红外窗透镜组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于红外窗的透镜组件(10)，当该透镜组件安装在壳体内的一孔中时，通过该透镜组件，可进行对壳体内设备的红外检查。该透镜组件包括红外传输窗格玻璃(11)，其具有两个大致相对的表面(14)；和一抵靠所述相对表面(14)中的一个的保护格栅(12)，该格栅具有一批穿过它而形成的孔(20)，所述孔使穿过窗格玻璃可对设备进行红外检查。第二保护格栅(12)可设置在该相对表面上，设有对正工具(21、32)以确保每个相对于另一个正确对正。
【专利说明】红外窗透镜组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于红外窗的透镜组件，更具体地说，涉及一种具有至少一个覆盖在透镜上的保护性格栅的透镜组件。
【背景技术】
[0002]已经知道使用红外相机来监控电子的或其他适合的设备。这样的设备通常位于壳体内，以将部件与周围环境隔离开一既为保护它们，也为了一般的安全考虑。因此，若为红外检查或温度测量而接近该设备，壳体应可拆除，或必须提供端口，通过这些端口可以观察部件。这些红外窗或端口必须配备有在红外波长范围内允许电磁辐射传送的材料制成的窗格玻璃。这样的端口能够观察该内容并阻止污染物进入。
[0003]不幸的是，制造这些窗格玻璃(或晶体)的材料的成本很高，如果要求高标准，则成本进一步增加。材料的高成本主要归因于它们能使红外电磁辐射穿过，但这些材料对它们遭遇的不利周围条件通常仅提供有限的抵抗。这样的不利条件导致透镜由于受到冲击或进水而损坏，经常被壳体内空气传播的物质，以及在壳体外侧上出现在透镜上的设备，尤其是红外/热影像照相机等损坏。赃物和油脂聚集在擦痕中最终影响红外测量和温度计算的精度。通常监测周期性地进行，而不是持续进行，在大多数时间，该红外窗或端口用作昂贵的防污器。
[0004]当前的观察用窗格玻璃通常由可溶于水并易碎的氟化钙((?^)制成。红外传输聚合体也被使用，但这也易碎，其不用适于在其中要经常被使用的工业环境。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种红外窗透镜组件，其包括可保护窗格玻璃不被损坏的工具，从而使窗格玻璃减少被擦伤或损坏的可能性。本发明的另一目的是提供一种红外窗透镜组件，其限制任何仍然发生在窗格玻璃局部区域的损坏，而其余处保持其功能。
[0006]根据本发明，提供一种红外窗透镜组件，当透镜组件安装在壳体内的一孔中时，通过该红外窗透镜组件进行壳体内设备的红外检查，该透镜组件包括:
[0007]-红外传输窗格玻璃，其具有两个通常相对的表面；以及
[0008]-第一保护格栅，其靠置在所述相对表面中的一个上，并具有一批穿过其形成的孔，所述孔允许穿过该窗格玻璃对设备进行红外检查。
[0009]所述相对表面中的一个位于朝向壳体内部，另一个位于朝向壳体外部。所述第一格栅可根据壳体内外部的条件设置在所述相对表面的任一个上，但通常设置在外侧上，因其通常最容易损坏。优选地，一第二格栅，与第一格栅类似或基本相同，设置在窗格玻璃的另一表面上，从而窗格玻璃得到装备以抵御在壳体的内部和外部存在的不利条件。这样的条件可包括碎片、移动可与窗格玻璃接触的设备，以及内外环境之间的压力差。
[0010]所述孔的一种优选布置是所有孔的大小和形状相等，更优选的是，每个孔的形状都是规则的多边形，边长相等。这种形状的一批孔在外观上和红外透射率上是统一的。所述格栅的特征，例如孔的形状、孔的尺寸以及孔之间的间隔，对于大多数应用来说非常重要，因为它们与组件的强度和穿过其的电磁辐射传输有关。因此，根据该红外窗透镜组件的应用，可能存在最适宜的孔尺寸和间隔尺寸，因为一些可能要求特别的强度，其他应用需要特别的传输质量。然而，为实现最适宜的强度和传输，孔优选具有相同的尺寸和形状。
