专利名称：摄像机保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为工业窑炉电视监视系统外窥式摄像机的保护装置。
现有技术中，监视工业窑炉煅烧情况的摄像装置有内窥式和外窥式两种。内窥式摄像机保护装置技术可见中国专利CN87202403u。外窥式摄像机保护装置技术可参考安徽宁国水泥厂使用的日本三菱公司B4101型水冷式摄像机外壳(见
图1)，这种外壳的主体是一只双层园柱筒式结构的保护套(1)，中间夹层容纳冷却水，保护套(1)上有进水口(2)和出水口(3)，保护套(1)前端面依次安装着垫圈(4)、钢化玻璃镜片(5)、垫圈(6)和园锥形气室(7)，气室(7)上连接有进气口(8)，垫圈(9)、钢化玻璃镜片(10)、垫圈(11)和法兰盘(12)依次装入气室(7)内，卡在气室(7)内底面的凸边上，螺钉通过法兰盘(12)和气室(7)内底面凸边上的通孔，拧入保护套(1)端面的螺纹孔内，将各零件安装在保护套(1)的端面上，摄像机安装在保护套(1)的内部。压缩空气从进气口(8)进入气室(7)内外壁之间的气腔，并从气室(7)内壁上分布的出气孔中喷出。现有技术的缺欠是一、仅采用水、气冷却方式，没有采用光能吸收技术和半导体制冷技术，窑炉内大量红外射线通过摄像口向摄像机和保护套内部幅射，使温度升高，然后再通过冷却水把热量带走，属于被动型降温，在环境温度高的场合使用，仍会影响摄像机的正常工作；二、摄像口除压缩空气防尘以外，尚无进一步的防尘设施，因此在粉尘密度较高的环境中使用时，摄像镜头外面的保护玻璃仍会积灰，需要经常擦拭，为阻挡和隔离粉尘，目前往往在外窥式摄像装置与窑炉观察孔之间加上一块石英玻璃或钢化玻璃，但由于石英玻璃不耐腐蚀，钢化玻璃耐热程度不够，因此效果并不理想。此外，CN87202403U提供的保护装置，采用石英玻璃作为摄像镜头外面的保护玻璃，故不宜在碱性气氛环境中使用。
本实用新型的目的是设计一种能够克服现有技术上列缺欠的外窥式摄像机保护装置。
本实用新型的技术方案如下所述。
本实用新型由保护套、水冷机构、半导体制冷机构、光学镜片机构、气冷机构和频闪机构等组成。保护套(1)采用双层园柱筒式结构，冷却水在夹层中流动。保护套(1)内安装摄像机(2)和半导体制冷机构(15)。半导体制冷块(18)冷端面连接散热片(20)，热端面直接或间接地连接在保护套(1)上，保护套(1)内安装一只温度传感器(25)，当温度升高到临界温度T1时，温度传感器(25)控制执行电路接通电源，半导体制冷块(18)开始制冷。当温度下降到临界温度T1以下时，温度传感器(25)控制执行电路断开电源，半导体制冷块(18)停止工作。在半导体制冷块(18)的热端面的连接件上安装着温度继电器(21)，其两端电极串接在半导体制冷块(18)的电源电路中，当热端面温度达到临界温度T2时，说明半导体制冷块(18)处于过热状态，温度继电器(21)立即断开电源，以保护半导体制冷块(18)不被烧坏，当热端面温度降至临界温度T2以下时，温度继电器(21)接通电源。保护套(1)前端面(26)中央部位安装光学镜片机构，该机构可由内外两层或更多层玻璃镜片组成保护镜片，各层保护镜片，根据其作用不同，可分别使用钢化玻璃、中灰玻璃(其作用是衰减可见光强度，以保证有适宜的可见光照度，满足摄像机工作的需要)等各种类型的玻璃制作，特别是本实用新型采用单层或多层吸热玻璃与其它种类玻璃搭配制成光学镜片机构，其独特的作用在于吸热玻璃能够有效地吸收热辐射能量，阻止红外射线向保护装置内部辐射，起到主动隔热作用。根据量子力学中维恩位移定律计算，煅烧温度在1300～1800℃的工业窑炉，其热辐射效应最强烈的光波波长约1500nm左右，而使用的吸热玻璃对这一波长区段光波的吸收率几乎达到100％，同时，根据不同需要经过特定处理后的吸热玻璃镜片还能够承受一定高温的灼烤和酸碱气氛的腐蚀。