CN113179363B - 一种除雾装置、具有除雾装置的监控摄像机及除雾方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及监控设备除雾技术领域,具体涉及一种除雾装置、具有除雾装置的监控摄像机及除雾方法,装置包括具有视窗的密封壳体和位于密封壳体内的受控加热器、风扇、微处理器、内温湿度传感器和外温湿度传感器;监控摄像机包括位于密封壳体内的摄像组件;方法包括,检测密封壳体的内温度值、内湿度值、外温度值和外湿度值发送至微处理器,由微控制器根据内湿度值计算露点温度,并确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,再根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设温度门限中的门限位置,根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号,使密封壳体的内温度值大于露点温度。本发明防止密封壳体内起雾或凝结水滴。
Description
技术领域
本发明涉及监控设备除雾技术领域,具体涉及一种除雾装置、具有除雾装置的监控摄像机及除雾方法。
背景技术
基于视频图像的人工智能技术提高了森林火灾全天候看护可行性。由于安装森林防火监控设备位置普遍较为偏远,地理属性多样(有丘陵、山地、高原),环境复杂甚至恶劣,气候多变,湿度高的特点,而电子设备向微电子化、高集成化和高密度装配方向发展,以及电子线路的高阻抗和放大特性,在不同的自然环境条件下,尤其在湿热而温度急剧变化,气压变化大的环境下,对监控设备的整机电气性能和机械性能有着明显的影响。例如,潮湿的大气对护罩内的光电设备、视窗玻璃影响主要表现为凝露、呼吸作用和电化学腐蚀。而当前野外安装监控设备均采用密封壳体结构,防护等级达到IP66及以上,即监控设备抽负压后安装在密封壳体内,防止外界环境的水和粉尘直接进入密封壳体内。但密封壳体在通过通风机或循环风道进行气压平衡时,封闭壳体内压力会随温度发生变化,使壳体内的空气或进或出,产生呼吸作用。当因呼吸作用吸入壳体的潮湿空气积聚一定量时,在露点温度附近形成水雾或凝露。而壳体内部的凝露由于相对隐蔽和间接,易因非普遍性而忽视,从而造成电子器件腐蚀,视窗玻璃起雾甚至湿气大量进入玻璃出现水痕,影响图像的观看和图像识别。
针对监控设备在野外使用过程中起雾的问题,目前是通过人工观察护罩视窗玻璃起雾,再人工远程控制护罩内的加热开启,同时开启风扇转动将热风带到玻璃视窗,当视窗玻璃没有雾后,再人工关闭加热和风扇,从而达到视窗玻璃去雾的目的。如果起雾状态不及时处理导致已经形成水滴,采用上述方法在短时间是无效的,同时凝露已经形成,粘附在电子设备上,会造成电子设备内器件、印制板、连接件等,形成电泄漏路径,降低介电强度或绝缘,以及腐蚀元件管脚,可能造成壳体内精密光电设备故障。
但是,在使用现有的这种方法进行防雾时,由于环境的复杂多变性,无法准确确定启动防雾的时间点。
发明内容
本发明意在提供一种除雾装置,以根据环境情况自动启动除雾功能。
本方案中的除雾装置,包括具有视窗的密封壳体和位于密封壳体内的受控加热器、风扇和微处理器,所述受控加热器信号连接微处理器,所述风扇信号连接微处理器;
还包括内温湿度传感器和外温湿度传感器,所述内温湿度传感器用于检测密封壳体内的内温度值和内湿度值并发送至微处理器,所述外温湿度传感器用于检测密封壳体外的外温度值和外湿度值并发送至微处理器,所述微处理器根据内湿度值计算露点温度,所述微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,所述微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设湿度门限中的门限位置,所述微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号,所述风扇和受控加热器根据控制信号启动工作以让内温度值大于露点温度。
