CN109696790B - 相机防护装置及相机防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电技术领域，尤其是涉及一种相机防护装置及相机防护系统。该相机防护装置，其包括防护外壳和光学组件，光学组件安装于防护外壳内，且防护外壳内还具有用于放置相机的相机密封腔；光学组件包括第一玻璃盖和反射镜，第一玻璃盖用于供外部光穿过，反射镜用于反射第一玻璃盖穿过的外部光。该相机防护系统，其包括气压调节装置以及所述的相机防护装置；气压调节装置用于调节相机密封腔中的气压。本发明有利于降低成本。

Description

相机防护装置及相机防护系统

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其是涉及一种相机防护装置及相机防护系统。

背景技术

核电是一种清洁能源，其安全性至关重要。在核电站，辐照后的产品具有很强的放射性，同时还有余热不断释放，产品工作在高温、高压、高辐射的循环水中，因此必须依靠工业相机等设备完成对其产品技术参数的测量以及图像采集等任务。

在高辐射的水下环境中，裸露在射线下的工业相机设备都会由于元器件的辐射位移效应和辐射电离效应而受损伤，导致设备失效不能正常工作，并且在水下环境中对设备的密封性能有很高的要求，因此，导致一般的工业相机在高辐射水下环境中的使用寿命远远低于其在正常环境下的使用寿命。

针对这一问题，常用的解决方案是：使用耐辐射的工业相机设备。目前，专业的抗辐射工业相机设备都是采用对电荷耦合器件进行抗辐射加固，这种设备的制造涉及到精密仪器的加工，条件要求苛刻，并且生产成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相机防护装置及相机防护系统，以解决现有技术中存在的使用耐辐射的工业相机设备时，生产成本高昂的技术问题。

本发明提供了一种相机防护装置，其包括防护外壳和光学组件，所述光学组件安装于所述防护外壳内，且所述防护外壳内还具有用于放置相机的相机密封腔；所述光学组件包括第一玻璃盖和反射镜，所述第一玻璃盖用于供外部光穿过，所述反射镜用于反射所述第一玻璃盖穿过的外部光。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述光学组件还包括第二玻璃盖，所述第二玻璃盖用于供所述反射镜反射的光穿过。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述防护外壳包括端盖、第一壳体和第二壳体；所述第一壳体具有弯折通道，所述端盖与所述弯折通道的一端相连通，所述第二壳体与所述弯折通道的另一端相连通，所述反射镜安装在所述弯折通道中。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述相机密封腔设置在所述第二壳体中。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二壳体上安装有气管接头，所述气管接头与所述相机密封腔相连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述防护外壳还包括侧板；所述侧板与所述第二壳体可拆卸连接，用于通过拆卸所述侧板以将相机放置在所述相机密封腔中。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一玻璃盖通过与第一密封垫相配合固定于所述防护外壳内；所述第二玻璃盖通过与第二密封垫相配合固定于所述防护外壳内。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述端盖的材质为钨合金；所述第一壳体的材质和所述第二壳体的材质均为金属，且所述第一壳体的外表面和所述第二壳体的外表面均具有耐辐射保护层。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述金属为不锈钢；所述耐辐射保护层为钨合金层。

本发明还提供了一种相机防护系统，其包括气压调节装置以及所述的相机防护装置；所述气压调节装置用于调节所述相机密封腔中的气压。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的相机防护装置，其包括防护外壳和光学组件，光学组件安装于防护外壳内，且防护外壳内还具有用于放置相机的相机密封腔；光学组件包括第一玻璃盖和反射镜，第一玻璃盖用于供外部光穿过，反射镜用于反射第一玻璃盖穿过的外部光。通过设置相机密封腔，以便将相机密封其中，这样将相机防护装置设置在水中后，光通过第一玻璃盖和反射镜传播给相机，以保证相机的正常工作，并且通过防护外壳，以减少对相机的辐射，从而有利于降低成本。

本发明还提供的相机防护系统，其包括气压调节装置以及所述的相机防护装置；气压调节装置用于调节相机密封腔中的气压。基于上述分析可知，该相机防护系统有利于降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的相机防护装置的爆炸图；