[0011]最优选的是这些孔的形状是棋盘形布置的，这样两个相邻孔通过一窄带分隔开。这种布置使相邻孔之间的所有带能够具有统一的厚度，该厚度在整批孔中提供统一的强度和传输。所述孔可以是棋盘形布置的不同形状的结合，例如八角形和正方形，或者可以是相似的棋盘形布置的形状，例如六角形、正方形或三角形。优选这些孔都是六角形的，因为这在强度和传输之间提供了良好的平衡，而不管红外影像照相机方位如何。
[0012]优选该透镜组件被支撑在一框架中，该框架适于安装于在壳体中形成的一孔中；否则该组件可被直接支撑在该孔中。优选地，在第一格栅和第二格栅上使用对正工具，以使第一格栅的孔与第二格栅的孔对正。这可采用不同的形式，包括形成在第一和第二格栅周边相同位置的凹槽，其与壳体或框架上的突起相接合，如果存在的话。或者，该第一和第二工具可装备有补充结构，以确保孔在所述结构相互配合时对正。
[0013]优选地，窗格玻璃由能够使电磁辐射在红外范围穿过的材料制成。在一种结构中，窗格玻璃由不溶于水的红外传输聚合体制成。在另一可选结构中，窗格玻璃由例如的红外传输晶体制成。
[0014]格栅可由展示出足够结构强度以给窗格玻璃提供足够的机械保护和支撑的一种材料或多种材料的结合制成。格栅或每个格栅的框架可有利地由铝或其他有色金属制成，更优选的是，此框架可用塑料涂覆。
[0015]本发明还提供一种红外窗,包括一适于安装在一壳体中的孔内或该孔上的框架，以及前面所描述的透镜组件。这样的红外窗可具有一安装在该框架上的盖以在不使用时保护该透镜组件。可以有外盖和内盖，外盖位于壳体的外部，内盖位于壳体的内部。这样的外盖和内盖可相互连接，安装在框架上或邻近框架安装，并设置为在一关闭位置和一打开位置之间一致地移动，在关闭位置，透镜基本上隐蔽起来，而在打开位置，透镜基本上可见。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更好地理解本发明，但仅作为例子，现将参照附图详细地描述一特定实施例，其中:
[0017]图1为根据本发明的用于红外窗的透镜组件的透视图；
[0018]图2为支撑该红外窗透镜组件的框架的主视图；
[0019]图3为整个红外窗的透视图，包括图1中的透镜组件。
【具体实施方式】
[0020]参照所有图1至图3，可以看到通常表示为10的红外窗透镜组件，其包括一窗格玻璃11，以及第一和第二格栅12、13。窗格玻璃11是一个圆盘，其具有相对的前和后平表面14以及圆周边缘表面15。窗格玻璃11由聚合的或晶体的材料制成，所述材料使电磁辐射的通路可在红外范围内从中穿过。第一和第二格栅12、13基本相同，并包含具有相对的前、后表面16以及圆周边缘18的圆盘。一批六角形孔20轴向穿过每个第一和第二格栅12、13而形成。所有的孔20基本上尺寸相同，间隔距离均等，并以棋盘形布置。
[0021〕 第一和第二格栅12、13设置为抵靠窗格玻璃11的相对的平表面14，从而形成透镜组件10。一凹槽21位于每个第一和第二格栅12、13的周边上以及窗格玻璃11的周边上。第一和第二格栅12、13上的两个凹槽21相对于它们各自的六角形孔位于相同的位置。这确保每个格栅的孔在组装时对正，因为不对正将增加红外检查的视觉障碍。
[0022]图2和图3显示前述的组装为完整层叠结构并位于用于支撑的框架中的该透镜组件。这些图显示一大致环形的框架25，其具有同心的内、外圆周表面26、27，以及相对的内、外表面28、29。内圆周表面26限定一孔30，透镜组件10位于该孔30中，该透镜组件10被设置为抵靠在一从所述内圆周表面26向内延伸的环形法兰31上。一个小的突起32从内圆周表面26径向向内延伸，并从环形法兰31轴向延伸，其将与透镜组件10的对正的凹槽21接合。突起32与凹槽21的内接合确保透镜组件10无法相对于框架25旋转，并且第一格栅12与第二格栅13无法相对于彼此旋转。
[0023]现参照图3，其显示一可能的红外窗组件的例子，包括透镜组件10、框架25和其他部件。一保持环33设置为抵靠所述框架的内表面28定位，并使透镜组件保持就位。框架25、透镜组件10和保持环33可位于一形成在壳体(未示出)中的孔(未示出)内，该壳体包含要被观察的物体。一外环35位于壳体的外部，并安装到框架25的外表面29上。一相似的内环36位于壳体的内部，并安装为覆盖保持环33。外环35、内环36以及保持环33通过例如螺钉(未示出)或类似紧固件等适合的工具固定到框架25上。