本方案的有益效果是:
通过在密封壳体内外分别设置温湿度传感器,并检测内湿度值、外湿度值、内温度值和外温度值的多个参数,先根据内湿度值计算露点温度,即判断密封壳体内容易凝结成露水的环境情况,让微处理器对参数进行分析处理,再确定外温度值在预设温度区域中的温度区域,即判断密封壳体所处的外部环境情况,再由微处理器根据内湿度值和外湿度值在预设湿度门限中的门限位置确定控制信号,让微处理器根据控制信号控制风扇和受控加热器启动工作,可以预先地将密封壳体内的温度控制在露点温度之上,启动风扇和加热器的时间点更准确,及时防止密封壳体内起雾或凝结成水滴,保护密封壳体内监控设备的安全性。
有益效果是:根据固定的模型计算露点温度,提高露点温度计算的准确性。
进一步,还包括固设在密封壳体内壁上的遮挡机构和多个吸附湿气的调湿块,所述遮挡机构包括遮挡板和动力件,所述动力件固定在遮挡板内部,所述遮挡板遮挡住调湿块,所述调湿块内固设有金属块,所述动力件信号连接微处理器,所述微处理器控制动力件通电产生磁力,所述动力件通电时吸附金属块压住调湿块。
有益效果是:在断电使得微处理器、传感器、微处理器、风扇和加热器无法启动时,动力件处于断电状态,动力件在磁力消失后带动遮挡板不再压住调湿块,使得遮挡板不再压住调湿块,增大调湿块能够接触到的密封壳体内的空气面积,通过调湿块吸附密封壳体内空气中的湿气,以在断电状态下也能够对密封壳体内的视频监控设备进行吸湿除雾,保证视频监控设备的正常使用。当断电后再次通电时,由微处理器控制动力件通电产生磁力,由动力件带动遮挡板再次压住调湿块,减少调湿块接触的空气,留待下次使用,使用方便。
进一步,所述调湿块周沿外的密封壳体内壁上开设调节槽,所述调节槽内卡接有弹性件,所述弹性件伸出调节槽的端部固定在遮挡板上。
有益效果是:遮挡板通过弹性件能够便于断电时复位,以在没有其他动力的作用下自动拉开与调湿块的间距,自动露出调湿块对密封壳体的内部进行除湿。
进一步,还包括除雾贴层,所述除雾贴层固设在密封壳体的视窗上。
有益效果是:除雾贴层能够在断电时自动对密封壳体的视窗进行除雾,保持视频监控设备的监控画面的清晰性。
具有除雾装置的监控摄像机,包括摄像组件,所述摄像组件外设置有上述除雾装置。
基于上述除雾装置对监控摄像机进行除雾的除雾方法,包括以下内容,
内容S1,通过内温湿度传感器检测密封壳体内的内温度值和内湿度值,将内温度值和内湿度值发送至微处理器,通过外温湿度传感器检测密封壳体内的外温度值和外湿度值,将外温度值和外湿度值发送至微处理器;
内容S2,由微处理器根据内湿度值计算露点温度,由微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,由微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设温度门限中的门限位置,让微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号;
内容S3,由微处理器根据控制信号控制密封壳体内的风扇和加热器启动工作,使密封壳体的内温度值大于露点温度。
本方案的有益效果是:
通过检测密封壳体内外的温度和湿度参数,然后根据密封壳体的内部湿度参数计算露点温度,再以密封壳体的外部温度为基础,根据密封壳体的内湿度值和外湿度值形成控制信号,让微处理器根据控制信号将密封壳体的内温度值控制在大于露点温度的范围内,通过预先控制各个除雾装置启动,防止密封壳体内起雾引起损坏。
