监控摄像头防水结构

黄启骏，林增茂

（1.澳门科技大学，澳门 999078；2.广州海晟科技有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

近几年以来国内各个城市对于社会全面治安防护监控力度都在加强，监控摄像头的使用数量每年巨高不下，为完成现代城市智能化管理模式监控摄像头在不同场合的安装是必要的。

同时为了长期使用摄像头节约国民经济降低安装和维修成本，防水结构的设计十分重要。

为了摄像头使用正常首要进行正确的安装，很多情况下摄像头安装位置的光线照度对摄像头清晰度影响较大，光线越强画质越高，所以在安装时要求摄像头避免背光，所以在大街上在路灯旁安装道路监控摄像头是常用位置。

室外场合的监控摄像头的安装首要做好防水工作，防止短路情况，目前广泛使用的监控摄像头还是有线闭路摄像头，将数据线和电源接头需要隐藏并裹缠防水胶布。避免直接受到阳光照射。

监控摄像头的防水结构主要包括四个部位，分别是镜头，外壳，引出线和玻璃。

1 镜头防水

监控摄像头的核心部件是镜头，不同的产品也有防水镜头和不防水镜头的设计。线下在学校和街道上所使用的监控摄像头也有很多的镜头类别，不防水镜头主要依靠外壳防水是一类，最近几年将防水镜头应用到监控摄像头领域的产品也在不断增多。

1.1 防水镜头

防水镜头结构主要通过防滴原理和防汽原理实现的。防滴原理是在镜头玻璃上覆盖一层亲水膜，可见水珠有个顶端，它与玻璃的接触面有个边界。顶端和接触面边界的连线与玻璃面构成一个角度θ，叫作接触角。显然θ越大，水滴立体化程度越强，反映这种玻璃的亲水性弱，对图像影响也大；反之θ越小，反映玻璃亲水性强，雨滴被扩散成水膜（见图1b），对图像质量影响也小、因此要解决水滴的影响，必须在镜头前边放置一层亲水膜，使水滴尽量均匀散开成为水膜，而且这层亲水膜不致对透光率带来明显的影响、

防汽的需求是由于在长期使用过程中，难以保证外壳长期处于正常状态，一旦外壳出现裂隙，加杂温度变化和监控摄像头的整体结构就会产生水汽，水汽十分容易附着在镜头上影响光线通过。防汽常用加热膜来实现。其总体结构是使用透光率高的光学玻璃为基础板件，外侧贴亲水膜，内侧贴加热膜。

亲水膜表面有很细微的凹凸和亲水基，正是这些因素才使水滴漫开。这里所用的亲水膜是用无机化学材料构成。无机亲水膜抗紫外线破坏性强，受气候影响也小。还有一个优点是亲水膜对玻璃附着性强，使用寿命长。

加热膜可以使用某些三、四族元素的复合氧化膜，如ITO膜。这种膜本身有一定的电导率，加电后可以发热。把这种ITO膜贴在玻璃基板内侧就可以烘烤外侧的亲水膜，把水分子快速蒸发掉。

加热电压可以由摄像机提供，也可由单独电源提供。电压可为12V用夹式（grip）电极加到ITO膜上。ITO膜对玻璃基板附着力也很强。

1.2 不防水镜头

对于本身未涉及防水结构的镜头而言，需要在外壳和镜头之间安装O型圈来实现防水功能。结构上有径向压缩防水和轴向压缩防水。镜头需要安装在玻璃内侧然后保障玻璃防水。

设计要点∶一是径向压缩防水，需要设计O型圈的径向压缩量，压缩量经验值为20%～25%；二是轴向压缩防水，O型圈的压缩量经验值为30%～40%，另外由于镜头轴向受力传递给镜头座和主板，因此镜头安装座最好采用金属材质，塑胶材质的镜头座高温下受到挤压力，容易出现微小的变形，容易导致摄像头图像发朦。