图2为图1的另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的相机防护装置的装配图；

图4为本发明实施例提供的相机防护装置的主视图；

图5为图4中沿A-A线的剖视图；

图6为图4中沿C-C线的剖视图；

图7为本发明实施例提供的相机防护装置的左视图；

图8为图7中沿B-B线的剖视图；

图9为本发明实施例提供的相机防护装置的光路图。

图标：

101-相机密封腔；102-第一玻璃盖；103-反射镜；104-第二玻璃盖；105-端盖；106-第一壳体；107-第二壳体；108-弯折通道；109-圆筒部；110-法兰部；111-环形限位部；112-阶梯孔；113-第一密封垫；114-第二密封垫；115-侧板；116-挡条；117-气管接头；118-固定耳；201-相机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本发明实施例提供了一种相机防护装置，其包括防护外壳和光学组件，光学组件安装于防护外壳内，且防护外壳内还具有用于放置相机201的相机密封腔101；光学组件包括第一玻璃盖102和反射镜103，第一玻璃盖102用于供外部光穿过，反射镜103用于反射第一玻璃盖102穿过的外部光。防护外壳用于对相机进行保护，防止水进入相机，以及可以减少外部环境对相机的辐射；设置的第一玻璃盖102和反射镜103可以一定程度上减少外部光直接进入到相机，从而可以保护相机。

该实施例提供的相机防护装置，通过设置相机密封腔101，以便将相机密封其中，这样将相机防护装置设置在水中后，光通过第一玻璃盖102和反射镜103后传播给相机，以保证相机的正常工作，并且通过防护外壳，以减少对相机的辐射，从而有利于降低成本。

该实施例可选的方案中，光学组件还包括第二玻璃盖104，第二玻璃盖104用于供反射镜103反射的光穿过，而后从第二玻璃盖104穿过的光进入相机。通过第二玻璃盖104可以进一步的减少外部光对相机的损伤，另外，有利于保证相机密封腔101的密封性。

具体而言，第一玻璃盖102的几何中心与反射镜103的几何中心之间的连线，与反射镜103的几何中心与第二玻璃盖104的几何中心之间的连接线相垂直。使用时，当放入相机后，相机的镜头的光轴与反射镜103的几何中心与第二玻璃盖104的几何中心之间的连接线相重合，这样从第一玻璃盖102的几何中心水平射入的可见光线及放射性射线通过第一玻璃盖102后经反射镜103反射至第二玻璃盖104并穿过射出，出射光垂直于入射光，与相机的镜头光轴重合，以此可以保证正常的测量及图像采集效果。第一玻璃盖102和第二玻璃盖104的玻璃均采用石英玻璃，石英玻璃一般由水晶、硅石、硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成，在其组成中含有大量原子序数高的元素，具有很强的吸收能力，能够吸收大量的放射性射线。反射镜103可以为光学平面反射镜；采用的相机可以为工业相机。可见光与放射性射线到达第一玻璃盖102后，可见光可以完全通过第一玻璃盖102，因第一玻璃盖102对放射性射线的吸收作用，使得通过第一玻璃盖102到达反射镜103的放射性射线大量减少；可见光通过反射镜103的反射功能，可顺利通过第二玻璃盖104到达工业相机的镜片处，完成测量及图像采集工作；放射性射线具有很强的穿透能力，在通过第一玻璃盖102的少量放射性射线到达反射镜103的时候只能穿过或者被阻挡无法穿过，不能像可见光一样发生反射；因此通过第一玻璃盖102及反射镜103的吸收和阻挡作用，可防止水平方向的放射性射线照射到工业相机镜头处，以此起到对工业相机的防辐射保护。

该实施例可选的方案中，防护外壳包括端盖105、第一壳体106和第二壳体107；第一壳体106具有弯折通道108，端盖105与弯折通道108的一端相连通，第二壳体107与弯折通道108的另一端相连通，反射镜103安装在弯折通道108中。第一玻璃盖102通过与第一密封垫113相配合固定于防护外壳内；第二玻璃盖104通过与第二密封垫114相配合固定于防护外壳内，这样便可以实现防护外壳的内部对于光线的传播的介质为空气，也就是说保证防护外壳内部的密封性。