[0024]外盖和内盖37、38安装在框架上以在透镜组件不使用时对其进行保护。盖37和38相互连接并安装在框架上或与框架邻近安装，并设置为在一关闭位置与一打开位置之间一致地移动，其中在关闭位置，透镜组件基本上隐藏起来，而在打开位置，透镜组件基本上是可见的。
[0025]所述盖在打开和关闭位置时都可保持在框架平面中，但它们也可在它们打开时同时向相反的方向移出该平面。优选地，所述盖可枢转地安装在框架上，并在打开和关闭位置之间一致地旋转。所述盖可以通过一轴向延伸的销(未示出)可旋转地安装到框架上，所述销位于穿过框架同轴形成的孔(也未示出)中。这将使盖可同时围绕该销旋转而打开。所述盖可适于共同横向滑动以盖上或不盖该透镜。可在框架上提供锁定工具以将盖固定在它们的关闭结构中。
【权利要求】
1.一种红外窗,包括: 适于安装在一壳体中的孔中的框架，所述壳体包含将进行红外检查的设备；和 红外窗透镜组件，当所述框架安装在所述孔中时，通过该红外窗透镜组件可进行壳体内的设备的红外检查，该红外窗透镜组件具有可释放地支撑在所述框架中的层叠结构，所述层叠结构包括: 由红外透光材料形成的观察窗格玻璃，所述窗格玻璃具有两个大致相对的表面； 第一保护格栅，该第一保护格栅抵靠所述相对表面中的一个，以对所述窗格玻璃提供机械保护和支撑，所述第一保护格栅具有一批穿过其形成的孔，所述孔使得通过该窗格玻璃能够从所述壳体外侧对该壳体内的设备进行红外检查；以及 设置在所述相对表面中的另一个上的大致相似的第二保护格栅。
2.根据权利要求1所述的红外窗，其中所述孔具有相同的尺寸和形状，并布置为规则的排列。
3.根据权利要求1或2所述的红外窗，其中每个孔为边长相等的多边形。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的红外窗，其中所述孔均为三角形、矩形或六边形。
5.根据前述权利要求1-4中任何一项所述的红外窗，其中所述孔设置为棋盘形布置，以使两个相邻的孔通过一窄带间隔开。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的红外窗，其中在所述第一保护格栅与所述第二保护格栅上设置有对正工具，以使所述第一保护格栅的孔与所述第二保护格栅的孔对正。
7.根据权利要求6所述的红外窗，其中所述对正工具包括在所述第一保护格栅与所述第二保护格栅的周边上的相同位置中形成的一凹槽，该凹槽与设置在所述框架上的一突起相接合。
8.根据权利要求6所述的红外窗，其中所述对正工具包括在所述第一保护格栅与所述第二保护格栅上的互补结构，所述互补结构设置为当所述互补结构相互配合时确保所述孔对正。
9.根据权利要求1-8中任何一项所述的红外窗,其中所述窗格玻璃由聚合体制成，电磁辐射通过该聚合体在红外范围内可以传输。
10.根据权利要求1-8中任何一项所述的红外窗，其中所述窗格玻璃由晶体材料制成，电磁辐射通过该晶体材料在红外范围内可以传输。
11.根据前述权利要求1-10中任何一项所述的红外窗，其中每个所述保护格栅均由铝制成并涂以塑料。
12.根据权利要求1-11中任何一项所述的红外窗，其中在所述框架上还安装一盖，以在该透镜组件不使用时保护该透镜组件。
13.根据权利要求1-12中任何一项所述的红外窗，其中设有外盖和内盖，所述外盖位于该壳体的外部，所述内盖位于该壳体的内部；所述盖相互连接并安装在所述框架上或邻近所述框架安装，并设置为在一关闭位置与一打开位置之间一致移动，在该关闭位置，透镜基本上隐藏，在该打开位置，透镜基本上可见。
【文档编号】G02B7/02GK104391365SQ201410612535
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2008年3月19日 优先权日:2007年3月20日
【发明者】马丁·罗宾森 申请人:马丁·罗宾森