一种耐高温监测系统的制作方法

本发明涉及消防机器人、耐高温监控设备技术领域，特别是涉及一种用于高温环境的耐高温监测系统。

背景技术：

在火场或高温环境中的实时成像一直是业界难以解决的问题之一。常规镜头的最高工作温度一般不高于80℃，在火场环境中，高温环境产生的强热辐射会迅速加热镜头及相机，温度过高会出现镜头胶合失效、镜身将镜片挤裂、相机烧毁等损坏镜头和相机的现象。现有很多使用者将水冷管缠绕在镜头附近对镜头进行冷却，但由于镜头周围空间有限、冷却功率较小的缘故，在火场环境中该类镜头的水冷管内冷却液温度会迅速升高，达到沸点后使水冷管道内压力增大，当达到水冷管道的极限耐压压力时便会炸裂。而火场内环境温度一般在800℃以上，持续燃烧时间较长的火场温度甚至可以达到1000℃以上，远远超出现有水冷镜头的耐温极限。因此，需要对探测系统进行特殊处理才能使其在火场或高温环境中实时成像。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温监测系统，能在1000℃火场或高温环境下持续实时成像，可以搭载在消防机器人上在火场或高温环境内移动成像，也可以固定在某处作为耐高温监视器，持续工作时间达30分钟以上。

为实现上述目的，本发明提供的一种耐高温监测系统，包括，探测系统、第一隔热层、第二隔热层、内壳、中壳以及外壳，其中，

所述探测系统，位于所述内壳内部；

所述第一隔热层设置在所述外壳和所述中壳之间；

所述第二隔热层设置在所述中壳与所述内壳之间。

进一步地，所述探测系统，进一步包括，相机和镜头，其中，

所述镜头与所述相机位于所述内壳内部，所述镜头与所述相机相连接。

进一步地，所述耐高温监测系统还包括水冷系统；所述水冷系统，位于所述内壳内部，进一步包括，镜筒、水冷管，其中，

所述水冷管缠绕在所述镜筒上；

所述镜筒固定在所述相机和所述内壳上。

进一步地，所述耐高温监测系统还包括滤光组件；所述滤光组件，进一步包括，外壳光学玻璃、中壳光学玻璃、内壳滤光片，其中，

所述外壳光学玻璃材质为耐高温石英玻璃，固定于所述外壳上；

所述中壳光学玻璃材质为耐高温石英玻璃，固定于所述中壳上；

所述内壳滤光片为带通滤光片，固定于所述内壳上；

所述外壳光学玻璃和所述内壳滤光片之间具有光路。

进一步地，所述第一隔热层，进一步包括，第一隔热材料、第二隔热材料，其中，

所述第二隔热材料为气凝胶毡，位于所述中壳的外部；

所述第一隔热材料为微孔绝热板，位于所述第二隔热材料外部。

进一步地，所述第二隔热层为气凝胶毡。

进一步地，所述外壳为不锈钢材质，其外表面喷涂抗氧化涂层。

进一步地，所述耐高温监测系统还包括支架；所述支架，位于所述中壳和所述第一隔热层之间，与所述中壳通过轴连接；所述中壳以所述支架为支撑进行俯仰运动。

本发明能在1000℃火场或高温环境下持续实时成像30分钟。首先导热系数较低的微孔绝热板和气凝胶毡可以隔绝外界向内部传递的大部分热量，保持内部环境温度在40℃以内；另一方面，由于光路的存在和所述中壳的转动需求，所述中壳前方为开放空间，外界热量极易通过热对流的方式传递至所述中壳，因此在所述中壳和所述内壳间填充气凝胶毡来隔绝这部分热量；高温热源直接辐射镜头，且镜头前方无法使用隔热材料隔绝热量，本发明采用热反射的方式将工作波段外的光线反射至探测系统外，只通过工作波段的光线。通过这三种方式，仅有少量热量传递至内部，此时通过水冷管将这些热量带走，避免内部超温。

本发明首次对在高温火场环境中进行实时成像提出解决方案。其突出意义在于：可以长时间进入消防设备及人员难以到达的高温环境中完成探测、侦查、寻找危险点和被困人员等任务，缩短被困人员营救时间，同时由于消防官兵远程隔离操作，该耐高温镜头对火灾被困人员和消防官兵的人身安全提供了坚实的保障，具有重要意义。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的实施方式的耐高温监测系统的组成示意图；

图2为根据本发明的实施方式的图1所示的耐高温监测系统的剖视图；

图3为根据本发明的实施方式的图1所示的耐高温监测系统的又一剖视图。

图中，101-外壳；102-探测系统；103-水冷系统；104-滤光组件；105-支架；201-第一隔热层；202-中壳；203-相机；204-第二隔热层；205-内壳；207-外壳光学玻璃；208-镜筒；209-中壳光学玻璃；210-内壳滤光片；211-镜头；212-水冷管；314-通线槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的实施方式的耐高温监测系统的组成示意图（为方便表达，隔热层未标示），图2为根据本发明的实施方式的图1所示的耐高温监测系统的剖视图，图3为根据本发明的实施方式的图1所示的耐高温监测系统的又一剖视图，如图1-3所示，本发明的耐高温监测系统，包括，外壳101，探测系统102，水冷系统103，滤光组件104，支架105，中壳202，内壳205，第一隔热层201和第二隔热层204。

其中探测系统102，包括相机203、镜头211。相机与镜头间通过相机自带螺纹连接，相机203、镜头211位于内壳205内部。

水冷系统103，包括镜筒208和水冷管212。镜筒固定在内壳205上，与镜头211、水冷管212螺旋线保持同心，水冷管212缠绕于镜筒208上。

滤光组件104包括外壳光学玻璃207、中壳光学玻璃209、内壳滤光片210。外壳光学玻璃207和所述内壳滤光片210间的空间为光路。外壳光学玻璃207、中壳光学玻璃209、内壳滤光片210，依次布置在光路上。其中，外壳光学玻璃207与外壳101固连，中壳光学玻璃209与中壳202固连，内壳滤光片210与内壳205固连。内壳滤光片210为一层高反带通滤光片，其对工作波长光线具有高透过率，对其它波长光线具有高反射率。

支架105，位于第一隔热层201和中壳202之间。中壳202与支架105之间为轴连接，使中壳202以支架105为支撑进行俯仰运动。

如图2所示，第一隔热层201位于外壳101与中壳202之间，包括：第一隔热材料和第二隔热材料。第一隔热材料为微孔绝热板，作为第一隔热层201的外层，厚度可以为10-100mm；第二隔热材料为气凝胶毡，作为第一隔热层201的内层，厚度为10-50mm。

第二隔热层204位于中壳202与内壳205之间，完全填充有第二隔热材料，第二隔热材料为气凝胶毡。在内壳205的内部空间中，分布相机203、镜头211、镜筒208、水冷管212等部件。中壳202及内部结构通过支架105和轴可以进行俯仰运动。电缆、水冷管212等通过通线槽314与消防机器人或固定平台相连。光路为以镜头端面为起点的四棱锥形。

可以将本发明的耐高温监测系统安装在耐高温消防机器人上，水冷管道和电缆等管线与机器人相连，并跟随机器人在高温环境中运动。也可以安装在箱式电炉、模拟火场、金属冶炼平台等固定场所，监控高温目标。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。