进一步,还包括内容S4,当密封壳体内处于断电状态时,让处于断电状态而磁力消失的动力件带动遮挡板离开并露出调湿块,由调湿块对密封壳体进行吸湿处理。
有益效果是:在断电时,由磁力消失的动力件带动遮挡板离开调湿块,使得调湿块可以进行吸湿处理,进行被动吸湿,保护密封壳体内的设备。
进一步,所述内容S4中,在密封壳体内处于通电状态时,由动力件与调湿块内的金属块磁吸附,由动力件将遮挡板压入调湿块周沿外的调节槽内,在密封壳体内处于断电状态时,通过调节槽内的弹性件抵动遮挡板离开调湿块。
有益效果是:通过遮挡板能够在通电状态下遮挡住调湿块,以风扇和加热器进行散热,在断电时,遮挡板可以由弹性件自动抵开,使用方便。
附图说明
图1为本发明实施例一中除雾装置控制部分的原理框图;
图2为本发明实施例一中除雾装置的立体结构图;
图3为图2中A-A向剖面图;
图4为本发明实施例二中具有除雾装置的除雾方法的流程框图;
图5为本发明实施例三除雾装置中弹性柱的纵向截面图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
说明书附图中的附图标记包括:密封壳体1、视窗2、调湿块3、金属块4、动力件5、遮挡板6、弹性件7、弹性内柱8、外套体9、弱化段10。
实施例一
除雾装置,如图1和图2所示:包括具有视窗2的密封壳体1和位于密封壳体1内的受控加热器、风扇、微处理器、内温湿度传感器和外温湿度传感器,受控加热器信号连接微处理器,受控加热器可以是加热丝或加热片等,微处理器可用现有的SOC芯片,风扇信号连接微处理器,风扇根据密封壳体1内的尺寸选择合适尺寸的产品。
内温度湿度传感器根据需要选择安装在密封壳体1内壁上,以不影响其他部件安装为标准,内温湿度传感器检测密封壳体1内的内温度值和内湿度值并发送至微处理器,外温湿度传感器检测密封壳体1外的外温度值和外湿度值并发送至微处理器,微处理器根据内湿度值计算露点温度,微处理器根据内湿度值按照计算模型计算露点温度,计算模型为:
微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,区域位置是指在温度范围的区段位置,区域位置可以字母进行标识,如X为低温区,低温区为外温度值小于8℃,Y为常温区,常温区为外温度值在8℃-30℃的范围内,Z为高温区,高温区为外温度值大于30℃;微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设湿度门限中的门限位置,门限位置可以字母进行标识,如A门限表示RH≤60%,B门限为60%<RH<80%,C门限为RH≥80%,RH表示湿度值;微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号,风扇和受控加热器根据控制信号启动工作以让内温度值大于露点温度。
如图3所示,还包括固定安装在密封壳体1内壁上的遮挡机构和多个吸附湿气的调湿块3,调湿块3粘接在密封壳体1的内壁上,调湿块3可用现有的调湿材料,例如使用硅藻土等,调湿块3的覆盖面积和位置根据实际需求进行设置;遮挡机构包括遮挡板6和动力件5,动力件5嵌入在遮挡板6内部,遮挡板6遮挡住调湿块3,调湿块3内嵌入有金属块4,动力件5信号连接微处理器,微处理器控制动力件5通电产生磁力,动力件5通电时吸附金属块4带动遮挡板6压住调湿块3,动力件5为现有的微型电磁铁;调湿块3周沿外的密封壳体1内壁上开设调节槽,调节槽内卡接有弹性件7,弹性件7的端部伸出调节槽,弹性件7包括多个弹性柱,弹性件7伸出调节槽的端部粘接在遮挡板6上,弹性件7在动力件5通电时处于压缩弹性形变状态;还包括除雾贴层,除雾贴层粘接在密封壳体1的视窗2上,除雾贴层为现有的除雾贴膜。
具有除雾装置的监控摄像机,包括摄像组件,摄像组件包括进行森林火灾监控的摄像装置,例如摄像机,摄像组件固定安装在除雾装置的密封壳体1内,摄像组件的安装技术为现有,只要保持摄像组件的拍摄视角位于视窗2一侧即可。
