CN102116998A - 高清晰度高温摄像装置 - Google Patents

Abstract

一种高清晰度高温摄像装置，在壳体的上端设置有上盖，上盖上设安装架以及与壳体内相联通的进气管和出气管，安装架上设摄像机，摄像机下端设高温镜头，高温镜头上设端部与内永磁体联接的联接板或联接杆，内永磁体的外端面与壳体的内壁之间保持有距离，壳体的下部外壁上设与内永磁体极性相异的外永磁体，壳体下端内设高温玻璃，高温玻璃与高温镜头之间壳体上设滤光片固定板，滤光片固定板的通光孔上设叠加的红外截止滤光片和紫外截止滤光片，在壳体的外壁设照明设备。这种结构的高温摄像装置，实现了在壳体外对目镜与物镜之间的距离调节，提高了摄像机拍摄图像的清晰度，可用于玻璃熔窑、水泥窑炉、冶金加热炉的监控。

Description

高清晰度高温摄像装置

技术领域

本发明属于对高温少揭露进行监控的设备和装置技术领域，具体涉及一种高温炉内物料、工件、晶体生长及炉膛内情况观察的高温摄像装置。

背景技术

晶体的烧结与合成都是在封闭的高温炉内进行，人们根本看不见炉内晶体的生长过程，因此，要了解热处理过程对晶体形貌、晶体生长规律和性能的影响，只能等晶体出炉以后，再进行观察、测量、分析和推测，这是一种常用的“黑箱实验”方法，每一次最多只能搞清楚一个独立变量在某一特定值时对晶体的影响。如果要优化实验参数，则需要做多次类似的实验，才能研究该参数对晶体形貌、生长规律和性能的影响，造成材料、能源、设备和时间的巨大浪费，工作效率太低。

视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛用于边疆、公共交通、商场、办公大楼和停车场等安防产业和工农业生产等领域，实时视频监控装置的安装，在各行各业均收到了良好的效果，深受人们喜爱。基于此，人们希望能够将视频监控系统用于对高温炉窑内火焰及生产构件的实时监控，提高工作效率。但是，如果将在常温条件下工作的视频监控系统直接用于高温烧结炉、水泥窑、玻璃熔融炉、晶体生长炉等高温设备炉内的监视，系统不但无法很好的工作，而且寿命将大大缩短。

目前，高温视频监控系统已广泛应用于玻璃熔窑、水泥窑炉、冶金加热炉、电厂锅炉等领域，可直接对火焰形状、内衬摩磨损、物料熔化、工件运行和烧结等情况进行观察。采用高温视频监控系统对单畴Re-Ba-Cu-O(Re是稀土元素)晶体的生长过程进行观察，结果发现，在800℃以下，图像的质量还比较清晰，但当温度升到800℃以上时，图像开始逐渐模糊，特别是当温度升到1000℃以上时，图像变的更模糊，只能看到晶体生长过程中晶体的轮廓形貌，根本看不清晶体生长的细节和变化过程。另外摄像机与高温镜头被封闭在壳体内后，很难通过直接调节高温镜头的焦距调节旋钮来获得清晰的图像，如果要调节，每次就必须将壳体打开，待调试好、并重新安装后才能使用，这样使用起来极不方便。这种高温视频监控系统远远不能满足人们对晶体生长研究图像质量要求。

在高温烧结技术领域，当前迫切需要解决的一个技术问题是提供一种在高温条件下，能观察到被烧结材料变化细节和过程的视频监控系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述高温视频监控系统的缺点，提供一种显示效果清晰直观、效率高的高清晰度高温摄像装置。