2 前后壳防水

前壳和后壳是构成摄像头的主体，也是PCB板的直接载体，因此前后壳之间的防水更为重要。根据外形来分，摄像头壳体可以分为回转体外壳和非回转体外壳两大类。回转体外壳大部分为车削件，市场产品常用的前后壳防水结构有三种，主要区别在于使用O型圈，防水圈还是结构胶。

壳体之间的连接方式为螺纹连接，依靠前后壳挤压凹槽内的O型圈来防水。

非回转体壳体主要靠螺钉把前后壳组装在一起，依靠前后壳之间的防水圈来防水。

前后壳之间也经常会采用结构胶防水。

三种方式安装最简便的是O型圈，适合家用等易于拆卸的监控摄像头应用场合使用，成本较低，定期维护查修的话就可以避免防水效果会随着材料耗损而减弱的问题。

防水圈防水效果较好，但是需要根据结构设计在工厂定制模具，适合学校等大量需要监控摄像头的场合运用，防水效果较好，不宜拆卸。

结构胶防水效果好，但是配装难，成本高，防水效果依赖组装水平，适用于个人使用，家用场合自构建监控系统。

3 引出线防水

对于有线摄像头，供电和信号输出需要通过线材进行，对于无线摄像头，则必须有供电的电源线。现行摄像头都必须从壳体内部引线出来，因此引出线防水设计是摄像头防水设计必须考虑的。

（1）O型圈防水，要注意O型圈压缩量和硬度的关系，选择合适的压缩量，保证防水效果的同时，也要保证不能超过O型圈的压缩极限；

（2）结构胶防水，要注意结构胶填充位置预留凹槽的直径和出线孔的直径，凹槽直径经验值一般是线材直径的2倍，出线孔直径一般为线径+0.2mm，取上偏差。

在街道和学院内的监控一般在路灯旁，如此安装位置主要是为了路灯的光源，以及统一供电的供电系统，并且可以将引出线隐藏在路灯结构内，对于学校和商场等场合，对于引出线的防水工作十分重要，一旦防水失效，并出现了漏水情况的话，很可能危及整个监控系统。

4 玻璃防水

监控摄像头都会有外置玻璃窗口，需要很高的透明度，并且起到防尘防水保护摄像头本身的作用。且摄像头玻璃都是经过钢化的玻璃，强度比普通的玻璃好很多，作为主要功能，玻璃的防水作用是非常重要的，玻璃常见的防水结构有两种∶玻璃防水圈防水和结构胶防水。

设计要点：一是玻璃防水圈一般为硅胶材质，设计时注意玻璃防水圈的压缩量，一般来说，压缩比为30%时防水效果最好，玻璃防水圈的硬度一般选择30～40HA。二是结构胶防水，一般玻璃和金属的粘接大多都用UV胶，也叫无影胶。安装使用高校，透明无色，不会影响透光率，痕迹小，但是需要紫外灯辅助安装，粘合部位宽度最少为两毫米。

5 常见监控摄像头防水结构总体设计

一种监控摄像头的防水结构，包括防水罩，所述防水罩上活动安装有监控摄像头，监控摄像头的两侧均固定安装有限位块，所述防水罩的两侧内壁上均开设有底部设置为开口的限位槽，两个限位块的顶部分别与两个限位槽的顶部内壁相接触，所述监控摄像头的两侧还均固定安装有承载块，两个承载块相互远离的一侧分别与两个限位槽相互远离的一侧内壁滑动连接，且两个承载块相互远离的一侧均开设有移动槽，移动槽内滑动安装有移动板，两个移动板相互远离的一侧均固定安装有固定块，两个固定块的底部均开设有多个卡槽。本实用新型的防水罩和监控摄像头的组装方便快捷，通过防水罩使监控摄像头具备防水功能，结构简单，使用方便。

6 结束语

随着社会需求的提高，各个城市智能化监控系统体系不断扩大，监控摄像头的市场需求稳定上升，监控摄像头的防水能力是节约成本，保障维修顺利的最好能力。监控摄像头的防水重点主要在镜头、前后壳、引出线和防尘外壳上。对各个部位进行防水结构设计可以有效提高防水能力，对于路灯安装场合，也有和路灯一体化防水的结构设计。