具体实施过程如下:
在除雾装置对内部的摄像组件进行除雾时,通过传感器检测内湿度值、外湿度值、内温度值和外温度值的多个参数,并先根据内温度值和内湿度值计算出露点温度,即检测判断密封壳体1内容易凝结成露水或起雾的环境情况,让微处理器对参数进行分析处理,再确定外温度值在预设温度区域中的温度区域,即判断密封壳体1所处的外部环境情况,再由微处理器根据内湿度值和外湿度值在预设湿度门限中的门限位置确定控制信号,让微处理器根据控制信号控制风扇和受控加热器启动工作,可以预先地将密封壳体1内的温度控制在露点温度之上,防止密封壳体1内起雾或凝结成水滴,保护密封壳体1内监控设备的安全性;当除雾装置在断电情况下,使得微处理器、传感器、微处理器、风扇和加热器除雾的部件无法启动时,动力件5也处于断电状态并且磁力消失,动力件5在弹性件7作用下不再带动遮挡板6遮挡并压住调湿块3,增大调湿块3能够接触到的密封壳体1内的空气面积,通过调湿块3吸附密封壳体1内空气中的湿气,达到在断电状态下也能够对密封壳体1内的摄像组件环境进行吸湿除雾,保证摄像组件的正常使用。当断电后再次通电时,由微处理器控制动力件5通电产生磁力,即在使用受控加热器和风扇时,由动力件5带动遮挡板6再次压住调湿块3,减少调湿块3接触的空气,留待下次使用,使用方便。
实施例二
与实施例一的区别是,密封壳体1内安装有备用受控加热组件,备用受控加热组件可用现有的加热丝。
公开了基于除雾装置对监控摄像机进行除雾的除雾方法,如图4所示,包括以下内容:
内容S1,通过内温湿度传感器检测密封壳体1内的内温度值和内湿度值,将内温度值和内湿度值发送至微处理器,通过外温湿度传感器检测密封壳体1内的外温度值和外湿度值,将外温度值和外湿度值发送至微处理器。
内容S2,由微处理器根据内湿度值和内温度值计算露点温度,由微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,由微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设温度门限中的门限位置,让微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号。
内容S3,由微处理器根据控制信号控制密封壳体1内的风扇和加热器启动工作,使密封壳体1的内温度值大于露点温度。
内容S4,当密封壳体1内处于通电状态时,即各个电气部件处于通电状态,由动力件5通电产生磁力与调湿块3内的金属块4进行相互吸附,压缩弹性件7中的弹性柱,让遮挡板6贴着调湿块3并遮住调湿块3,当密封壳体1内处于断电状态时,通过处于断电状态而磁力消失的动力件5在重力和弹性件7作用下让遮挡板6离开并露出调湿块3,即弹性件7的弹性力抵开遮挡板6,由调湿块3对密封壳体1进行吸湿处理,具体为,在密封壳体1内处于通电状态时,由动力件5与调湿块3内的金属块4磁吸附,由动力件5将遮挡板6压入调湿块3周沿外的调节槽内,在密封壳体1内处于断电状态时,通过调节槽内的弹性件7抵动遮挡板6离开调湿块3。
内容S2和内容S3中,密封壳体1外的外温度值分别处于低温区、常温区和高温区时的具体控制过程如下:
当外温度值位于高温区Z时:
若内湿度值和外湿度值均位于A门限位置,即内湿度值RH≤60%和外湿度RH≤60%,则控制风扇按温度曲线变速转动散热;
若外湿度值和内湿度值均位于B门限位置,即外湿度值60%<RH<80%和内湿度值60%<RH<80%,则控制风扇以最大风速转动;若内湿度值位于C门限位置,即内湿度值RH≥80%,则控制风扇变速转动,并开启受控加热器,直到密封壳体1的内温度值与露点温度之差大于5℃,即内温度值减去露点温度大于5℃,则控制风扇变速转动;
