工程施工與調(diào)試

1、第二十六章 工程的施工與調(diào)試26.1 概 述安全技術(shù)防范系統(tǒng)的安裝與調(diào)試是工程的具體實施過程，也是決定整個系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。所以，按規(guī)范和規(guī)定的要求，認真進行施工，是非常重要的。安裝與調(diào)試，也是較為復(fù)雜、細致的工程過程?？茖W(xué)、合理地進行安裝和調(diào)試，是工程順利進行的必要保證。安裝與調(diào)試既是一個技術(shù)性很強的工程過程，也是一個必須根據(jù)設(shè)計圖紙和有關(guān)的規(guī)范和要求嚴格進行施工的過程。因此，在本章中將對安裝與調(diào)試的有關(guān)問題加以詳述。26.2 安裝的步驟與順序安裝的步驟一般應(yīng)如此進行：(1) 設(shè)計文件和施工圖紙準備齊全，這些文件和圖紙應(yīng)該是已會審和批準的。對原設(shè)計有修改的部分必須經(jīng)主管人員簽字。(2) 施

2、工人員應(yīng)認真熟悉施工圖紙及有關(guān)資料（包括工程特點），設(shè)計人員應(yīng)對施工人員進行技術(shù)交底。對特殊問題應(yīng)做明確的交待。(3) 設(shè)備、儀器、器材、機具、工具、輔材、機械以及有關(guān)必要的物品應(yīng)準備齊全，以滿足連續(xù)施工或階段施工的需求。必要時，應(yīng)備有施工中的通訊聯(lián)絡(luò)工具。(4) 熟悉施工現(xiàn)場。對施工現(xiàn)場的有關(guān)情況進行檢查。施工現(xiàn)場如在室內(nèi)進行時，應(yīng)該在主體工程完畢、內(nèi)裝修開始或已有本系統(tǒng)工程的各類預(yù)埋管道（并符合要求）的情況下開始進行施工。對改造性工程，應(yīng)與用戶單位協(xié)調(diào)好管線的走向、安裝方式等情況下再進行施工。施工現(xiàn)場在室外進行時，應(yīng)了解施工沿途的具體情況。包括使用道路及占用道路情況（包括橫跨道路）；允許用

3、桿架設(shè)的桿路及自立桿路的情況；敷設(shè)管道電纜和直埋電纜的地質(zhì)和地下其他管路情況，以及路由狀況。(5) 準備好施工現(xiàn)場的用電，對所用各類施工材料對表清點、分類。在完成上述各步驟之后，就可以具體進行安裝方面的施工。其順序一般是：(a) 進行線路的安裝架設(shè)；(b) 進行攝像機和入侵探測器的安裝（安裝前應(yīng)先完成支架或吊架的安裝）(c) 進行監(jiān)控室室內(nèi)設(shè)備的安裝（在人力允許的情況下，可與攝像機等前端設(shè)備的安裝同期進行）。在上述過程中，應(yīng)隨時進行必要的檢查和測試。有關(guān)安裝的具體規(guī)定和要求見本書附錄一。26.3 干擾與抗干擾問題在電視監(jiān)控系統(tǒng)的工程實施與調(diào)試過程中，很常見的一個問題就是系統(tǒng)內(nèi)存在的各種噪聲干擾

4、問題。下面首先討論一下視頻傳輸?shù)脑肼暩蓴_和抗干擾問題。在視頻傳輸方式中，最可能遇到的問題是在電視畫面上產(chǎn)生一條黑杠或白杠干擾，也即我們通常說的50周工頻干擾。當用示波器觀察時，會看到在圖像視頻信號的波形上疊加了一個50HZ的峰起波形，就是這個峰起造成了干擾。這往往是由于存在地環(huán)路的情況下產(chǎn)生的。地環(huán)路的存在可能是由于信號傳輸線的公共端在兩頭都接地而造成重復(fù)接地；也可能是信號線的公共端與220V電源的零線短路；或系統(tǒng)中的某一設(shè)備的公共端與220V交流電源有短路現(xiàn)象；還有可能是信號線受到由交流電源產(chǎn)生的強磁場干擾（如雙方靠得太近）而產(chǎn)生的。當確定不是上述這些原因而又實在無法排除時，可以采用在傳輸線

