有效投影面积 (EPA)
概述
摄像机(包括其支架)的有效投影面积 (EPA) 可用于计算在不同风速和空气密度条件下,在不同室外场所安装的摄像机承受的风荷载。
您可以在数据表中找到安讯士摄像机和支架的 EPA 值,也可以向安讯士支持人员索取这些信息。给出的数值为最差情形下的近似值。
引言
在计算室外安装(例如立杆支架或栏杆支架)场所中摄像机的风致荷载时,需要用到摄像机(包括其支架)的 EPA 值。您可以在数据表中找到安讯士摄像机和支架的 EPA 值,也可以向安讯士支持人员索取这些信息。
本白皮书简要介绍了安讯士如何计算 EPA 值以及如何使用它们来确定近似风荷载。
背景 – 室外摄像机安装的风荷载
在室外安装摄像机时,了解预期的风荷载非常重要。这使您可以确保安装足够坚固,并能采用合适的立杆尺寸、正确尺寸的螺栓连接等等。采用正确的安装类型还可以显著减少风荷载对摄像机的影响。这对于使用光学变焦来监视远处物体的摄像机尤其重要,因为这类摄像机在变焦放大时对振动更为敏感。
摄像机上的风致力受多种因素影响。其中两个因素(风速和空气密度)取决于安装环境,而另两个因素(摄像机尺寸和摄像机的阻力系数)则取决于摄像机的物理特性。这些物理特性共同定义了 EPA。
为了准确计算风荷载,您还需要考虑其他一些更复杂的风因数,例如:固有频率和涡旋脱落。虽然未在本文中提及,但这些因数对于关键安装场所可能有重要影响。
风荷载(阻力)方程
物体受到的阻力 (FD) 取决于物体的正面面积 (A)(即横截面)、物体的阻力系数 (Cd)、空气密度 (ρ) 和风速 (v)。阻力的单位为牛顿 (N),计算方式如下:

空气密度 (ρ):空气密度与大气压一样,随着海拔升高而降低。空气密度也随着大气压力、温度和湿度的变化而变化。在计算阻力时,空气密度通常取值为 1.2 kg/m3,也就是在海平面温度为15 ℃时的大气压。
风速 (v):在计算阻力时,风速被计算两次(即v2),这意味着它对阻力的影响非常大。风速的单位是米/秒 (m/s)。
正面面积 (A):选择正面面积作为物体的最大横截面表示假设了最差的风向条件。正面面积的单位是平方米 (m2)。
阻力系数 (Cd):阻力系数是一个无因次量,可用于量化物体(如摄像机或支架)在流体环境(如空气)中受到的阻力(拖曳力)。阻力系数根据物体形状和风向而变化,并且只能通过风洞进行准确测量。阻力系数越低(对于给定的物体尺寸),风阻越小。规则球体的 Cd 通常为 0.47,而具有相同横截面积的立方体的 Cd 通常为 1.05。

EPA – 一个不受周围环境影响的测量值
EPA 取决于阻力方程中的两个与环境无关的因数:
有效投影面积 = Cd A
摄像机及其支架的总 EPA 是通过将摄像机的 EPA 与支架的 EPA 相加得出。了解特定摄像机/支架组合的 EPA 可以计算在不同风速和空气密度条件下的不同安装地点的风致载荷。
安讯士如何确定 EPA 值
安讯士摄像机和支架的 EPA 值始终按阻力系数 1 计算。这是假设在最差条件下的近似值。实际上,安讯士摄像机的阻力系数相对较小,但根据摄像机的安装方式,风荷载仍可能因振动或安装选项不充分而影响监控效果。
通过选择正面面积值作为摄像机或支架的最大横截面,即表示我们在计算时假设了最差的风向条件。因为阻力系数 (Cd) 值取 1,所以摄像机或支架的 EPA 与最大横截面相同,以平方米 (m2) 为计算单位。
示例:确定摄像机安装的风荷载
插图显示的是安装在 AXIS T91G61 Wall Mount 墙装支架上的 AXIS Q6315-LE PTZ Network Camera。安装后的总 EPA 是摄像机的 EPA 和支架的 EPA 之和。

取 1.2 kg/m3 的空气密度值,通过阻力方程式进行计算,安装后的风荷载为:
- 在风速为 5 m/s 时约为 1.3 N。
- 在风速为 25 m/s 时约为 33 N。