若外湿度值位于C门限位置,即外湿度值RH≥80%,密封壳体1整体处于高湿区域,密封壳体1内极容易结露和起雾,若密封壳体1的内湿度值处于B门限位置,即内湿度值60%<RH<80%,则控制风扇以变速转动并控制受控加热器进行间隙加热,直到密封壳体1的内温度值与露点温度之差大于4℃,则风扇变速转动;若内湿度值位于C门限位置,即内湿度值RH≥80%,则控制风扇变速转动,并开启受控加热器,直到内温度值与露点温度之差大于6℃,则风扇变速转动;
当外温湿度值位于常温区Y时:
若内湿度值和外湿度值均位于A门限位置,即内湿度值和外湿度值均为RH≤60%,控制风扇停止转动;
若外湿度值位于B门限位置,即外湿度值为60%<RH<80%,若内湿度值处于B门限,则控制风扇以最大风速的3/4值进行转动,若内湿度值处于A门限位置,即内湿度值为RH<60%,则控制风扇停止转动;如果内湿度值位于C门限位置,则控制风扇变速转动,并控制受控加热器开启,直到内温度值与露点温度之差大于5℃,则风扇停止转动;
若外湿度值位于C门限位置,即外湿度值RH≥80%,密封壳体1处于高湿区域,若内湿度值处于B门限位置,则控制风扇以最大风速转动,直到RH<60%,风扇停止转动;如果内湿度值位于C门限位置,则控制风扇以最大风速转动,并控制受控加热器开启,直到内温度值与露点温度之差大于6℃,则控制风扇停止转动。
当外温湿度值位于低温区X时:
若外湿度值和内湿度值位于A门限位置,即内湿度值和外湿度值均为RH≤60%,控制风扇停止转动,控制受控加热器启动,当温度大于10℃则停止加热;
若外湿度值位于B门限位置,即外湿度值为60%<RH<80%,若内湿度值处于B门限位置,则控制风扇以最大风速的1/3值进行转动,并启动受控加热器,若内湿度值为RH<60%,则控制风扇停止转动;如果内湿度值位于C门限位置,则控制风扇变速转动,风扇的变速转动均是按照温度曲线进行控制,并开启受控加热器,直到内温度值与露点温度之差大于5℃,则风扇停止转动;
若外湿度值位于C门限位置,即外湿度值为RH≥80%,密封壳体1处于高湿区域,在低温区极少出现,控制风扇以最大风速的1/2值转动,并启动受控加热器,若内湿度值为RH<60%,则控制风扇停止转动;如果内湿度值位于C门限位置,则风扇以最大风速的1/3值转动,并开启受控加热器和备用受控加热组件(在特殊情况下),直到内温度值与露点温度之差大于6℃,则停止风扇转动,并断开备用受控加热组件2。
本方法中,根据密封壳体1内外的温度值和湿度值,对风扇和受控加热器进行不同的控制,让密封壳体1的内温度值控制在大于露点温度的范围内,防止密封壳体1内起雾或起露水。并且在断电后也能进行吸湿处理,保护密封壳体1内的干燥度。
实施例三
与实施例二的区别在于,除雾装置,如图5所示,弹性柱包括弹性内柱8和软质的外套体9,外套体9的顶端部和底端部分别粘接在弹性内柱8的两端处,外套体9与弹性内柱8之间具有定量的空气且外套体9不膨胀,外套体9在弹性内柱8处于自由状态时未被挤压,外套体9上一体成型有弱化段10,弱化段10的厚度小于外套体9的厚度,弱化段10位于外套体9的中部处,多个弹性柱在受到压力时,即遮挡板6贴着调湿块3时,相邻弹性内柱8上的外套体9接触。
除雾方法,在内容S4中,当密封壳体1内处于通电状态时,通过遮挡板6压住弹性柱的弹性内柱8减小长度,让外壳体在弱化段10处向外凸出,使相邻弹性内柱8外的外套体9相互接触。
