監控攝像頭防水結構

黃啟駿，林增茂

（1.澳門科技大學，澳門 999078；2.廣州海晟科技有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

近幾年以來國內各個城市對于社會全面治安防護監控力度都在加強，監控攝像頭的使用數量每年巨高不下，為完成現代城市智能化管理模式監控攝像頭在不同場合的安裝是必要的。

同時為了長期使用攝像頭節約國民經濟降低安裝和維修成本，防水結構的設計十分重要。

為了攝像頭使用正常首要進行正確的安裝，很多情況下攝像頭安裝位置的光線照度對攝像頭清晰度影響較大，光線越強畫質越高，所以在安裝時要求攝像頭避免背光，所以在大街上在路燈旁安裝道路監控攝像頭是常用位置。

室外場合的監控攝像頭的安裝首要做好防水工作，防止短路情況，目前廣泛使用的監控攝像頭還是有線閉路攝像頭，將數據線和電源接頭需要隱藏并裹纏防水膠布。避免直接受到陽光照射。

監控攝像頭的防水結構主要包括四個部位，分別是鏡頭，外殼，引出線和玻璃。

1 鏡頭防水

監控攝像頭的核心部件是鏡頭，不同的產品也有防水鏡頭和不防水鏡頭的設計。線下在學校和街道上所使用的監控攝像頭也有很多的鏡頭類別，不防水鏡頭主要依靠外殼防水是一類，最近幾年將防水鏡頭應用到監控攝像頭領域的產品也在不斷增多。

1.1 防水鏡頭

防水鏡頭結構主要通過防滴原理和防汽原理實現的。防滴原理是在鏡頭玻璃上覆蓋一層親水膜，可見水珠有個頂端，它與玻璃的接觸面有個邊界。頂端和接觸面邊界的連線與玻璃面構成一個角度θ，叫作接觸角。顯然θ越大，水滴立體化程度越強，反映這種玻璃的親水性弱，對圖像影響也大；反之θ越小，反映玻璃親水性強，雨滴被擴散成水膜（見圖1b），對圖像質量影響也小、因此要解決水滴的影響，必須在鏡頭前邊放置一層親水膜，使水滴盡量均勻散開成為水膜，而且這層親水膜不致對透光率帶來明顯的影響、

防汽的需求是由于在長期使用過程中，難以保證外殼長期處于正常狀態，一旦外殼出現裂隙，加雜溫度變化和監控攝像頭的整體結構就會產生水汽，水汽十分容易附著在鏡頭上影響光線通過。防汽常用加熱膜來實現。其總體結構是使用透光率高的光學玻璃為基礎板件，外側貼親水膜，內側貼加熱膜。

親水膜表面有很細微的凹凸和親水基，正是這些因素才使水滴漫開。這里所用的親水膜是用無機化學材料構成。無機親水膜抗紫外線破壞性強，受氣候影響也小。還有一個優點是親水膜對玻璃附著性強，使用壽命長。

加熱膜可以使用某些三、四族元素的復合氧化膜，如ITO膜。這種膜本身有一定的電導率，加電后可以發熱。把這種ITO膜貼在玻璃基板內側就可以烘烤外側的親水膜，把水分子快速蒸發掉。

加熱電壓可以由攝像機提供，也可由單獨電源提供。電壓可為12V用夾式（grip）電極加到ITO膜上。ITO膜對玻璃基板附著力也很強。

1.2 不防水鏡頭

對于本身未涉及防水結構的鏡頭而言，需要在外殼和鏡頭之間安裝O型圈來實現防水功能。結構上有徑向壓縮防水和軸向壓縮防水。鏡頭需要安裝在玻璃內側然后保障玻璃防水。

設計要點∶一是徑向壓縮防水，需要設計O型圈的徑向壓縮量，壓縮量經驗值為20%～25%；二是軸向壓縮防水，O型圈的壓縮量經驗值為30%～40%，另外由于鏡頭軸向受力傳遞給鏡頭座和主板，因此鏡頭安裝座最好采用金屬材質，塑膠材質的鏡頭座高溫下受到擠壓力，容易出現微小的變形，容易導致攝像頭圖像發朦。

