈圈的窄同心圆或梯级，它们可以将(各个方向射来的)光线汇聚成图像。

镜头速度(Lens speed / f-number)：镜头的透光能力。F值是焦距(FL)与镜头直径的比值。比较快的镜头的值可能是f / 1.4，而f / 8的镜头其速度就相当低了。f值越大，镜头的速度越慢。

透镜系统(Lens system)：指两个或多个透镜的有机组合。

光(Light)：眼睛可以看到的电磁射线，波长在400nm(蓝色)到750 nm(红色)的范围内。有限分辨率(Limiting resolution)：分辨率的度量方法，通常用每幅电视图像中测试图样上可分辨的电视线的条数来表示。

线路放大器(Line amplifier)：用于驱动传输线的音频或视频信号放大器。安装在主电缆的中间位置，用于减少损耗的放大器(通常为宽带型的)。

线性(Linearity)：输出信号随输入信号的变化而直接或按比例变化的现象。

线对(Line pairs)：定义电视清晰度所用的术语。一个电视线对一条黑线和一条白线组成。525线NTSC制的画面中共有485个线对。负载(load)：承受设备所输出的能量的部件。

损耗(loss)：信号电平或强度的减少，通常用分贝表示。也指没有实际用途的功率耗散。低频失真(Low-frequency disortion)：低频率下发生的失真现象。电视系统中一般指15.75kHz以下的频率。

低照度摄像机，低照度电视(Low light level/LLL camera and television)：可以在极其微弱的光照下工作的闭路电视摄像机。可以在低于正常视觉响应的光照情况下工作的闭路电视系统。流明(Lumen / Im)：光通量的单位。相当于一烛光的均匀点辐射源穿过一个立体角(球面)的通量，也相当于一烛光的均匀点辐射源等距的所有点所在的表面上的光通量。

照度(Luminance)：从同一方向看，在给定方向上的任何表面的每单位投影面积上的光照强度(光度)。单位为英尺朗伯。亮度信号(Luminance signal)：NTSC彩色电视信号中涉及场景照度或亮度的那部分信号。

光通量(Luminous flux)：光通过的时率。

勒克斯(Lux)：国际单位制中的照明单位，其中涉及到的长度单位为米。1勒克斯等于每平方米1流明。

磁聚焦(Magnetic focusing)：利用磁场作用来使电子束会聚的方法。

静电聚焦(Electrostatic focusing)：通过对电子透镜系统中的一个或多个元素施以静电势能，将阴极射线束聚焦成小点的方法。

放大倍数(Magnification)：表示被摄物与图像之间的尺寸差异的数字。通常以焦距为1英寸镜头和靶面尺寸为1英寸的传感器为基准(放大倍数=M=1)。焦距为2英寸的镜头的放大倍数为M=2。

微分增益(Differential gain)：当载有 3.58 -Mhz 彩色次载波的图像信号从消隐电平变成白色电平时，整个电路中彩色次载波振幅的变化。微分增益通常用dB或百分比来计量。

微分相位(Differential phase)：当载有3.58-Mhz 彩色次载波的图像信号从消隐电平变成白色电平时，整个电路中彩色次载波相位的变化。微分相位通常以度为单位来计量。

屈光度(Diopter)：描述镜头光学功率的术语。它的值是以米为单位的焦距值的倒数。例如，焦距为25cm(0.25cm)的透镜的光学功率为 4个屈光度。

电气失真(Distortion electrical)：某信号与原信号相比时，出现的不希望发生的波形变化。

光学失真(Distortion,optical):用来描述图像不是物体的准确复制的一般术语。失真有多种不同的类型。

点条状信号发生器( Dot bar generator)：产生特殊的点条信号的设备。一般用来测量电视摄像机和视频监视器的扫描线性和几何失真。

驱动脉冲( Drive pulses )：指同步脉冲和消隐脉冲。

动态范围( Dynamic range )：在电视系统中，指摄像机的实用照度范围。在这种情况下，被摄视场中同时存在强光区和阴影区，而所有细节均可看清。数量上一般以允许的最大照度水平与最小照度水平的电压差或功率差来衡量。