通过将弹性柱设置成弹性内柱8和外套体9的结构,在弹性柱被遮挡板6压住时,外套体9向外凸出并接触,能够在遮挡板6遮挡住调湿块3时减小调湿块3周缘处接触到密封壳体1内空气的面积,减少调湿块3在密封壳体1内通电时吸附的水分,保证调湿块3能够在密封壳体1内断电时进行吸湿处理。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.一种除雾装置,包括具有视窗的密封壳体和位于密封壳体内的受控加热器、风扇和微处理器,所述受控加热器信号连接微处理器,所述风扇信号连接微处理器;其特征在于:在野外使用,还包括内温湿度传感器和外温湿度传感器,所述内温湿度传感器用于检测密封壳体内的内温度值和内湿度值并发送至微处理器,所述外温湿度传感器用于检测密封壳体外的外温度值和外湿度值并发送至微处理器,所述微处理器根据内湿度值计算露点温度,所述微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,所述微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设湿度门限中的门限位置,所述微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号,所述风扇和受控加热器根据控制信号启动工作以让内温度值大于露点温度;
所述微处理器根据内湿度值按照计算模型计算露点温度,所述计算模型为:
其中,t为内温度值,f为内湿度值;
还包括固设在密封壳体内壁上的遮挡机构和多个吸附湿气的调湿块,所述遮挡机构包括遮挡板和动力件,所述动力件固定在遮挡板内部,所述遮挡板遮挡住调湿块,所述调湿块内固设有金属块,所述动力件信号连接微处理器,所述微处理器控制动力件通电产生磁力,所述动力件通电时吸附金属块压住调湿块;
所述调湿块周沿外的密封壳体内壁上开设调节槽,所述调节槽内卡接有弹性件,所述弹性件伸出调节槽的端部固定在遮挡板上,弹性件包括多个弹性柱,弹性柱包括弹性内柱和软质的外套体,外套体的顶端部和底端部分别粘接在弹性内柱的两端处,外套体与弹性内柱之间具有定量的空气且外套体不膨胀,外套体在弹性内柱处于自由状态时未被挤压,外套体上一体成型有弱化段,弱化段的厚度小于外套体的厚度,弱化段位于外套体的中部处,多个弹性柱在受到压力时,即遮挡板贴着调湿块时,相邻弹性内柱上的外套体接触。
2.根据权利要求1所述的除雾装置,其特征在于:还包括除雾贴层,所述除雾贴层固设在密封壳体的视窗上。
3.具有除雾装置的监控摄像机,包括摄像组件,其特征在于:所述摄像组件外设有权利要求1-2任一项所述的除雾装置。
4.具有如权利要求1所述的除雾装置的除雾方法,其特征在于,包括以下内容:
内容S1,在野外使用,通过内温湿度传感器检测密封壳体内的内温度值和内湿度值,将内温度值和内湿度值发送至微处理器,通过外温湿度传感器检测密封壳体内的外温度值和外湿度值,将外温度值和外湿度值发送至微处理器;
内容S2,由微处理器根据内湿度值计算露点温度,由微处理器外温度值的大小确定外温度值在预设温度区域中的区域位置,由微处理器根据区域位置判断该外温度值对应的内湿度值和外湿度值在预设温度门限中的门限位置,让微处理器根据门限位置向风扇和受控加热器发送控制信号,微处理器根据内湿度值计算露点温度,微处理器根据内湿度值按照计算模型计算露点温度,计算模型为:
,其中:t为内温度值,f为内湿度值;
内容S3,由微处理器根据控制信号控制密封壳体内的风扇和加热器启动工作,使密封壳体的内温度值大于露点温度;
内容S4,当密封壳体内处于断电状态时,让处于断电状态而磁力消失的动力件带动遮挡板离开并露出调湿块,由调湿块对密封壳体进行吸湿处理,在密封壳体内处于通电状态时,由动力件与调湿块内的金属块磁吸附,由动力件将遮挡板压入调湿块周沿外的调节槽内,通过遮挡板压住弹性柱的弹性内柱减小长度,让外壳体在弱化段处向外凸出,使相邻弹性内柱外的外套体相互接触,在密封壳体内处于断电状态时,通过调节槽内的弹性件抵动遮挡板离开调湿块。
Priority Applications (1)
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