專利名稱：攝像機保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型為工業窯爐電視監視系統外窺式攝像機的保護裝置。
現有技術中，監視工業窯爐煅燒情況的攝像裝置有內窺式和外窺式兩種。內窺式攝像機保護裝置技術可見中國專利CN87202403u。外窺式攝像機保護裝置技術可參考安徽寧國水泥廠使用的日本三菱公司B4101型水冷式攝像機外殼(見
圖1)，這種外殼的主體是一只雙層園柱筒式結構的保護套(1)，中間夾層容納冷卻水，保護套(1)上有進水口(2)和出水口(3)，保護套(1)前端面依次安裝著墊圈(4)、鋼化玻璃鏡片(5)、墊圈(6)和園錐形氣室(7)，氣室(7)上連接有進氣口(8)，墊圈(9)、鋼化玻璃鏡片(10)、墊圈(11)和法蘭盤(12)依次裝入氣室(7)內，卡在氣室(7)內底面的凸邊上，螺釘通過法蘭盤(12)和氣室(7)內底面凸邊上的通孔，擰入保護套(1)端面的螺紋孔內，將各零件安裝在保護套(1)的端面上，攝像機安裝在保護套(1)的內部。壓縮空氣從進氣口(8)進入氣室(7)內外壁之間的氣腔，并從氣室(7)內壁上分布的出氣孔中噴出。現有技術的缺欠是一、僅采用水、氣冷卻方式，沒有采用光能吸收技術和半導體制冷技術，窯爐內大量紅外射線通過攝像口向攝像機和保護套內部幅射，使溫度升高，然后再通過冷卻水把熱量帶走，屬于被動型降溫，在環境溫度高的場合使用，仍會影響攝像機的正常工作；二、攝像口除壓縮空氣防塵以外，尚無進一步的防塵設施，因此在粉塵密度較高的環境中使用時，攝像鏡頭外面的保護玻璃仍會積灰，需要經常擦拭，為阻擋和隔離粉塵，目前往往在外窺式攝像裝置與窯爐觀察孔之間加上一塊石英玻璃或鋼化玻璃，但由于石英玻璃不耐腐蝕，鋼化玻璃耐熱程度不夠，因此效果并不理想。此外，CN87202403U提供的保護裝置，采用石英玻璃作為攝像鏡頭外面的保護玻璃，故不宜在堿性氣氛環境中使用。
本實用新型的目的是設計一種能夠克服現有技術上列缺欠的外窺式攝像機保護裝置。
本實用新型的技術方案如下所述。
本實用新型由保護套、水冷機構、半導體制冷機構、光學鏡片機構、氣冷機構和頻閃機構等組成。保護套(1)采用雙層園柱筒式結構，冷卻水在夾層中流動。保護套(1)內安裝攝像機(2)和半導體制冷機構(15)。半導體制冷塊(18)冷端面連接散熱片(20)，熱端面直接或間接地連接在保護套(1)上，保護套(1)內安裝一只溫度傳感器(25)，當溫度升高到臨界溫度T1時，溫度傳感器(25)控制執行電路接通電源，半導體制冷塊(18)開始制冷。當溫度下降到臨界溫度T1以下時，溫度傳感器(25)控制執行電路斷開電源，半導體制冷塊(18)停止工作。在半導體制冷塊(18)的熱端面的連接件上安裝著溫度繼電器(21)，其兩端電極串接在半導體制冷塊(18)的電源電路中，當熱端面溫度達到臨界溫度T2時，說明半導體制冷塊(18)處于過熱狀態，溫度繼電器(21)立即斷開電源，以保護半導體制冷塊(18)不被燒壞，當熱端面溫度降至臨界溫度T2以下時，溫度繼電器(21)接通電源。保護套(1)前端面(26)中央部位安裝光學鏡片機構，該機構可由內外兩層或更多層玻璃鏡片組成保護鏡片，各層保護鏡片，根據其作用不同，可分別使用鋼化玻璃、中灰玻璃(其作用是衰減可見光強度，以保證有適宜的可見光照度，滿足攝像機工作的需要)等各種類型的玻璃制作，特別是本實用新型采用單層或多層吸熱玻璃與其它種類玻璃搭配制成光學鏡片機構，其獨特的作用在于吸熱玻璃能夠有效地吸收熱輻射能量，阻止紅外射線向保護裝置內部輻射，起到主動隔熱作用。根據量子力學中維恩位移定律計算，煅燒溫度在1300～1800℃的工業窯爐，其熱輻射效應最強烈的光波波長約1500nm左右，而使用的吸熱玻璃對這一波長區段光波的吸收率幾乎達到100％，同時，根據不同需要經過特定處理后的吸熱玻璃鏡片還能夠承受一定高溫的灼烤和酸堿氣氛的腐蝕。