解决上述技术问题采用的技术方案是：在壳体的上端设置有上盖，上盖上设置有安装架以及与壳体内相联通的进气管和出气管，安装架上设置有摄像机，摄像机下端设置有高温镜头，高温镜头上设置有端部与内永磁体联接的联接板或联接杆，内永磁体的外端面与壳体的内壁之间保持有距离，壳体的下部外壁上设置有与内永磁体极性相异的外永磁体，壳体下端内设置有高温玻璃，高温玻璃与高温镜头之间壳体上设置有滤光片固定板，滤光片固定板的通光孔上设置有叠加的红外截止滤光片和紫外截止滤光片，在壳体的外壁设置有照明装置。

本发明的内永磁体和外永磁体至少有1块设置在同一个平面内。

本发明的红外截止滤光片的截止波长为0.63～0.73μm，紫外截止滤光片的截止波长为0.38～0.5μm。

本发明的内永磁体外端面与壳体内壁之间的距离为0.2～2mm。

本发明的照明装置为：在壳体上设置有与导线连接的卤钨灯28。

本发明通过旋转设置在壳体外壁上的永久磁体控制设置在壳体内永久磁体的转动，壳体内的永久磁体通过传动杆使得焦距调节旋钮转动，实现了在壳体外对目镜与物镜之间的距离调节，提高工作的方便性和工作效率；壳体外壁上设置有照明设备，向被监控的高温炉内提供照明条件，在高温镜头下设置红外截止滤光片和紫外截止滤光片，滤掉进入摄像机的红外光和紫外光，提高了摄像机拍摄图像的清晰度。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明和现有高温摄像装置对Gd-Ba-Cu-O超导材料在1020℃时晶体生长过程中的视频截图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2中，本实施例的高清晰度高温摄像装置由壳体1、出气管2、上盖3、摄像机4、安装架5、进气管6、光源固定支架7、目镜8、镜筒9、焦距调节旋钮10、上内定位环11、内永磁体12、上外定位环13、外永磁体14、下外定位环15、下内定位环16、右卡箍连接板17、玻璃定位法兰18、高温玻璃19、卡箍20、物镜21、红外截止滤光片22、紫外截止滤光片23、滤光片固定法兰24、左卡箍连接板25、玻璃定位环26、滤光片固定板27、卤钨灯28、波纹管29联接构成。

壳体1用不锈钢材料制成，在壳体1的上端用螺纹紧固连接件固定安装有上盖1，上盖1上安装有进气管6和出气管2，进气管6和出气管2与壳体1内相联通，进气管6与气源接通后，可对壳体1内进行散热，上盖1的内端面上用螺纹紧固连接件固定安装有安装架5，安装架5上用螺纹紧固连接件固定安装有摄像机4，本实施例的摄像机4采用工业摄像机，为市场上销售的商品。在摄像机4的镜头4-1的下端通过螺纹联接有目镜8，目镜8的下端与镜筒9连为一体，镜筒9的下端通过螺纹联接有焦距调节旋钮10，焦距调节旋钮10的下端通过螺纹联接安装有物镜21，目镜8、镜筒9、焦距调节旋钮10、物镜21联接构成高温镜头，高温镜头为市场上销售的商品。在焦距调节旋钮10外围用螺纹紧固连接件固定联接有卡箍20，卡箍20的左侧焊接联接有两片左卡箍连接板25、右侧焊接联接有两片右卡箍连接板17，左卡箍连接板25和右卡箍连接板17为普通钢板材料制成，左卡箍连接板25和右卡箍连接板17也可采用左右两根联接杆替换，在两片左卡箍连接板25的外端之间和两片右卡箍连接板17的外端之间用型号为E-001AB的环氧树脂各粘接有一块内永磁体12，型号为E-001AB的环氧树脂由深圳市广信意胶业有限公司生产生产，内永磁体12的外端面与壳体1的内壁之间保持有0.2～2mm的距离。在壳体1的下部内壁左卡箍连接板25和右卡箍连接板17的外端上方用螺纹紧固连接件固定联接有上内定位环11，壳体1的下部内壁左卡箍连接板25和右卡箍连接板17的外端下方用螺纹紧固连接件固定联接有下内定位环16，上内定位环11和下内定位环16用于限定左卡箍连接板25和右卡箍连接板17的外端上下移动。壳体1的下部外壁上用螺纹紧固连接件固定联接有上外定位环13和下外定位环15，上外定位环13和下外定位环15普通钢材制成，上外定位环13与上内定位环11在同一个水平平面内，下外定位环15与下内定位环16在同一个水平平面内，上外定位环13与下外定位环15之间同一直径上左右两侧各吸附有一块外永磁体14，外永磁体14的内端与内永磁体12的外端极性相异，本实施例的外永磁体14与壳体1外表面的接触端为S极，内永磁体12与壳体1内表面的接近端的N极，外永磁体14与内永磁体12之间产生相互吸引力。操作者操作外永磁体14沿壳体1外表面做圆周转动，在磁力作用下，内永磁体12跟着转动，使得与左卡箍连接板25和右卡箍连接板17联为一体的焦距调节旋钮10转动，实现对高温镜头焦距的调节。