回波(Echo)：信号传输过程中从一个或多个点反射回来的信号。与原信号相比，具有明显的幅度和时间上的差异。回波可以比原信号超前或拖后，造成反射波或"重影"现象。

EIA接口标准(EIA interface)：由电子工业协会的(EIA)规定的一系列标准信号特性，包括持续时间、波形、电压和电流等。

EIA同步信号(EIA sync signal)：在电子工业协会的RS-170(单色图像)标准，RS-170A(彩色图像)标准、RS-

312、RS330、RS-420及续后文件中规定的，用于使扫描同步的信号。

电磁聚集(Electromagnetic focusing)：使用电子透镜系统中的一个或多少偏转线圈，通过电磁场的作用，将阴极射线束会聚成一点的过程。

图像平面(Image plane)：在成像点上，与光轴垂直的平面。

阻抗(Impedance)：电路或电子器件的输入/ 输出特性。为实现最佳信号传输效果，用来连接两个电路或器件的电缆的特征阻抗必须与电路或器件的特征阻抗相同。阻抗的单位为欧姆。视频分配系统使用的标准同轴电缆两种。

入射光线(Incident light)：直接照射到物体上的光线。

红外辐射(Infrared radiation)：波长大于750纳米(可见光谱红色的一端)、小于微波波长不可见光。

增强电荷耦合器件(Intensified CCD/ICCD)：通过光纤与电子管式或微通道板式图像增强器相连的CCD摄像机。

增强型硅靶(Intensified silicon intensified target/ISIT)：通过光纤与额外的增强器件相连接、以提高灵敏度的SIT管。两个增强器级连使用，可获得的灵敏度为标准摄像管度的2000倍。

增强型摄像机(Intensified vidicon/IV) ：通过光纤与增强器件相连、以提高灵敏度的直读型标准摄像管。

干扰(Interference)：倾向于扰乱期望获得的信号的外来杂散信号。

隔行扫描，2：1~( Interlace,2 to 1)：闭路电视系统中使用的一种扫描技术。其中，每帧图像由两场组成，两个场以2比1的速率精确地同步扫描，相连场中相邻扫描行间的时间或相位关系是固定的。

随机交错( Interlace,random) ：闭路电视系统中使用的一种扫描技术。其中，组成帧的两场并不同步，相连场邻行的时间或相位关系不固定。。

光圈值 / F值(f-number)：镜头的透光能力。F值是物镜焦距(FL)与入射光瞳周长(D)的比值，即F=FL / D。F值与焦距成正比，与透镜周长成反比。F值越小，透镜的透光性能越好。焦距(FL)：透镜中心或其第二主平面到图像聚焦点处的距离。FL的单位一般为毫米或英寸。焦距，后~(Focal length , back)：透镜后顶点到透镜焦平面间的距离。