2 前后殼防水

前殼和后殼是構成攝像頭的主體，也是PCB板的直接載體，因此前后殼之間的防水更為重要。根據外形來分，攝像頭殼體可以分為回轉體外殼和非回轉體外殼兩大類。回轉體外殼大部分為車削件，市場產品常用的前后殼防水結構有三種，主要區別在于使用O型圈，防水圈還是結構膠。

殼體之間的連接方式為螺紋連接，依靠前后殼擠壓凹槽內的O型圈來防水。

非回轉體殼體主要靠螺釘把前后殼組裝在一起，依靠前后殼之間的防水圈來防水。

前后殼之間也經常會采用結構膠防水。

三種方式安裝最簡便的是O型圈，適合家用等易于拆卸的監控攝像頭應用場合使用，成本較低，定期維護查修的話就可以避免防水效果會隨著材料耗損而減弱的問題。

防水圈防水效果較好，但是需要根據結構設計在工廠定制模具，適合學校等大量需要監控攝像頭的場合運用，防水效果較好，不宜拆卸。

結構膠防水效果好，但是配裝難，成本高，防水效果依賴組裝水平，適用于個人使用，家用場合自構建監控系統。

3 引出線防水

對于有線攝像頭，供電和信號輸出需要通過線材進行，對于無線攝像頭，則必須有供電的電源線。現行攝像頭都必須從殼體內部引線出來，因此引出線防水設計是攝像頭防水設計必須考慮的。

（1）O型圈防水，要注意O型圈壓縮量和硬度的關系，選擇合適的壓縮量，保證防水效果的同時，也要保證不能超過O型圈的壓縮極限；

（2）結構膠防水，要注意結構膠填充位置預留凹槽的直徑和出線孔的直徑，凹槽直徑經驗值一般是線材直徑的2倍，出線孔直徑一般為線徑+0.2mm，取上偏差。

在街道和學院內的監控一般在路燈旁，如此安裝位置主要是為了路燈的光源，以及統一供電的供電系統，并且可以將引出線隱藏在路燈結構內，對于學校和商場等場合，對于引出線的防水工作十分重要，一旦防水失效，并出現了漏水情況的話，很可能危及整個監控系統。

4 玻璃防水

監控攝像頭都會有外置玻璃窗口，需要很高的透明度，并且起到防塵防水保護攝像頭本身的作用。且攝像頭玻璃都是經過鋼化的玻璃，強度比普通的玻璃好很多，作為主要功能，玻璃的防水作用是非常重要的，玻璃常見的防水結構有兩種∶玻璃防水圈防水和結構膠防水。

設計要點：一是玻璃防水圈一般為硅膠材質，設計時注意玻璃防水圈的壓縮量，一般來說，壓縮比為30%時防水效果最好，玻璃防水圈的硬度一般選擇30～40HA。二是結構膠防水，一般玻璃和金屬的粘接大多都用UV膠，也叫無影膠。安裝使用高校，透明無色，不會影響透光率，痕跡小，但是需要紫外燈輔助安裝，粘合部位寬度最少為兩毫米。

5 常見監控攝像頭防水結構總體設計

一種監控攝像頭的防水結構，包括防水罩，所述防水罩上活動安裝有監控攝像頭，監控攝像頭的兩側均固定安裝有限位塊，所述防水罩的兩側內壁上均開設有底部設置為開口的限位槽，兩個限位塊的頂部分別與兩個限位槽的頂部內壁相接觸，所述監控攝像頭的兩側還均固定安裝有承載塊，兩個承載塊相互遠離的一側分別與兩個限位槽相互遠離的一側內壁滑動連接，且兩個承載塊相互遠離的一側均開設有移動槽，移動槽內滑動安裝有移動板，兩個移動板相互遠離的一側均固定安裝有固定塊，兩個固定塊的底部均開設有多個卡槽。本實用新型的防水罩和監控攝像頭的組裝方便快捷，通過防水罩使監控攝像頭具備防水功能，結構簡單，使用方便。

6 結束語

隨著社會需求的提高，各個城市智能化監控系統體系不斷擴大，監控攝像頭的市場需求穩定上升，監控攝像頭的防水能力是節約成本，保障維修順利的最好能力。監控攝像頭的防水重點主要在鏡頭、前后殼、引出線和防塵外殼上。對各個部位進行防水結構設計可以有效提高防水能力，對于路燈安裝場合，也有和路燈一體化防水的結構設計。