在壳体1下端用螺纹紧固连接件固定安装有玻璃定位法兰18，壳体1下端内玻璃定位法兰18上安装有高温玻璃19，高温玻璃19上表面壳体1上用螺纹紧固联接件固定联接有玻璃定位环26，玻璃定位环26用于将高温玻璃19固定在壳体1内下端，防止高温玻璃19在壳体1下端内上下移动。壳体1下部高温玻璃19与物镜21之间壳体1上用螺纹紧固联接件固定联接有滤光片固定板27，滤光片固定板27的中心位置加工有通光孔，通光孔上用滤光片固定法兰24固定安装有红外截止滤光片22、紫外截止滤光片23，本实施例的红外截止滤光片22位于紫外截止滤光片23的上表面，也可将紫外截止滤光片23安装在红外截止滤光片22的上表面，在本实施例中，红外截止滤光片22的截止波长为0.68μn，红外截止滤光片22用于将波长≥0.68μm的红外光全部滤掉，紫外截止滤光片23的截止波长为0.47μm，紫外截止滤光片23用于将波长为≤0.47μm的紫色光全部滤掉。由于本发明采用了红外截止滤光片22、紫外截止滤光片23，大大提高了摄像机4所拍摄图像的清晰度。

在壳体1的外壁左右两侧用螺纹紧固联接件各固定联接安装有1个光源固定支架7，光源固定支架7上用螺纹紧固联接件固定联接安装有波纹管29，波纹管29上安装有卤钨灯28，光源固定支架7、波纹管29、卤钨灯28联接构成本发明的照明装置，卤钨灯28用于将本发明安装在高温炉上对被烧结的晶体或其它物料的烧结过程进行监控时，提供照明条件，提高了本发明所拍摄图像的清晰度。

这种结构的高清晰度高温摄像装置，通过对样品形貌在不同温度下随时间变化细节的观察和分析，确定样品的熔化温度、熔化时间，可用于研究不同元素或化合物掺杂对样品的熔化温度、熔化时间、样品在籽晶引导下的晶体外延生长温度、各个温度段的晶体生长速率、样品中晶体随机成核出现的温度、晶体终止生长的温度等的影响规律，节约优化晶体生长过程中的各种参数的时间，提高了工作效率。

实施例2

在本实施例中，红外截止滤光片22的截止波长为0.63μm，红外截止滤光片22用于将波长≥0.63μm的红外光全部滤掉，紫外截止滤光片23的截止波长为0.38μm，紫外截止滤光片23用于将波长为≤0.38μm的紫色光全部滤掉。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的相同。

实施例3

在本实施例中，红外截止滤光片22的截止波长为0.73μm，红外截止滤光片22用于将波长≥0.73μm的红外光全部滤掉，紫外截止滤光片23的截止波长为0.5μm，紫外截止滤光片23用于将波长为≤0.5μm的紫色光全部滤掉。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的相同。