焦平面(Focal plane)：与透镜或反射镜的主轴成直角且通过聚焦点的平面;该平面上生成的图像效果最好。

IP率是器材防尘防水的一个指标。此项指标在欧洲及英国产品中经常使用，由两位数字组成。前一位是对固体的防御指标，后一位是对液体的防御指标。

与防护罩有关的IP率：

IP55：防尘，但会进入有限的少量灰尘。防止来自各个方向的低压水，但会进入有限的少量水。

IP65：防尘，不会进入灰尘。防止来自各个方向的低压水，但会进入有限的少量水。

IP66：防尘，不会进入灰尘。防止来自各个方向的高压水，但会进入有限的少量水。

有关视频的基本知识

根据三基色原理，在视频领域利用R(红)、G(绿)、B(蓝)三色不同比例的混合来表现丰富多采的现实世界。首先，通过摄像机的光敏器件像CCD(电荷耦合器件)，将光信号转换成RGB三路电信号;其次，在电视机或监视器内部也使用RGB信号分别控制三支电子枪轰击荧光屏以产生影象。这样，由于摄像机中原始信号和电视机、监视器中的最终信号都是RGB信号，因此直接使用RGB信号作为视频信号的传输和记录方式会获得极高的信号质量。但这样做会极大地加宽视频带宽从而增加设备成本，且这也与现行黑白电视不兼容，因此，在实际应用中不这样做，而是按亮度方程Y=0.39R+0.5G+0.11B(PAL制)RGB信号转换成亮度信号Y和两个色差信号U(B-Y)、V(R-Y)，形成YUV分量信号。此种信号利用人眼对亮度细节分辨率高而对色度细节分辨率低的特点，对U、V信号带宽压缩。U、V信号还可进一步合成一个色度信号C，进而形成Y/C记录方式。由于记录时对C信号采取降频处理，因此也称彩色降频方式。Y和C又可进一步形成复合视频(Composite)，即彩色全电视信号，这种方式便于传输和电视信号的发射。将RGB信号转换成YUV信号、Y/C信号直至composite信号的过程称为编码，逆过程则为解码。由此可看出，由于转换步骤的多少，视频输出质量由YUV端口到Y/C端口到Composite端口依次降低。因此，在视频捕捉或输出时选择合适的输入、输出端口可提高视频质量。另外，还应提供同步信号以保证传送图象稳定再现。

视频影像是由一系列被称为帧的单个静止画面组成。一般帧率在24-30帧/秒时，视频运动非常平滑，而低于15帧/秒时就会有停顿感。在PAL制中，规定25帧/秒，每帧水平625扫描行(分奇数行、偶数行，即奇、偶两场，因采用隔行扫描方式)。在每一帧中，电子束由左上角隔行扫至右下角后再跳回至左上角有一个逆程期，约占整个扫描时间的8%，因此625行中有效行只有576行，即垂直分辨率576点。按现行4:3电视标准，则水平分辨率为768点，这就是常见的一种分辨率768*576。另外，还有一种遵循CCIR601标准的PAL制，其分辨率为720*576。对于NTSC制，规定30帧/秒，525行/帧，隔行扫描，分奇、偶两场，图像大小720*486。由于PAL制与NTSC制处理方式不同，因此互不兼容。确定视频每一帧时间位置及视频片段持续时间，使用的是专门的标准时间编码格式SMPTE时间码，表示为"H：M：S：F"，即"时：分：秒：帧"。

PAL制与NTSC制一般都是模拟信号，视频捕捉卡可完成对它的A/D转换。视频捕捉卡先对输入视频信号以4:2:2格式进行采样，然后进行量化，一般对YUV(也即对RGB)各8bit量化，因而产生24位真彩。由于一帧图象数字化后数据量很大，为节省存储空间，还要对其进行压缩处理。压缩处理可分为有损压缩和无损压缩，而前者是以牺牲图象细节为代价的。压缩可由软、硬件实现，后者可实现实时压缩，而前者往往要在分辨率、颜色深度、帧率等方面做出一些牺牲。选择压缩比时，压缩比越高，图象质量越差。经过上述过程，模拟视频即变成数字视频，而这一过程的逆过程即可实现数字视频的解压缩与回放。另外，利用某些视频捕捉卡的输入、输出设置，能简单地实现PAL制与NTSC制的转换。

数字视频经解压缩后，可送入显示卡并在计算机的显示器上显示出来。为在计算机的显示器上精确显示数字视频，必须使视频显示模式与数字视频的类型相匹配。由于显象管存在着显示亮度信号的非线形，因此送入的图象信号必须预先补偿，这就是^ 校正，它只对中间色调产生影响。计算机显示器的^ 一般为1.8，而PAL制图象的^γ 值大约也是1.8，影响不大;但NTSC制图象的^γ 值为2.2，如果不经调整显示图象就会发白。

