CN105578144A - 一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置 - Google Patents

一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置 Download PDF

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居锦武
蔡乐才
王兰英
高祥
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Abstract

本发明公开了一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，包括恒温箱，恒温箱一侧设有双层锗玻璃窗口，另一侧外壁上安装有半导体换热器，半导体换热器内侧安装有内散热风扇，外侧安装有外散热风扇，且内散热风扇安装在恒温箱内，恒温箱内安装有红外热成像摄像机、高清视频摄像机和温度传感器，还包括恒温控制器，恒温控制器的输入端与温度传感器相连，输出端与半导体换热器相连。本发明使得摄像机处于一个恒定的温度环境下，保证摄像机在恶劣环境下仍能正常工作，提高了巡检机器人的工作可靠性，系统结构简单，成本低，工作范围广，故障率低，后期使用无需维护，适用于长期在线自动无人值守工作。

Description

一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置
技术领域
本发明涉及工业技术领域的变电站巡检机器人技术，具体涉及一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置。
背景技术
随着社会的发展，经济的繁荣，计算机自动化技术得到越来越广泛的应用。在变电站中，传统的巡检工作由人工完成，将机器人技术运用到变电站的日常巡检工作中，能够克服人工巡检工作量大，巡检可靠性不高，数据准确性不高，巡检数据记录困难等缺点。在自动巡检过程中，当巡检机器人到达预先设定的检测点时，停靠并控制摄像机云台转动，将摄像机对准被测目标设备，同时采集并存储目标的高清视频图像和红外热成像图像，随后计算机根据这些图像数据，对设备故障进行智能判断，能够自动检测设备的工作温度，对设备过热故障能够及时报警，提高了变电站巡检工作的可靠性，能够实现变电站无人值守。
一般情况下，巡检机器人每天巡检2-4次，由于季节变化及变电站所处地域不同，巡检机器人的工作环境变化很大，尤其是环境温度，冬季可能是零下几十度，而夏天可能高达50-60度，红外热成像摄像机和高清视频摄像机是精密的电子设备，安装在机器人机身的顶部，对环境温度非常敏感，设备的环境温度过高或过低，都可能造成设备无法正常工作，严重影响变电站巡检工作的正常进行，因此保持摄像机的环境温度恒定成为必须解决的重要问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，通过使用嵌入式计算机技术和半导体换热技术，从而使摄像机处于一个恒定的温度环境下，保证了摄像机在恶劣环境下的正常工作，提高了巡检机器人的工作可靠性，系统结构简单，成本低，工作范围广，故障率低，后期使用无需维护，适用于长期在线自动无人值守工作。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，包括恒温箱，恒温箱一侧设有双层锗玻璃窗口，另一侧壁开孔安装有半导体换热器，半导体换热器内侧安装有内散热风扇，外侧安装有外散热风扇，且内散热风扇安装在恒温箱内，恒温箱内安装有红外热成像摄像机、高清视频摄像机和温度传感器，还包括恒温控制器，恒温控制器的输入端与温度传感器相连，输出端与半导体换热器相连。
优选地，所述恒温箱外设有不锈钢外壳，不锈钢外壳与恒温箱之间设有空腔层，空腔层中填充有聚氨酯保温材料。
优选地，所述温度传感器为热敏电阻式温度传感器，精度为1％，长度26mm，直径5mm。
优选地，所述半导体换热器一侧位于不锈钢外壳内，另一侧位于不锈钢外壳外，所述半导体换热器的功率150W，工作电压24V，最大工作电流6A，最大温差65℃，尺寸为50mm×50mm×5mm。
优选地，所述恒温控制器基于ARM嵌入式处理器设计，ARM嵌入式处理器为基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz，具体型号是STM32-103VT。
优选地，所述双层锗玻璃窗口采用双层密封设计，锗玻璃成分：Ge33As12Se55，3μm透射率＞65.9％，11μm透射率＞65.6％。
本发明具有以下有益效果：