5、上接入“縱向扼流圈”的辦法，能較好地消除這類干擾。為幫助讀者分析、理解和解決這類干擾，現(xiàn)把干擾的原因及消除干擾方法的理論分析簡述如下，以供設(shè)計時作為定量分析的依據(jù)。我們知道，一個電路兩端都接地時，會形成地環(huán)路。因而會造成干擾，如圖26-1（a）所示。但如加入一個隔離變壓器就可以切斷這個地環(huán)路，如圖26-2（b）所示，從而把干擾消除。圖26-1 當兩個電路之間存在地環(huán)路時，可以用隔離變壓器斷開地環(huán)路可是對于直流電路和頻率很低的電路這種方法是不適用的（電視監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻傳輸時，頻率范圍是0MHZ6MHZ，因而也不適用）。這時的解決辦法是把變壓器接成縱向扼流圈（也稱中和變壓器）的形式，如圖26-2

6、（a）所示。變壓器這樣連接時對信號電流的阻抗是很低的，且可以不切斷直流回路。但對縱向的干擾噪聲電流來說它卻具有很高的阻抗。因而可以起到消除干擾的作用。如圖26-2（a）所示當兩根導(dǎo)線通過的信號電流大小相同方向相反，而流經(jīng)兩根導(dǎo)線的噪聲電流方向相同，該噪聲電流稱作縱向電流或共態(tài)電流。圖26-2（a）的電路性能可用其等效電路圖26-2（b）加以分析。信號源電壓US經(jīng)連接電阻RC1、RC2接至負載RL，縱向扼流圈則由L1、L2和互感M表示。若兩個線圈完全相同，且繞在同一個鐵芯上構(gòu)成緊耦合，則L1L2M。UG是地線環(huán)路經(jīng)電磁耦合或者由于地電位差形成的縱向電壓。因RC1與RL相連，且RC1RL，故可略去

7、RC1，首先分析電路對US的響應(yīng)，為分析方便起見，先把UG忽略不計，則圖26-2可改成圖26-3表示。圖26-2 當要求直流或低頻連續(xù)時，可用縱向扼流圈斷開地環(huán)路圖26-3 縱向扼流圈對信號及噪聲的影響圖26-3（a）為分析圖26-2電路對信號電壓US的響應(yīng)的等效電路。在該圖中，I1表示US提供的電流，IS表示經(jīng)下面的一根導(dǎo)線（通過RC2、L2）從RL返回到US的電流，IG則為通過地線排返回的電流。它們的關(guān)系是IGI1IS。通過列網(wǎng)孔方程和考慮到L1L2M的情況，可以得出當US的角頻率高于5·RC2/L2時，I1基本上全部通過下面一根導(dǎo)線（經(jīng)過RC2、L2）從RL返回到US中，即IG

8、0。若選取L2，在US的最低信號角頻率（視頻傳輸系統(tǒng)中我們可規(guī)定最低信號頻率2×50HZ，即場頻）時使5·RC2/L2，則有IG=0。這時在圖26-3（a）上面一個環(huán)路中：USj（L1L2）IS2jMIS（RLRC2）IS （26-1）因L1L2M故ISUS/（RL+RC2）US/RL (26-2)由于RLRC2，由式（26-2）可知對于信號電流來說等于沒有接入變壓器一樣，也就是說當變壓器電感足夠大和信號中最低頻率高于5·RC2/L時，加入變壓器對信號的傳輸是沒有影響的，也即不會有明顯的衰減。(L=L1=L2=M)再看圖26-2對縱向電壓（即干擾電壓）UG的響應(yīng)。