第四篇：CCD自动机(组装机,自动检查机)安全操作规程、维护保养

自动机安全操作规程

一、非本工程人员严禁操作。

二、严禁不戴手套、口罩，机器运转时，严禁人身接触各运转部位。防止人身伤害和自动机损坏。

三、开机前检查总电源是否输入220V交流电;开关是否位于“停”位置。

四、严禁非维修人员变动设备输入电源或触碰输入输出电路，防止发生触电危险和电路损坏。检查机器输入气压是否正常。

五、检查完毕，打开总电源。

1、按下操作面板上“电源开关”。

2、按工艺要求组装压力。

3、按下原点恢复开关，看机械臂运作是否正常。

五、机器在运行过程中严禁放置或取下产品，严禁工作人员接触或靠近运行中的机器及部件。

六、机械臂上不准有杂物，发现应及时停机清除，防止造成不良影响。

七、下班时要先停机，把机台产品及杂物清理干净后，清理时严禁开机以防止夹伤手或损坏机台。机台清洗完后，下个班次如果没有无生产安排(两班倒)，关闭电源后才能下班。

八、平台清洁用到甲醇，纯水，用完后及时分别处理到废液筒，禁止保留。

九、注意事项

1、工作时应注意机器运行是否有异响。

2、出现故障或意外时应按急停开关，并及时通知维修人员，待故障排除后方可继续工作。

3、切勿用尖硬锐利物体碰触自动机机部位，防止人员伤害和意外机器损坏。

组装机操作维护保养

一、保养能使机器能正常运作并延长使用寿命。

二、使用前先清洁机台和工作场地，并检查各滑动部位等是否缺油，无油时需先加注定量润滑油脂，以保持良好的润滑。

三、如停机不用时，必须用水把各有胶部位清洗干净。

四、坚持每班次清洁工作台一次，保持机器常用常新。

五、清洁机身、机座及传动机构。

六、注意机身各部位是否损坏，并及时通报并维修。

第五篇：磁共振成像系统

(一)分类磁共振按照不同的分类方法有不同的分类。按照场强大小分为高场、中场、低场磁共振;高场一般为场强高于1. OT的磁共振;巾场为场强高于0. ST而低于1.OT的磁共振;低场一般为低于0.ST的磁共振。按照磁体类型一般分为：永磁型磁共振、常寻型磁共振和超导型磁共振。永磁型磁共振维护费用小;逸散磁场小，对周围环境影响小;造价低;安装费用也较少;

一般只能产生垂直磁场;场强范围一般在0. 15～0. 35T;磁场随温度漂移严重，磁体需要很好的恒温;磁场不能关断，对安装检修带来困难;磁体沉重;且随着场强增大，磁体厚度增大，更加沉重。常导型磁共振生产制造较简单，造价低;可产生水平或垂直磁场;重量轻;检修方便，磁场均匀度也很高;场强一般在0. 1～0. 4T;运行耗费较大，通电线圈耗电达60kW以上;还需配用专门的供电设备和水冷系统。超导型磁共振场强范围0. 3～9T;磁场均匀性高;稳定性好;图像质量好;运行耗费很高，制冷剂主要是液氦的费用很高;运输、安装、维护费用也很高。目前主要市场上的磁共振以高场和低场为主，高场一般为超导型，低场一般为永磁型;且低场永磁型磁共振往往做成开放式，有C形式或立柱式;高场超导磁共振往往做成圆形孔腔式或站立式的磁共振。常导磁共振一般也做成圆形孔腔式。还有些公司推出了某些部位如头颅、四肢或关节专用检查的磁共振设备，其形态变化较灵活。一般来讲，低场永磁型以出诊断图像为主要目的，图像质量已经能够满足诊断要求;高场超寻型主要以功能磁共振为主，图像质量是其基础。

(二)MRI系统结构

磁共振系统的典型结构如图6-10所示，主要包括磁体子系统、梯度场子系统、射频子系统、数据采集和图像重建子系统、主计算机和图像显示子系统、射频屏蔽与磁屏蔽、MRI软件等，分述如下。

图6-10 磁共振系统框图

1.磁体子系统用以产生均匀稳定的静磁场Bo的主磁场，是磁共振系统的关键组成部分。其主要参数有：磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性、孔腔大小、逸散磁场等;其中磁场强度越高，信号幅度越高，图像信噪比会越高;磁场均匀性越好，图像分辨率越高。磁体可有永磁型、常导型、混合型和超导型4种。

2.梯度场子系统是指与梯度磁场有关的一切单元电路，提供给系统线性度满足要求的、可快速开关的梯度场，以便动态地修改主磁场，实现成像体素的空间定位，是MRI系统的核心部件之一。由梯度线圈、梯度控制器、数模转换器、梯度放大器、梯度冷却系统等组成。其主要参数有有效容积、线性、梯度场强度、梯度变换率和梯度上升时间等;有效容积越大，可成像区域越大;线性越好，图像质量越好;图6-11所示为超导型或常导型磁共振的三个梯度线圈的形状及其组合结构。