内外层镜片之间的空气夹层是良好的热传导隔离介质。外层保护镜片的外面安装气冷机构，压缩空气由入口(7)进入双园锥形气室内外壁之间的气腔(8)中，然后从均匀分布在内园锥面上的气孔(9)中喷出，以一定的角度喷向外层镜片(4)，气流在外层镜片(4)的外平面上由园周向中心汇拢，形成一层气幕，并反弹出来，通过外园锥喇叭口向外喷出，吹走热量和粉尘。在气冷机构外侧，安装频闪机构，由电动机(10)驱动叶轮(11)，叶轮(11)上安装着叶片(12)，电动机旋转，带动叶轮(11)旋转，叶片(12)以一定的角频率在摄像口外转动，从而阻隔粉尘，减少粉尘对保护镜片外表面的沾污，同时也在一定程度起到隔温作用。
图1为现有技术中日本三菱公司B4101型水冷式摄像机外壳结构示意图。
图2为本实用新型结构图。
图3为图2的A－A剖视图，表示了本实用新型半导体制冷机构的结构。
图4为图3的B－B剖视图。
图5为本实用新型光学镜片机构和气冷机构的结构图。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。
本实用新型的保护套(1)采用金属材料制成双层园柱筒形结构，保护套(1)上连接有进水口和出水口。由于保护套(1)前端面(26)接受的热辐射能量大、温度高，而且冷却水在前端面(26)内流动不畅，因此本实施例的前端面(26)夹层与保护套(1)夹层隔断，采用独立夹层结构，并另设进水口(27)和出水口(28)，这样设计可改善前端面(26)的冷却效果。橡胶垫圈(29)和内层镜片(3)安装在前端面(26)上，内层镜片(3)的外侧园周边缘部用双园锥形气室的外壳(5)压紧，外壳(5)用螺钉(31)固定在前端面(26)上。外壳(5)上连接有进气孔(7)。外层镜片(4)、橡胶垫圈(30)、金属垫圈(33)依次安装在园锥形气室的内壳(6)的底面，用螺钉(34)紧固。内壳(6)用螺钉(32)固定在外壳(5)上。外壳(5)和内壳(6)之间形成一气腔(8)，内壳(6)的内园锥面上均匀分布着与气腔(8)相通的通气孔(9)，通气孔(9)轴线与外层镜片(4)平面的夹角为10°到60°。频闪机构的结构是，电动机(10)安装在保护套(1)上，电动机轴上安装叶轮(11)，叶轮(11)上连接有两片或两片以上的叶片(12)，叶轮(11)由电动机(10)驱动。为安全起见，叶片(12)用罩壳(13)罩住，罩壳(13)上与摄像口对应的部份开有摄像孔(14)。本实施例采用每分钟3000转的交流电动机驱动频闪机构。半导体制冷机构的结构，保护套(1)上设计有一平台(16)，平台(16)的下面连接铝板(17)，铝板(17)的下面，一头用螺钉(22)固定着温度继电器(21)，另一头连接着半导体制冷块(18)的热端面，半导体制冷块(18)的冷端面连接着叉指式散热器(20)，螺钉(24)把铝板(17)、半导体制冷块(18)和叉指式散热器(20)固定在平台(16)上。温度继电器(21)的引线脚为(23)，半导体制冷(18)的引出线为(19)。为减少热阻，增强导热效果，半导体制冷块(18)冷热两个端面与其它零件的接触面上，均涂有导热硅脂。为在保护套(1)内造成空气对流，增强制冷效果，可利用冷空气下沉的特点，将半导体制冷块(18)安装在保护套(1)内壁的上部。本实施例采用热敏电阻或双金属片温度传感器作为温度传感器(25)，安装在保护套(1)内靠近摄像机的部位，所设定的临界温度T1为35℃，临界温度T2为75℃，使用的半导体制冷块(18)为美国VN10127LP／N型产品。