具体而言，第一玻璃盖102和第二玻璃盖104均呈圆形；端盖105包括圆筒部109以及与圆筒部109一体连接的法兰部110；法兰部110上具有限位孔，限位孔与圆筒部109的内部相连通，且限位孔的孔径大于圆筒部109的内径，这样限位孔与圆筒部109之间便形成一环形限位部111，第一密封垫113压在第一玻璃盖102与环形限位部111之间，第一玻璃盖102位于限位孔中；第一玻璃盖102的厚度和第一密封垫113的厚度之和基本不大于限位孔的轴向长度，这样将第一玻璃盖102安装于限位孔后，第一玻璃盖102的表面基本与法兰部110的表面齐平。弯折通道108为直角状的通道。法兰部110与第一壳体106上的相对设置的其中两个固定耳之间通过螺钉固定连接。弯折通道108的一端的开口基本呈正方形；第一玻璃盖102的直径大于弯折通道108的一端的开口的直径，第一玻璃盖102便被第一壳体106所止挡，从而防止第一玻璃盖102掉落入弯折通道108内。反射镜103位于直角状的通道的外侧的直角处；反射镜103的镜面与水平方向之间呈45°夹角，其几何中心与第一玻璃盖102几何中心在同一水平线上，还与第二玻璃盖104几何中心在同一竖直线上。

该实施例可选的方案中，相机密封腔101设置在第二壳体107中。

具体而言，第二壳体107的一端具有阶梯孔112，该阶梯孔112与相机密封腔101相连通，第二密封垫114压在第二玻璃盖104与阶梯孔112的阶梯面之间，其中，第二密封垫114和第二玻璃盖104均位于阶梯孔112的孔径大的部分中；第二玻璃盖104的厚度和第二密封垫114的厚度之和基本不大于阶梯孔112的孔径大的部分的轴向长度，这样将第二玻璃盖104安装于阶梯孔112的孔径大的部分后，第二玻璃盖104的表面基本与第二壳体107的一端的端面齐平。第二壳体107的一端与第一壳体106上的相对设置的另两个固定耳118之间通过螺钉固定连接。弯折通道108的另一端的开口基本呈正方形；第二玻璃盖104的直径大于弯折通道108的另一端的开口的直径，第二玻璃盖104便被第一壳体106所止挡，从而防止第二玻璃盖104掉落入弯折通道108内。需要说明的是，可以在法兰部110与第一壳体106之间相接触的面之间安装密封圈，以保证密封性；还可以在第二壳体107与第一壳体106之间相接触的面之间安装密封圈，以保证密封性。

该实施例可选的方案中，防护外壳还包括侧板115；侧板115与第二壳体107可拆卸连接，用于通过拆卸侧板115以将相机放置在相机密封腔101中。

具体而言，第二壳体107呈长方体状，第二壳体107的一表面开设有安装口，该安装口的内侧具有挡条116，以便于对于侧板115进行止挡，并且便于侧板115的安装。侧板115与挡条116之间可以通过螺钉连接。挡条116与第二壳体107之间可以为一体结构。使用时，将拆下侧板115便可以将相机放置在相机密封腔101中。相机可以通过螺钉固定于相机密封腔101中，并且保证相机的镜头的光轴与反射镜103的几何中心与第二玻璃盖104的几何中心之间的连接线相重合。需要说明的是，可以在侧板115与第二壳体107之间相接触的面之间安装密封圈或密封垫，以保证密封性；另外，可以在第二壳体的相对的另一表面开设安装孔，用于与外接设备相连接，当连接外接设备时，需要通过密封衬套固定于安装孔中，保证相机密封腔的气密性。

该实施例可选的方案中，第二壳体107上安装有气管接头117，气管接头117与相机密封腔101相连通，这样便于控制相机密封腔101的气压，使其等于或者大于外界水压以获得优异的密封防水性能。

具体而言，气管接头117的数量可以为1或2个；当设置有两个时，一个用于向相机密封腔101内充入气体，一个用于将相机密封腔101内的气体抽出，具体操作时，可以根据实际情况，决定是向外抽气还是向内充气。

该实施例可选的方案中，端盖105的主要设计作用是可以有效减少进入第一玻璃盖102的放射性射线的范围。端盖105的入口边缘与反射镜103位于直角状的通道的内侧的直角处之间的连线的延长线不经过第二玻璃盖104，且该延长线与第一玻璃盖102的几何中心与反射镜103的几何中心之间的连线之间不平行，这样使用时，从端盖105的入口边缘呈倾斜射入的放射性射线，无法照射到工业相机镜头处，并且从端盖105的入口的上方射入的放射性射线在相机防护装置内形成一定范围的辐射区域，沿端盖105的最高点a通过直角状的通道的内侧的直角处b的射线正好没有穿过第二玻璃盖104，以此形成射线ab以上的区域为放射性射线在相机防护装置内的辐射范围。

该实施例可选的方案中，端盖105的材质为钨合金；侧板115、第一壳体106的材质和第二壳体107的材质均为金属，且侧板115的外表面、第一壳体106的外表面和第二壳体107的外表面均具有耐辐射保护层。