图6-11 圆孔腔磁体的梯度线圈组成示意图

3.射频子系统是MRI系统中实施射频激励并接收和处理RF信号的功能单元，不仅要根据扫描序列的要求发射各种翻转角的射频波，还要接收成像区域内氢质子的共振信号。射频子系统包括射频发射单元和信号接收单元：射频发射单元是在时序控制器的作用下，产生各种符合序列要求的射频脉冲的系统;射频接收单元是在时序控制器的作用下，接收人体产生的磁共振信号的系统。

主要参数有射频场均匀性、灵敏度、线圈填充容积等。

4.教据采集和图像重建子系统信号采集的核心是A/D转换器，转换精度和速度是重要指标。在MRI系统中，一般用16位的A/D转换器进行MR信号的数字化，经一定的数据接口送往接收缓冲器等待进一步处理，其结构如图6-13所示。射频子系统和数据采集子系统被合称为谱仪系统。A/D转换所得数据不能直接用来进行图像重建，还需要进行数据处理，即拼接带有控制信息的数据。然后通过专用图像处理计算机进行图像处理。图像重建的运算主要是快速傅立叶变换，重建速度是MRI系统的重要指标之一。

图6-12中a、b分别为射频发射单元和信号接收单元框图。

图6-13 信号采集子系统框图

5.主计算机和图像显示子系统MRI系统中，计算机的应用非常广泛，各种规模的计算机、单片机、微处理器构成了MRI系统的控制网络。主计算机介于用户与MRI系统的测量系统之间，其功能主要是控制用户与磁共振子系统之间的通信，并通过运行扫描软件来满足用户的所有应用要求。具体包括：扫描控制、患者数据管理、归档图像、评价图像以及机器检测等功能。同时，随着医学影像标准化的发展，还必须提供标准的网络通信接口。

6.射频屏蔽与磁屏蔽用于把外界和磁共振扫描系统之间严格屏蔽开来的系统，防止彼此之间的干扰和危害。磁共振的屏蔽一般都采用铜片或铜板来完成。

7.MR1软件包括系统软件、磁共振操作系统、磁共振图像处理系统;系统软件指主计算机进行自身管理、维护、控制运行的软件，即计算机操作系统。目前磁共振可使用 Windows 2000、Windows XP、Windows NT、UNIX;磁共振操作系统包括患者信息管理系统、图像管理系统、扫描控制系统、系统维护、报告打印、图片输出等;磁共振图像处理系统指图像重建软件以及对图像进行一系列后处理，包括柔和、平滑、锐化、滤波、局部放大等处理功能的软件。

(三)磁共振指标及范围目前进入医院临床使用的磁共振型号很多，但其基本技术参数有以下几个部分：

1.磁体系统 (1)磁体类型：一般为永磁型、常导型、超导型;

(2)磁场方向：一般为水平或垂直方向;

(3)场强：目前从0.1～3. OT;

(4)液氦蒸发速率：指超导磁体制冷剂液氦的消耗速率，如0.05L/H，液氦补充间隔24个月;

(5)稳定性：一般<0. lppm/H;

(6)磁场均匀性：一般定义为以磁场中心点为球心多少cm为半径的球体内的磁力线均匀性，比如<2. 5ppm/50cmDSV;

(7)逸散磁场(5高斯线)：一般定义为5高斯逸散磁场距离，分为轴向和径向，比如 2. 5m/4m; (8)磁体形状：一般为开放式(包括C形、立柱式、宽孔腔式)或封闭式(一般为圆柱体孑L腔式); (9)匀场方式：无源(又称祓动匀场，贴小磁片匀场)和有源匀场(又称主动匀场，使用通电小线圈匀场)。

2.梯度系统

(l)梯度线圈形状：平面型(一般做永磁梯度)、马鞍型、线圈对型;

(2)梯度场强度：即梯度斜率，比如25mT/m;

(3)梯度上升率：即梯度场达到最大强度的快慢，比如65mT/(m.s);