CN109041307A - 一种多功能红外窗口镜头 - Google Patents

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陈世同
刘厂
刘利强
赵玉新
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有除霜、除露、自辐射误差补偿以及水密功能的红外窗口镜头，涉及红外镜头技术领域。本发明由ZnSe镜片5、加热膜6、导热密封圈3、铂电阻4、机械外壳2、信号端子1和温控电路组成。镜片5圆周套装导热橡胶圈3，橡胶圈3外侧紧贴加热膜6，然后再用密封橡胶圈3将组件固定于机械外壳2中；在ZnSe镜片5边缘处粘贴一只铂电阻4，在铂电阻4上面安装用于固定铂电阻的圆环；加热膜6的两根信号线和铂电阻4的两根信号线通过信号端子1与温控电路连接。本发明能通过镜片加热组件对窗口镜片加热，使镜片温度高于露点温度，以阻止镜片结霜、结露，通过自辐射误差补偿提高红外成像质量和提高测温精度，能够在湿度大的环境中正常工作。

Description

一种多功能红外窗口镜头
技术领域
本发明涉及红外镜头技术领域，具体涉及一种具有除露、除霜、自身热辐射补偿以及防水功能的红外窗口镜头。
背景技术
红外热成像仪、红外测温仪等红外设备在野外应用时，由于日夜交替时温度骤变，易使得红外窗口结露、结霜，工作环境的水汽、盐雾等侵入设备壳体导致设备故障。因此本发明能从根本上解决红外观测设备在野外应用时遇到的窗口结露问题、三防问题，为红外观测设备的野外应用提供全天候的保障。
发明内容
本发明的目的是解决红外观测设备在野外应用时遇到的窗口结露问题、三防问题，因此，本发明提供了一种具有除露、除霜、自身热辐射补偿以及密封功能的红外窗口镜头。
一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，由ZnSe镜片5、加热膜6、导热密封圈3、铂电阻4、机械外壳2、信号端子1以及温控电路组成；沿ZnSe镜片5圆周套装导热橡胶圈3；橡胶圈3外侧紧贴一层加热膜6，然后再用密封橡胶圈3将组件固定于机械外壳2中；在ZnSe镜片5边缘处粘贴一只铂电阻4，在铂电阻4上面安装用于固定铂电阻的圆环；加热膜6的两根信号线和铂电阻4的两根信号线通过信号端子1与温控电路连接。
本发明还可以包括：
所述的ZnSe镜片5厚度为5mm，直径为30mm。
所述的加热膜6厚度为0.2mm。
所述的温控电路的温度阈值设为40℃。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的红外窗口镜头能通过镜片加热组件对窗口镜片加热，使镜片温度高于露点温度，以阻止镜片结霜、结露；本发明提供的红外窗口镜头通过镜片测温组件测量镜片温度，利用此温度信息补偿红外窗口镜片的自身热辐射，从而修正窗口镜片热效应误差，提高红外成像质量和提高测温精度；安装本发明的仪器能够在湿度非常大的环境中正常工作。
附图说明
图1为红外窗口镜头结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，红外窗口镜头由ZnSe镜片5、加热膜6、导热密封圈3、铂电阻4、机械外壳2、信号端子1以及温控电路组成。其中，ZnSe镜片5厚度为5mm，直径30mm；沿镜片圆周套装导热橡胶圈3，该橡胶圈的作用一是密封，二是热缓冲，防止ZnSe镜片温度变化过于剧烈；橡胶圈外侧紧贴一层厚度为0.2mm的加热膜6，然后再用密封橡胶圈将组件固定于机械外壳中；在ZnSe镜片5边缘处粘贴一只铂电阻4，在铂电阻上面安装用于固定铂电阻的圆环；加热膜的两根信号线和铂电阻的两根信号线通过信号端子1与温控电路连接。
温控电路工作原理及流程：温控电路通过铂电阻实时监测窗口镜片温度，并将检测的窗口镜片温度与预设的温度阈值进行比较，当检测到的温度值低于温度阈值时，温控电路采用经典PID算法通过PWM方式驱动加热膜对窗口镜片进行加热，当窗口镜片温度高于温度阈值时，温控电路停止驱动加热膜加热。保证窗口镜片温度始终保持在温度阈值。温度阈值的选取必须要满足其能够抑制窗口镜片结露、结雾，本发明选取的温度阈值是40℃。
特别强调的是，当本发明用于红外测温时，还具备窗口效应误差补偿的功能。
本发明通过温控系统将红外窗口镜头镜片温度稳定在预设值。
本发明提供的红外窗口镜头的温度能够实时监测，监测到的温度信息一是用于窗口镜片自身热辐射补偿，二是用于温控板的温控回路。
本发明采用密封结构，适用于高湿、高盐的环境，工作环境温度为-30℃～65℃。
本发明提供的红外窗口镜头能通过镜片加热组件对窗口镜片加热，使镜片温度高于露点温度，以阻止镜片结霜、结露；本发明提供的红外窗口镜头通过镜片测温组件测量镜片温度，利用此温度信息补偿红外窗口镜片的自身热辐射；安装本发明的仪器能够在湿度非常大的环境中正常工作。

Claims (7)

1.一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：由ZnSe镜片(5)、加热膜(6)、导热密封圈(3)、铂电阻(4)、机械外壳(2)、信号端子(1)以及温控电路组成；沿ZnSe镜片(5)圆周套装导热橡胶圈(3)；橡胶圈(3)外侧紧贴一层加热膜(6)，然后再用密封橡胶圈(3)将组件固定于机械外壳(2)中；在ZnSe镜片(5)边缘处粘贴一只铂电阻(4)，在铂电阻(4)上面安装用于固定铂电阻的圆环；加热膜(6)的两根信号线和铂电阻(4)的两根信号线通过信号端子(1)与温控电路连接。
2.根据权利1所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的ZnSe镜片(5)厚度为5mm，直径为30mm。
3.根据权利1或2所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的加热膜(6)厚度为0.2mm。
4.根据权利3所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的加热膜(6)厚度为0.2mm。
5.根据权利1或2所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的温控电路的温度阈值设为40℃。
6.根据权利3所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的温控电路的温度阈值设为40℃。
7.根据权利4所述的一种具有窗口镜片除露、除霜功能、自身辐射补偿功能以及水密功能的红外窗口镜头，其特征在于：所述的温控电路的温度阈值设为40℃。
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