本实用新型具有以下特点一、应用光学吸热新技术作为主要的抗高温措施，采用吸热玻璃作为摄像口保护镜片，大量吸收热辐射能量，主动隔热，有效地避免了红外射线通过摄像口直接向摄像机内部大量辐射的缺欠，可延长摄像机的使用寿命；二、增加半导体制冷方式，增强了降温效果，基本保证了摄像机在恒温条件下工作，因此即使是在环境温度较高的场所使用，也能保证正常工作；三、不使用石英玻璃，因此有一定的耐蚀性，可在酸，碱气氛中使用；四、采用了频闪机构防尘，克服了玻璃积灰问题，可在高粉尘环境中使用；五、以吸热玻璃吸收热能为主要降温措施，可节省水、气；六、结构简单，安装调试比较方便，并且使用三可变镜头，观察景深范围大，可广泛应用于建材、治金、电力、化工等行业的高温窑炉上。
权利要求1.一种用于工业窑炉电视监视系统外窥式摄像机的保护装置，它有一个保护套，保护套前端安装着由单层或多层玻璃镜片组成的光学镜片机构，光学镜片机构之间安装有气室。本实用新型的特征是光学镜片机构中，至少有一层保护镜片采用吸热玻璃制作，保护套(1)内设计有半导体制冷机构，半导体制冷块(18)的冷端面连接散热片(20)，热端面直接或间接地连接在保护套(1)上，温度传感器(25)安装在保护套(1)内，温度传感器(25)根据设定的监界温度T1，通过执行电路控制半导体制冷块(18)进行制冷或停止制冷，温度继电器(21)通过连接件安装在半导体制冷块(18)的热端面上，其两端电极串接在半导体制冷块(18)的电源电路中，温度继电器(21)根据设定的临界温度T2，接通或切断半导体制冷块(18)的电源；气室内腔为双园锥形，其中内园锥面上开有气孔(9)；摄像口前装有叶片(12)频闪装置，安装在保护套(1)上的电动机(10)驱动叶片(12)转动；保护套(1)前端面(26)的夹层与保护套(1)的夹层隔断，并另设进、出水口。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于所述的半导体制冷机构的具体结构是保护套(1)上设计有一平台(16)，平台(16)的下面连接铝板(17)，铝板(17)的一头用螺钉(22)固定着温度继电器(21)，另一头连接着半导体制冷块(18)的热端面，半导体制冷(18)的冷端面连接着叉指式散热器(20)，螺钉(24)把铝板(17)、半导体制冷块(18)和叉指式散热器(20)固定在平台(16)上。
3.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述的半导体制冷机构中控制半导体制冷块(18)进行制冷或停止制冷的临界温度T1为35℃。
4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述的温度继电器(21)接通或切断半导体制冷块(18)电源的临界温度T2为75℃。
5.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述的内园锥面上通气孔(9)的轴心线与外层镜片(4)平面的夹角为10℃到60℃。
6.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述的吸热玻璃保护镜片(4)经过钢化处理。
专利摘要一种用于工业窑炉电视监视系统外窥式摄像机的保护装置。该装置的摄像口采用吸热玻璃作保护镜片，可吸收热辐射能量和承受酸碱气氛的腐蚀；保护套除采用水、气冷却外，还设计有半导体制冷机构，增强了降温效果；摄像口前设计有叶片频闪机构，可防止粉尘对镜片的玷污。该装置能够在环境温度较高，有酸碱气氛和工业粉尘的场所正常使用。该装置还具有结构简单，安装调试方便，节约水、气等优点，可广泛应用于建材、冶金、电力、化工等行业的高温窑炉上。
文档编号H04N5/225GK2039888SQ8821771
公开日1989年6月21日 申请日期1988年11月16日 优先权日1988年11月16日
发明者聂恒生, 李光伟, 陆斌, 吴寿良 申请人:国家建材局无锡自控设备研究设计所