实施例4

在本实施例中，红外截止滤光片22的截止波长为0.63μm，红外截止滤光片22用于将波长≥0.63μm的红外光全部滤掉，紫外截止滤光片23的截止波长为0.5μm，紫外截止滤光片23用于将波长为≤0.5μm的紫色光全部滤掉。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的相同。

实施例5

在本实施例中，红外截止滤光片22的截止波长为0.73μm，红外截止滤光片22用于将波长≥0.73μm的红外光全部滤掉，紫外截止滤光片23的截止波长为0.38μm，紫外截止滤光片23用于将波长为≤0.38μm的紫色光全部滤掉。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的相同。

实施例5

在本实施例中，在两片左卡箍连接板25的外端之间用型号为E-001AB的环氧树脂各粘接有一块内永磁体12，内永磁体12的外端面与壳体1的内壁之间保持有0.3～2mm的距离。壳体1的下部外壁上用螺纹紧固连接件固定联接有上外定位环13和下外定位环15，上外定位环13与下外定位环15之间左侧吸附有一块外永磁体14，外永磁体14与内永磁体12极性相异，并位于同一个平面内。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的相同。

为了验证本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1制备的高清晰度高温摄像装置对单畴Y-Ba-Cu-O和Gd-Ba-Cu-O超导材料的晶体生长过程进行了视频监控，并与没有在焦距调节旋钮10上安装焦距调整机构、没有安装红外截止滤光片22和紫外截止滤光片23以及照明装置的现有高温摄像装置进行了对比试验。在图3中，图3a是用现有高温摄像装置对Gd-Ba-Cu-O超导材料在1020℃时晶体生长过程中的视频截图，图3b是本发明对Gd-Ba-Cu-O超导材料在1020℃时晶体生长过程中的视频截图。从图3中可知，用本发明装置拍摄到的图像很清楚，质量很好。用现有高温摄像装置拍摄到的图像模糊不清，只能看到晶体生长过程中样品的轮廓形貌，根本看不清晶体生长的细节和变化过程，对于研究晶体生长而言图像质量很差。本发明拍摄的图像模糊清楚，能看到晶体生长过程中样品的轮廓形貌以及晶体生长的细节和变化过程，提高了对单畴Y-Ba-Cu-O和Gd-Ba-Cu-O超导材料晶体生长的视频图像质量。

Claims (5)

1.一种高清晰度高温摄像装置，在壳体(1)的上端设置有上盖(3)，上盖(3)上设置有安装架(5)以及与壳体(1)内相联通的进气管(6)和出气管(2)，安装架(5)上设置有摄像机(4)，摄像机(4)下端设置有高温镜头，其特征在于：高温镜头上设置有端部与内永磁体(12)联接的联接板或联接杆，内永磁体(12)的外端面与壳体(1)的内壁之间保持有距离，壳体(1)的下部外壁上设置有与内永磁体(12)极性相异的外永磁体(14)，壳体(1)下端内设置有高温玻璃(19)，高温玻璃(19)与高温镜头之间壳体(1)上设置有滤光片固定板(27)，滤光片固定板(27)的通光孔上设置有叠加的红外截止滤光片(22)和紫外截止滤光片(23)，在壳体(1)的外壁设置有照明装置。

2.按照权利要求1所述的高清晰度高温摄像装置，其特征在于：所述的内永磁体(12)和外永磁体(14)至少有1块设置在同一个平面内。

3.按照权利要求1所述的高清晰度高温摄像装置，其特征在于：所述的红外截止滤光片(22)的截止波长为0.63～0.73μm，紫外截止滤光片(23)的截止波长为0.38～0.5μm。

4.按照权利要求1所述的高清晰度高温摄像装置，其特征在于：所述的内永磁体(12)外端面与壳体(1)内壁之间的距离为0.2～2mm。

5.按照权利要求1所述的高清晰度高温摄像装置，其特征在于所述的照明装置为：在壳体(1)上设置有与导线连接的卤钨灯(28)。

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