一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统

本技术涉及一种摄像装置热控系统，具体涉及一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统。

背景技术：

1、摄像装置延伸了人类的眼睛，可以帮助人类监测到环境极端恶劣、人眼触及不到的地方，诸如低温医学系统中的液氮环境、液氧贮箱中的-183℃超低温等极端低温环境。

2、然而，普遍的摄像装置标准工作温度范围为-40℃～60℃，使其在极端低温环境下的成像监视受到了极大的限制；同时，某些时候需要摄像装置在极端低温环境下，或者极端低温环境且断电情况下能够进行较长时间的保存，并能够正常启动恢复工作，而断电情况下的摄像装置在极端低温环境下的生存能力十分有限，极端低温环境会造成摄像装置系统内部温度迅速下降，且远低于其能够工作的最低温度要求，容易造成装置不能正常启动甚至损坏。

3、现有技术中，对于极端低温环境的摄像装置的热控调节主要依靠保温和电加热的方式进行实现，该方法虽然能够实现目标温控要求但是需要完全依靠主动电加热进行实时调节，并且当需要断电较长时间的情形下的极端低温生存能力几乎无法实现，在该种工况下只能将摄像装置从极端低温环境下取出，恢复工作时再重新进行安装才能继续使用，在实际工作中存在诸多不便，使其对于应用场景和温度环境均受到较大限制。因此，提高摄像装置在极端低温环境的适应能力，扩展其监测成像的适用环境温度范围，实现极端低温环境、断电情况下的较长时段保温并正常恢复启动工作的能力，将对工业生产和技术进步带来十分重要的意义。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决现有用于极端低温环境的摄像装置完全依靠实时供电的电加热系统维持正常工作温度，或者需要较长时间断电保存时无法正常恢复启动工作，导致摄像装置在极端低温环境的应用受到较大限制的技术问题，而提供一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统。

2、本实用新型的技术解决方案为：

3、一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，包括外部壳体、电加热膜、隔热保温层、设置在外部壳体前端的窗口玻璃组件、设置在外部壳体后端的后盖、至少一个温度传感器和系统电源，其特殊之处在于：

4、还包括相变温控组件；

5、所述相变温控组件包括相变材料、设置在外部壳体内的相变封装盒体，以及依次由内至外设置在相变封装盒体后端的相变封装盖和相变盒盖；相变封装盒体内用于固定安装摄像装置；

6、所述相变封装盒体为环形空心壳体，其内壁和外壁之间形成环形腔；

7、所述相变材料填充在环形腔内，且填充率为90％～95％；

8、所述相变材料的相变温度在摄像装置标准工作温度范围的中位值或中位值偏上20℃～30℃；

9、所述电加热膜粘贴于相变封装盒体的外壁表面；

10、所述隔热保温层填充在电加热膜、相变封装盖、相变盒盖与外部壳体之间的空隙处，相变封装盒体前端与外部壳体之间的空隙处，以及相变封装盖、相变盒盖与后盖之间的空隙处；

11、所述至少一个温度传感器设置在相变封装盒体中部的内壁上；

12、所述相变封装盒体与相变封装盖之间设置有密封组件；

13、所述相变材料的厚度和隔热保温层的厚度根据摄像装置所需被动保温时长和外部环境温度确定；

14、所述系统电源与电加热膜、温度传感器以及摄像装置电连接，用以对电加热膜、温度传感器以及摄像装置进行外部供电。

15、进一步地，所述相变材料为二十烷。

16、进一步地，所述相变材料厚度为15mm，隔热保温层的厚度为8mm，应用于摄像装置标准工作温度范围为-40℃～60℃，外界环境温度为-193℃～-100℃。

17、进一步地，所述窗口玻璃组件包括主窗口玻璃压盖、主窗口玻璃、次窗口玻璃、次窗口玻璃压圈；所述外部壳体的前端由内至外依次设置有相配合的主窗口玻璃安装孔和窗口压圈安装孔，主窗口玻璃设置于主窗口玻璃安装孔内，主窗口玻璃压盖设置在窗口压圈安装孔内，主窗口玻璃通过主窗口玻璃压盖固定限位；所述相变封装盒体前端由内至外设置有相配合的次窗口玻璃安装孔和次窗口玻璃安装环，所述次窗口玻璃设置于次窗口玻璃安装孔内，所述次窗口玻璃压圈设置在次窗口玻璃安装环内，次窗口玻璃通过次窗口玻璃压圈锁紧固定在次窗口玻璃安装孔内。

18、进一步地，所述密封组件为两个密封铟丝；所述相变封装盒体后端端面沿径向由内至外设置两个密封槽一，相变封装盖上设置有分别与两个密封槽一相适配的两个密封槽二，两个密封槽一分别和两个密封槽二对应形成两个密封腔体，所述两个密封铟丝分别设置在两个密封腔体内。