具体而言，金属为不锈钢；耐辐射保护层为钨合金层。防护外壳的端盖105由具有耐辐射性能的钨合金材质制成，防护外壳的其他部分以不锈钢结构为框架，并在其外表安装一层钨合金材质的耐辐射保护层，钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金，钨合金具有良好的吸收射线的能力，高密度钨合金吸收射线的能力比铅高30％-40％。

实施例二

本发明实施例二提供了一种相机防护系统，其包括气压调节装置以及实施例一提供的相机防护装置；气压调节装置用于调节相机密封腔101中的气压。

气压调节装置可以采用气泵来实现，气泵可以为充抽两用气泵，气泵可以通过管道及两位三通电磁阀实现对相机密封腔101内的充气及抽气。

具体的，以第二壳体107上安装有气管接头117的数量为1个为例来说明，气泵通过第一管道与两位三通电磁阀的进气口相连通，两位三通电磁阀的其中一个出气口通过第二管道与气管接头117相连接。第二管道上安装有气压计。需要说明的是，当有两个气管接头117，且也采用上述设置时，可以将其中一个气管接头117封住。

根据整个相机防护装置在水下的位置以及液体的压强计算公式P＝ρgh，可以得出整个相机防护装置在水下所受到的瞬时压强，通过调节气泵及两位三通电磁阀来实时控制水下相机防护装置的相机密封腔101的内部的工作气压，使得水下防护装置内部气压值大于外液体的压强值，此时，液体不易进入装置内部，如果有水下液体进入装置内部，可以适当增加装置内部的气压，并且升高防护装置在水下的位置，这样就可以保证整个相机防护装置在水下工作的密封性和防水性。

综上所述，本发明实施例提供的相机防护装置及相机防护系统，可用于实现强辐射水下环境的测量及图像采集工作；其通过改变光线路径，以达到保护工业相机的目的，而相机防护装置内部的气压，使其等于或者大于外界水压以获得优异的密封防水性能，使得水下工业相机在多一层保护的同时，可以保持长时间正常稳定工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种相机防护装置，其特征在于，包括防护外壳和光学组件，所述光学组件安装于所述防护外壳内，且所述防护外壳内还具有用于放置相机的相机密封腔；所述光学组件包括第一玻璃盖和反射镜，所述第一玻璃盖用于供外部光穿过，所述反射镜用于反射所述第一玻璃盖穿过的外部光；

所述光学组件还包括第二玻璃盖，所述第二玻璃盖用于供所述反射镜反射的光穿过；

所述防护外壳包括端盖、第一壳体和第二壳体；所述第一壳体具有弯折通道，所述端盖与所述弯折通道的一端相连通，所述第二壳体与所述弯折通道的另一端相连通，所述反射镜安装在所述弯折通道中；所述弯折通道为直角状的通道；

所述端盖的入口边缘与所述反射镜位于直角状的通道的内侧的直角处之间的连线的延长线不经过所述第二玻璃盖，且所述延长线与所述第一玻璃盖的几何中心与所述反射镜的几何中心之间的连线之间不平行。

2.根据权利要求1所述的相机防护装置，其特征在于，所述相机密封腔设置在所述第二壳体中。

3.根据权利要求2所述的相机防护装置，其特征在于，所述第二壳体上安装有气管接头，所述气管接头与所述相机密封腔相连通。

4.根据权利要求2所述的相机防护装置，其特征在于，所述防护外壳还包括侧板；所述侧板与所述第二壳体可拆卸连接，用于通过拆卸所述侧板以将相机放置在所述相机密封腔中。

5.根据权利要求1所述的相机防护装置，其特征在于，所述第一玻璃盖通过与第一密封垫相配合固定于所述防护外壳内；所述第二玻璃盖通过与第二密封垫相配合固定于所述防护外壳内。

6.根据权利要求1所述的相机防护装置，其特征在于，所述端盖的材质为钨合金；所述第一壳体的材质和所述第二壳体的材质均为金属，且所述第一壳体的外表面和所述第二壳体的外表面均具有耐辐射保护层。

7.根据权利要求6所述的相机防护装置，其特征在于，所述金属为不锈钢；所述耐辐射保护层为钨合金层。

8.一种相机防护系统，其特征在于，包括气压调节装置以及如权利要求1-7中任一项所述的相机防护装置；所述气压调节装置用于调节所述相机密封腔中的气压。

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