通过使用嵌入式计算机技术和半导体换热技术，将红外热成像摄像机和高清视频摄像机放置在恒温箱内，由温度传感器采集恒温箱内的环境温度数据，恒温控制器根据环境温度与设定温度的比较，控制半导体换热器的工作，当内部温度高于设定温度时，对内部制冷，降低内部温度。而当内部温度低于设定温度时，对内部制热，提高内部温度，从而使得摄像机处于一个恒定的温度环境下，保证摄像机在恶劣环境下仍能正常工作，提高了巡检机器人的工作可靠性，系统结构简单，成本低，工作范围广，故障率低，后期使用无需维护，适用于长期在线自动无人值守工作。
附图说明
图1为本发明实施例一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，包括恒温箱1，恒温箱1一侧设有双层锗玻璃窗口2，另一侧壁开孔安装有半导体换热器3，半导体换热器3内侧安装有内散热风扇4，外侧安装有外散热风扇5，且内散热风扇4安装在恒温箱1内，恒温箱1内安装有红外热成像摄像机6、高清视频摄像机7和温度传感器8，还包括恒温控制器9，恒温控制器9的输入端与温度传感器8相连，输出端与半导体换热器3相连。
所述恒温箱1外设有不锈钢外壳10，不锈钢外壳10与恒温箱1之间设有空腔层11，空腔层11中填充有聚氨酯保温材料。
所述温度传感器为热敏电阻式温度传感器，精度为1％，长度26mm，直径5mm。
所述半导体换热器3一侧位于恒温箱1内，另一侧位于恒温箱1外，所述半导体换热器3的功率150W，工作电压24V，最大工作电流6A，最大温差65℃，尺寸为50mm×50mm×5mm。
所述恒温控制器9基于ARM嵌入式处理器设计，ARM嵌入式处理器为基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz，具体型号是STM32-103VT。
所述双层锗玻璃窗口2采用双层密封设计，锗玻璃成分：Ge33As12Se55，3μm透射率＞65.9％，11μm透射率＞65.6％。
本具体实施将红外热成像摄像机和高清视频摄像机放置在恒温箱内，在恒温控制器的控制下，通过温度传感器采集恒温箱内部温度，与设定温度比较，控制半导体换热器的工作模式，进而控制装置内部的温度处于一个恒定的状态。恒温控制器的温度分辨率0.1℃，控制精度0.1℃，设定目标温度范围-50～110℃，回差温度范围为0.1～25℃，输出控制触点容量10A/30V，升降温双向自动控制。通常将目标温度设定为25℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，包括恒温箱(1)，其特征在于，恒温箱(1)一侧设有双层锗玻璃窗口(2)，另一侧外壁上安装有半导体换热器(3)，半导体换热器(3)内侧安装有内散热风扇(4)，外侧安装有外散热风扇(5)，且内散热风扇(4)安装在恒温箱(1)内，恒温箱(1)内安装有红外热成像摄像机(6)、高清视频摄像机(7)和温度传感器(8)，还包括恒温控制器(9)，恒温控制器(9)的输入端与温度传感器(8)相连，输出端与半导体换热器(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，其特征在于，所述恒温箱(1)外设有不锈钢外壳(10)，不锈钢外壳(10)与恒温箱(1)之间设有空腔层(11)，空腔层(11)中填充有聚氨酯保温材料。
3.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，其特征在于，所述温度传感器为热敏电阻式温度传感器，精度为1％，长度26mm，直径5mm。
4.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，其特征在于，所述半导体换热器(3)安装在恒温箱的侧壁开孔处，一侧位于恒温箱(1)内，另一侧位于恒温箱(1)外，所述半导体换热器(3)的功率150W，工作电压24V，最大工作电流6A，最大温差65℃，尺寸为50mm×50mm×5mm。
5.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，其特征在于，所述恒温控制器(9)基于ARM嵌入式处理器设计，ARM嵌入式处理器为基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz，具体型号是STM32-103VT。
6.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人摄像机恒温装置，其特征在于，所述双层锗玻璃窗口(2)采用双层密封设计，锗玻璃成分：Ge33As12Se55，3μm透射率＞65.9％，11μm透射率＞65.6％。
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