19、进一步地，所述相变封装盖外围沿周向设置有多个连接凸台，所述外部壳体后端的内壁上设置有与多个连接凸台对应的多个相变连接凸台，多个连接凸台与多个相变连接凸台固定连接。

20、进一步地，还包括聚酰亚胺隔热组件；所述聚酰亚胺隔热组件包括第一聚酰亚胺隔热垫、第二聚酰亚胺隔热垫、第三聚酰亚胺隔热垫、第四聚酰亚胺隔热垫、第五聚酰亚胺隔热垫、第六聚酰亚胺隔热垫和第七聚酰亚胺隔热垫；所述相变封装盒体前端内壁设置有用于对摄像装置限位的摄像装置连接凸台；所述摄像装置连接凸台与摄像装置之间设置有适配的第一聚酰亚胺隔热垫；所述相变封装盖的多个连接凸台与外部壳体的多个相变连接凸台之间设置有适配的第二聚酰亚胺隔热垫；所述后盖与外部壳体后端之间设置有适配的第三聚酰亚胺隔热垫；所述相变封装盖与相变盒盖之间设置有适配的第四聚酰亚胺隔热垫；所述主窗口玻璃压盖与主窗口玻璃之间设置有适配的第五聚酰亚胺隔热垫；所述主窗口玻璃与外部壳体的主窗口玻璃安装孔处安装有适配的第六聚酰亚胺隔热垫；所述次窗口玻璃与相变封装盒体的次窗口玻璃安装环处安装适配的第七聚酰亚胺隔热垫。

21、进一步地，所述相变封装盒体后端设置有外连接螺纹，相变封装盖设置有与相变封装盒体外连接螺纹相适配的内连接螺纹，相变封装盒体与相变封装盖通过外连接螺纹和内连接螺纹连接；所述摄像装置连接凸台与摄像装置通过螺钉连接；所述多个连接凸台与多个相变连接凸台通过螺钉连接；所述后盖与外部壳体后端通过螺钉连接；所述相变封装盖与相变盒盖之间通过螺钉连接；所述主窗口玻璃压盖与窗口压圈安装孔通过螺钉连接；所述次窗口玻璃压圈外圆设置有外螺纹结构，次窗口玻璃安装孔设有与外螺纹结构相适配的内螺纹结构，次窗口玻璃压圈与次窗口玻璃安装孔通过螺纹连接。

22、进一步地，所述相变盒盖为圆盘型结构；所述隔热保温层为聚氨酯发泡材料；所述螺钉均采用绝热螺钉；所述外部壳体采用奥氏体不锈钢材料；所述后盖的内侧设置有与外部壳体相适配的圆环形凸台结构，圆环形凸台结构伸进外部壳体并与外部壳体接触；所述后盖的外侧外型为方形结构。

23、本实用新型的有益效果为：

24、1、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，将隔热保温层和电加热膜与相变温控组件相结合，相变温控组件中填充有相变材料，相变过程中吸收或释放热量时可维持系统温度恒定在相变温度附近，进而可实现温度波动小，温控时间长的被动保温效果，使摄像装置处于极端低温环境下能根据需要，在供电和断电两种模式下正常使用，有效的提高摄像装置对于极端低温环境的适应性，扩大了摄像装置在极端低温环境的适用温度范围。

25、2、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，可根据极端低温环境以及需要断电工况下的保温目标时长进行相应的厚度设计，使摄像装置可以满足在无热源进行主动加热的情况下进行长时间的且满足目标温度范围的保温需求，从而实现摄像系统在极端低温环境、无电源供电的工况下所难以实现的摄像装置目标温度区间控制问题。

26、3、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，选择相变温度在摄像装置标准工作温度范围的中位值偏上20℃～30℃的相变材料，温度偏高，可延长被动保温的时长。

27、4、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，相变材料201选择二十烷，二十烷的相变温度为36.7℃，在摄像装置正常工作温度区间-40℃～60℃的中位值偏上26.7度，很好的满足本实用新型相变材料的要求。

28、5、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，提供了摄像装置标准工作温度范围为-40℃～60℃，外界环境温度为-193℃～-100℃条件下相变材料和隔热保温层的厚度，在保证热控系统整体体积尽量小的同时保证摄像装置在极端低温环境的正常使用。

29、6、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，设置了两个窗口玻璃，进一步提高了摄像装置抵抗极端低温环境的能力。

30、7、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，相变封装盒体与相变封装盖之间设有两个密封铟丝，充分保证相变温控组件的密封保温性能。

31、8、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，相变温控组件与外部壳体通过连接凸台和相变连接凸台连接，方便安装和拆卸。

32、9、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，在所有螺钉连接的结合面处均设有聚酰亚胺隔热垫，很大程度减少部件之间的热传导现象，提升了热控系统的保温性能。

33、10、本实用新型一种用于极端低温环境的摄像装置热控系统，隔热保温层采用聚氨酯发泡材料，具有优异的保温防寒功能，且具有良好的防震功能，同时采用绝热螺钉，防止热量散失，提升保温性能。