9、這時等效電路如圖26-3（b）所示。當未加變壓器時，噪聲干擾電壓將加于RL的兩端。加裝變壓器后，則加至RL的噪聲干擾電壓UN可由下列兩個環(huán)路算出：I1環(huán)路：UGjL1I1+jMI2+I1RL（26-3）I2環(huán)路：UGjL2I2jMI1I2RC2（26-4）由式（26-4）得： I2(26-5）因L1L2ML。將式（26-5）代入式（26-3）中得： I1=(26-6)因UNI1RL，RC2RL，由式（26-6）得 UN(26-7)把（26-7）式化成下式： （Z表示噪聲干擾電壓的角頻率）且設(shè)RC2/La ，則有 f(Z)再設(shè)Zn·a（n=0，1，2，3）則有f(Z)= =(26-8)

10、把0，1，2，3逐個代入（26-8）式時，發(fā)現(xiàn)當時，即有：|f(Z)|= =0.2也即當Z5·RC2/L時，|UN/UG|=0.2這說明當Z5·RC2/L時，或5RC2/Z時，負載上的噪聲干擾電壓會下降到原干擾電壓的20以下。在工程應(yīng)用上，我們可以認為這時的干擾可屬于允許范圍或接近允許范圍。當然繼續(xù)增大電感L的值，噪聲干擾電壓在負載上造成的影響會進一步減小，但由于L的增大，會造成縱向扼流圈制作上的困難和提高制作成本。因此，一般認為：取5RC2/Z即能明顯起到抑制噪聲的作用?？紤]到D5·RC2/，即5RC2/D，以及5RC2/Z這兩個式子，可知，用式（26-9） 即

11、能滿足傳送視頻信號起碼要保證的最低頻率，又能保證有效地抑制噪聲電壓的干擾。 5RC2/(26-9)式中，為視頻信號中起碼要保證傳送的最低信號角頻率D和噪聲干擾電壓角頻率Z兩者中最低的一個。如果從電壓信噪比的角度考慮時，也可以給出如下公式作為縱向扼流圈值的計算：L（K1）·RC2/（其中K為電壓信噪比要求提高的倍數(shù)，且要求應(yīng)大于6。）（26-10）公式（26-9）或（26-10）的應(yīng)用，一般說來是具有普遍意義的。因為無論什么樣的傳輸系統(tǒng)，采用縱向扼流圈作為抑制噪聲的措施，都可以用該公式來估算縱向扼流圈的電感值，但是要注意以下兩點：(1) 當噪聲干擾電壓的頻率或要傳送的信號最低頻率很低時

12、，由5RC2/可知，要想使縱向扼流圈起到應(yīng)有的作用，的值必然很大，這樣給縱向扼流圈的制作上會帶來困難，并且成本會顯著提高。因此，采用縱向扼流圈作抗干擾部件時最好是用在信號的最低頻率及干擾電壓的頻率都比較高些的情況下較為合適（一般用在50HZ以上的頻率）。(2) 當由地環(huán)路引起的干擾電壓很大時，即使用公式5RC2/來做出縱向扼流圈后，已使負載上的干擾電壓下降到干擾電壓的20%以下時，這時如果負載上的干擾電壓仍能和負載上的信號電壓相比擬時（即信噪比為20dB以下時），如仍采用縱向扼流圈作抗干擾部件，就會使其作用不明顯。而要想起到明顯作用，無疑要更加加大值，這同樣會給縱向扼流圈的制作帶來困難和增加成

13、本。因此要靈活運用縱向扼流圈的使用條件。從以上的分析可知，要想消除由地環(huán)路帶來影響，最根本的辦法是切斷地環(huán)路或根本不讓地環(huán)路形成。但在許多情況下，地環(huán)路肯定會形成或不會徹底切斷，這時就要綜合考慮來解決這個干擾問題。在射頻傳輸系統(tǒng)中，噪聲干擾的來源較為復(fù)雜。大體上有：(1) 來自周圍環(huán)境的干擾這包括在系統(tǒng)所用的設(shè)備附近有較強、較高頻率的幅射源，在傳輸系統(tǒng)的沿途有幅射源?；蛘吲c電視發(fā)射塔及有線電視網(wǎng)相距太近，或者選用的傳輸頻道與當?shù)貜V播電視的發(fā)射頻道及有線電視網(wǎng)的頻道相同等。(2) 來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾這主要由于傳輸中放大器級數(shù)過多而產(chǎn)生的交擾調(diào)制和相互調(diào)制，或者放大器的插入點過早或過遲（使放大器的