內外層鏡片之間的空氣夾層是良好的熱傳導隔離介質。外層保護鏡片的外面安裝氣冷機構，壓縮空氣由入口(7)進入雙園錐形氣室內外壁之間的氣腔(8)中，然后從均勻分布在內園錐面上的氣孔(9)中噴出，以一定的角度噴向外層鏡片(4)，氣流在外層鏡片(4)的外平面上由園周向中心匯攏，形成一層氣幕，并反彈出來，通過外園錐喇叭口向外噴出，吹走熱量和粉塵。在氣冷機構外側，安裝頻閃機構，由電動機(10)驅動葉輪(11)，葉輪(11)上安裝著葉片(12)，電動機旋轉，帶動葉輪(11)旋轉，葉片(12)以一定的角頻率在攝像口外轉動，從而阻隔粉塵，減少粉塵對保護鏡片外表面的沾污，同時也在一定程度起到隔溫作用。
圖1為現有技術中日本三菱公司B4101型水冷式攝像機外殼結構示意圖。
圖2為本實用新型結構圖。
圖3為圖2的A－A剖視圖，表示了本實用新型半導體制冷機構的結構。
圖4為圖3的B－B剖視圖。
圖5為本實用新型光學鏡片機構和氣冷機構的結構圖。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述。
本實用新型的保護套(1)采用金屬材料制成雙層園柱筒形結構，保護套(1)上連接有進水口和出水口。由于保護套(1)前端面(26)接受的熱輻射能量大、溫度高，而且冷卻水在前端面(26)內流動不暢，因此本實施例的前端面(26)夾層與保護套(1)夾層隔斷，采用獨立夾層結構，并另設進水口(27)和出水口(28)，這樣設計可改善前端面(26)的冷卻效果。橡膠墊圈(29)和內層鏡片(3)安裝在前端面(26)上，內層鏡片(3)的外側園周邊緣部用雙園錐形氣室的外殼(5)壓緊，外殼(5)用螺釘(31)固定在前端面(26)上。外殼(5)上連接有進氣孔(7)。外層鏡片(4)、橡膠墊圈(30)、金屬墊圈(33)依次安裝在園錐形氣室的內殼(6)的底面，用螺釘(34)緊固。內殼(6)用螺釘(32)固定在外殼(5)上。外殼(5)和內殼(6)之間形成一氣腔(8)，內殼(6)的內園錐面上均勻分布著與氣腔(8)相通的通氣孔(9)，通氣孔(9)軸線與外層鏡片(4)平面的夾角為10°到60°。頻閃機構的結構是，電動機(10)安裝在保護套(1)上，電動機軸上安裝葉輪(11)，葉輪(11)上連接有兩片或兩片以上的葉片(12)，葉輪(11)由電動機(10)驅動。為安全起見，葉片(12)用罩殼(13)罩住，罩殼(13)上與攝像口對應的部份開有攝像孔(14)。本實施例采用每分鐘3000轉的交流電動機驅動頻閃機構。半導體制冷機構的結構，保護套(1)上設計有一平臺(16)，平臺(16)的下面連接鋁板(17)，鋁板(17)的下面，一頭用螺釘(22)固定著溫度繼電器(21)，另一頭連接著半導體制冷塊(18)的熱端面，半導體制冷塊(18)的冷端面連接著叉指式散熱器(20)，螺釘(24)把鋁板(17)、半導體制冷塊(18)和叉指式散熱器(20)固定在平臺(16)上。溫度繼電器(21)的引線腳為(23)，半導體制冷(18)的引出線為(19)。為減少熱阻，增強導熱效果，半導體制冷塊(18)冷熱兩個端面與其它零件的接觸面上，均涂有導熱硅脂。為在保護套(1)內造成空氣對流，增強制冷效果，可利用冷空氣下沉的特點，將半導體制冷塊(18)安裝在保護套(1)內壁的上部。本實施例采用熱敏電阻或雙金屬片溫度傳感器作為溫度傳感器(25)，安裝在保護套(1)內靠近攝像機的部位，所設定的臨界溫度T1為35℃，臨界溫度T2為75℃，使用的半導體制冷塊(18)為美國VN10127LP／N型產品。