14、輸入端信號過強或過弱），或者由于在混合器的輸入端各路射頻信號的電平相差太大，或者所選用的放大器噪聲系數(shù)過高等。(3) 接地不良或不正確以及接觸不良等形成的干擾。這種情況在各種傳輸方式中都會造成噪聲干擾。解決上述干擾的主要辦法是選擇質(zhì)量高的傳輸設(shè)備，按規(guī)范接地、傳輸干線上盡量少裝放大器以及在混合器的輸入端盡可能地將各路輸入的射頻信號電平調(diào)正一致等。而對于周圍有經(jīng)常性的較強幅射源的情況，只能采取增加屏蔽措施。避開當?shù)貜V播電視頻道，使傳輸線遠離其它可能有幅射干擾的線路。如果采取各種措施仍不能有效地消除干擾，就應(yīng)考慮改變傳輸方式（比如換成光纖傳輸?shù)确绞剑刂浦行恼w加裝屏蔽網(wǎng)。從以上這些問題來看在進

15、行系統(tǒng)設(shè)計時，對于系統(tǒng)周邊環(huán)境情況的摸底是很重要的。如果在設(shè)計之前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在的不可避開的干擾源，那么從開始就應(yīng)從總體設(shè)計上進行解決。26.4 電源及照明的要求電視監(jiān)控系統(tǒng)的電源，相對來說要求是比較嚴格的。一是要求電壓要穩(wěn)定；二是要求原則上不能停電；三是在電源功率上必須滿足整個系統(tǒng)的需要。在供電方式上，一般來說，應(yīng)該從系統(tǒng)的中心向各攝像機和有關(guān)設(shè)備統(tǒng)一供電，統(tǒng)一控制。當攝像機安裝的位置距離控制中心太遠時，可以考慮使用當?shù)仉娫础５娫吹拈_關(guān)控制仍要由系統(tǒng)的控制中心進行操縱（比如通過終端解碼器進行控制）。在有條件的情況下，供電電源應(yīng)采用靜化穩(wěn)壓電源。靜化穩(wěn)壓源的功率應(yīng)比整個系統(tǒng)的用電功率大1/3

16、以上。安防要求在二級風險以上的單位，應(yīng)采用不間斷電源（UPS）在線連接?；蛑辽賹刂浦行募安糠忠χ攸c的被監(jiān)視場所的攝像機及其輔助設(shè)備，以及全部防盜報警系統(tǒng)采用UPS電源。此外，整個系統(tǒng)的供電電源的相序最好一致(比如都采用A相)。特別是遠端就地采用的電源相序，必須與系統(tǒng)供電電源的相序一致。某些情況下，對于定焦距無云臺的攝像機可以采用直流供電方式（因此時沒有終端解碼器）。在這種情況下，供電的直流電源一定要穩(wěn)壓性能好、紋波系數(shù)小，并且供電功率一定要滿足要求（為實際用電功率的1.5倍）。同時，根據(jù)供電距離的長短，考慮供電電線的線徑應(yīng)滿足要求，以便不會產(chǎn)生較多的電壓降。在這種情況下，如果是攝像機數(shù)量較

17、多或分成幾部分時，還應(yīng)考慮在控制臺上設(shè)置多路電源開關(guān)，以便于控制。照明問題主要是應(yīng)考慮某些被監(jiān)視場所在照度低于所采用攝像機的最低照度時，應(yīng)在攝像機的防護罩上或相應(yīng)位置加裝射燈或其它類型的照明裝置。當沒有終端解碼器的地方，最好也應(yīng)該設(shè)法能在控制中心對電源開關(guān)加以控制。在戶外安裝的攝像機，有些地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)大霧天氣。在這樣的地區(qū)或場合，也應(yīng)該加裝照明裝置。而且這類照明裝置應(yīng)采用對大霧透射力較強的燈具種類。26.5 調(diào) 試調(diào)試工作是整個系統(tǒng)完成的最后技術(shù)階段，也是技術(shù)性強、環(huán)節(jié)復(fù)雜、易出現(xiàn)各種問題的階段。比較好的調(diào)試順序應(yīng)該是：分設(shè)備調(diào)試（或自檢）、分系統(tǒng)調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。26.5.1 調(diào)試用設(shè)備與儀器

18、常用的設(shè)備和儀器有：萬用表和接地電阻測試表示波器（用于各種信號波形及其參數(shù)的測量）場強儀（用于射頻傳輸系統(tǒng)）邏輯筆（用于數(shù)碼信號的測量）小型監(jiān)視器（攜帶方便，用于室外分系統(tǒng)或攝像機的測試）彩色信號發(fā)生器（或方格機）專用設(shè)備有：噪聲發(fā)生器（噪聲測量儀）（用于系統(tǒng)信噪比的測量）波形監(jiān)視器（用于系統(tǒng)中心的測試、圖像等級評估等）掃頻儀（用于頻帶寬度的測量）光纖傳輸用的專用測試設(shè)備等。一般來說，上述常用的設(shè)備儀器已能滿足調(diào)試的需求。26.5.2 單項設(shè)備的調(diào)試單項設(shè)備的調(diào)試一般應(yīng)在設(shè)備安裝之前進行。有些單項設(shè)備自身單獨可能不便于進行調(diào)試或測試（例如總控制臺上的操作鍵盤），這類設(shè)備可與配套的設(shè)備共同進行單

19、項調(diào)試或測試。單項設(shè)備在安裝之前如能調(diào)試或測試完畢，在完成整個系統(tǒng)的安裝之后進行分系統(tǒng)調(diào)試或整個系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，則既能做到心中有數(shù)，又能起到事半功倍的作用。能夠進行單項調(diào)試的設(shè)備及調(diào)試內(nèi)容有：攝像機某些電氣性能的調(diào)試（如電子快門、逆光處理、校正、增益控制、ABL調(diào)整等）、配合鏡頭的調(diào)整（包括后截距的調(diào)整）等。終端解碼器的自檢；云臺轉(zhuǎn)角限位的測定和調(diào)試。放大器的調(diào)試（視頻放大器或射頻放大器），以及其它一些能獨立進行調(diào)試的設(shè)備、部件的調(diào)試或測試。在單項設(shè)備的調(diào)試中，要注意同類、同型號設(shè)備性能的一致性。某些同類、同型號設(shè)備的性能不能調(diào)試一致時，當估計會影響系統(tǒng)整體性能時，應(yīng)考慮更換或設(shè)法用與其相連接的設(shè)

20、備或部件進行補償。26.5.3 分系統(tǒng)的調(diào)試分系統(tǒng)的調(diào)試包含兩方面的概念。一個是按其功能或作用劃分；一個是按所在部位或區(qū)域劃分。譬如，傳輸系統(tǒng)的調(diào)試，就是按功能和作用劃分的一種分系統(tǒng)調(diào)試。而對某一路信號或某一個區(qū)域信號（圖像信號、控制信號及與其相對應(yīng)產(chǎn)生的運動和動作）的調(diào)試就是既按功能劃分，也是按部位或區(qū)域劃分的一種分系統(tǒng)的調(diào)試?？傊瑸榱嗽谡麄€系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時做到心中有數(shù)，并且按分塊解決問題的簡化原則，分系統(tǒng)的調(diào)試是非常必要的。每個分系統(tǒng)都調(diào)試完畢，也就意味著整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)即將勝利在握了。否則，整個系統(tǒng)安裝完畢后，眉毛胡子一把抓，出了問題后，很難一下子找到問題之關(guān)鍵所在，這樣反而會事倍功半。分系統(tǒng)的調(diào)試一般說難點在于傳輸系統(tǒng)，特別是攝像機路數(shù)多，傳輸距離又遠的系統(tǒng)。但是，如果在安裝過程中能做到精心施工，嚴格按操作規(guī)范進行線路的敷設(shè)，合理準確地使用傳輸部件，并且每條線路都能保證質(zhì)量，進行過通、斷、短路測試并做出標記，那么傳輸系統(tǒng)的調(diào)試就會較順利地進行。在線路質(zhì)量保證的前提下，傳輸系統(tǒng)在調(diào)試中常