本實用新型具有以下特點一、應用光學吸熱新技術作為主要的抗高溫措施，采用吸熱玻璃作為攝像口保護鏡片，大量吸收熱輻射能量，主動隔熱，有效地避免了紅外射線通過攝像口直接向攝像機內部大量輻射的缺欠，可延長攝像機的使用壽命；二、增加半導體制冷方式，增強了降溫效果，基本保證了攝像機在恒溫條件下工作，因此即使是在環境溫度較高的場所使用，也能保證正常工作；三、不使用石英玻璃，因此有一定的耐蝕性，可在酸，堿氣氛中使用；四、采用了頻閃機構防塵，克服了玻璃積灰問題，可在高粉塵環境中使用；五、以吸熱玻璃吸收熱能為主要降溫措施，可節省水、氣；六、結構簡單，安裝調試比較方便，并且使用三可變鏡頭，觀察景深范圍大，可廣泛應用于建材、治金、電力、化工等行業的高溫窯爐上。
權利要求1.一種用于工業窯爐電視監視系統外窺式攝像機的保護裝置，它有一個保護套，保護套前端安裝著由單層或多層玻璃鏡片組成的光學鏡片機構，光學鏡片機構之間安裝有氣室。本實用新型的特征是光學鏡片機構中，至少有一層保護鏡片采用吸熱玻璃制作，保護套(1)內設計有半導體制冷機構，半導體制冷塊(18)的冷端面連接散熱片(20)，熱端面直接或間接地連接在保護套(1)上，溫度傳感器(25)安裝在保護套(1)內，溫度傳感器(25)根據設定的監界溫度T1，通過執行電路控制半導體制冷塊(18)進行制冷或停止制冷，溫度繼電器(21)通過連接件安裝在半導體制冷塊(18)的熱端面上，其兩端電極串接在半導體制冷塊(18)的電源電路中，溫度繼電器(21)根據設定的臨界溫度T2，接通或切斷半導體制冷塊(18)的電源；氣室內腔為雙園錐形，其中內園錐面上開有氣孔(9)；攝像口前裝有葉片(12)頻閃裝置，安裝在保護套(1)上的電動機(10)驅動葉片(12)轉動；保護套(1)前端面(26)的夾層與保護套(1)的夾層隔斷，并另設進、出水口。
2.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于所述的半導體制冷機構的具體結構是保護套(1)上設計有一平臺(16)，平臺(16)的下面連接鋁板(17)，鋁板(17)的一頭用螺釘(22)固定著溫度繼電器(21)，另一頭連接著半導體制冷塊(18)的熱端面，半導體制冷(18)的冷端面連接著叉指式散熱器(20)，螺釘(24)把鋁板(17)、半導體制冷塊(18)和叉指式散熱器(20)固定在平臺(16)上。
3.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于，所述的半導體制冷機構中控制半導體制冷塊(18)進行制冷或停止制冷的臨界溫度T1為35℃。
4.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于，所述的溫度繼電器(21)接通或切斷半導體制冷塊(18)電源的臨界溫度T2為75℃。
5.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于，所述的內園錐面上通氣孔(9)的軸心線與外層鏡片(4)平面的夾角為10℃到60℃。
6.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于，所述的吸熱玻璃保護鏡片(4)經過鋼化處理。
專利摘要一種用于工業窯爐電視監視系統外窺式攝像機的保護裝置。該裝置的攝像口采用吸熱玻璃作保護鏡片，可吸收熱輻射能量和承受酸堿氣氛的腐蝕；保護套除采用水、氣冷卻外，還設計有半導體制冷機構，增強了降溫效果；攝像口前設計有葉片頻閃機構，可防止粉塵對鏡片的玷污。該裝置能夠在環境溫度較高，有酸堿氣氛和工業粉塵的場所正常使用。該裝置還具有結構簡單，安裝調試方便，節約水、氣等優點，可廣泛應用于建材、冶金、電力、化工等行業的高溫窯爐上。
文檔編號H04N5/225GK2039888SQ8821771
公開日1989年6月21日 申請日期1988年11月16日 優先權日1988年11月16日
發明者聶恒生, 李光偉, 陸斌, 吳壽良 申請人:國家建材局無錫自控設備研究設計所