CN113645444B - 防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，涉及输电线路监测技术领域，包括双目相机，双目相机上设置有恒温循环防凝结装置，恒温循环防凝结装置包括中空玻璃板和控制盒。中空玻璃板采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板的内腔四周环设有加热装置，加热装置通过导线与控制盒内的控制电路连接，中空玻璃板的内腔通过管路与控制盒内的气泵连接，中空玻璃板密封设置在双目相机的镜头前方，控制盒固定设置在双目相机上，控制盒内设置有气泵、控制电路以及电源。利用中空玻璃板将镜头与外界隔离，通过中空玻璃板自身进行循环加热，防止湿冷空气集聚、凝结从而达到防冰的效果。整个装置设计合理，结构巧妙，成本低廉。
Description
技术领域
本申请涉及输电线路监测技术领域，尤其涉及一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置。
背景技术
输电线路导线安全间距是线路正常安全运行的前提之一，为了保证输电线路的安全运行，对不同电压等级的线路的导线安全间距有不同的要求，高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障。因此对交叉跨越距离的测量就显得尤为重要。针对这一问题，各地研发、试验了诸如利用激光测距定位、无人机检测、摄影测量技术等方面的解决方案，如CN104807449A公开了一种基于立体摄影测量的输电线路交叉跨越测量系统，所述系统包括相机控制模块、校验模块和数据处理模块；所述相机控制模块用于控制双目系统中两部立体相机同步拍摄图像，并将所拍摄图像导出到设定目录；所述校验模块完成标靶的量测、双目系统的校验并将校验获得的参数保存在文件中；数据处理模块用于量测拍摄的输电线之间或者是输电线和其他被交跨物体之间的距离。在使用时，通常将装置固定安装到输电线路的杆塔上，利用杆塔作为支撑对输电线路进行拍摄。由于杆塔分布广，在较高的寒冷山区或者因天气异常出现雾凇、冰霜等天气时，摄像装置上的镜头也被冰霜覆盖，无法正常工作。
发明内容
为解决上述问题，本申请采用如下技术方案实现：
一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，包括双目相机，所述双目相机上设置有恒温循环防凝结装置；
所述恒温循环防凝结装置包括中空玻璃板和控制盒；
所述中空玻璃板采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板的内腔四周环设有加热装置；加热装置沿着中空玻璃板的内腔四周分布就不会影响整个中空玻璃板的透光性，避免因增加中空玻璃板而导致相机工作不稳定或者影响相机工作。
所述加热装置通过导线与控制盒内的控制电路连接；
所述中空玻璃板的内腔通过管路与控制盒内的气泵连接；
所述中空玻璃板密封设置在双目相机的镜头前方；中空玻璃板与双目相机的外壳紧密连接，并设置在镜头的前方，保证空气不能随意在中空玻璃板与镜头之间流动，这样就可以保证镜头不会结冰。经过研究发现，户外形成冰霜主要是因为三个原因：气温下降、水汽、水汽集聚，因此想要防止产生结冰，阻断水汽以及防止水汽集聚是一个途径。这里利用中空玻璃板对镜头进行密封，可以有效防止水汽产生和水汽集聚。
所述控制盒固定设置在所述双目相机上，控制盒内设置有所述气泵、控制电路以及电源。工作时，根据气象部门的预警信息控制恒温循环防凝结装置，比如气象部门预警有低温天气，则启动恒温循环防凝结装置进行工作。控制电路首先控制气泵对中空玻璃板的内腔充入空气，然后再控制加热装置对中空玻璃板的内腔中的空气进行加热，这样整块中空玻璃板的温度就可以保持在一定的范围，这个温度范围比环境温度要高，湿冷空气遇到中空玻璃板的外表面(远离相机镜头的一面)时就不会产生凝结，也就防止了结冰，保证相机镜头始终能够观察到目标。这样的方式由于所需要加热的面积很小，能耗很低，另外，由于采用分立式结构设计，可以非常方便地安装到现有的相机上而无需对相机进行太大改动，大大节省了改造、安装的成本。
优选地，所述中空玻璃板的底部引出加热装置导线，加热装置导线与控制电路连接，用于为所述加热装置提供电流回路；
所述气泵包括出气泵和进气泵；
所述中空玻璃板的内腔分别连通设置有进气管和出气管，所述进气管与进气泵连接，所述出气管与出气泵连接；
所述控制电路包括控制器，所述控制器的输出端分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器的控制端连接；所述第一继电器与所述出气泵连接，所述第二继电器与所述进气泵连接，所述第三继电器与所述加热装置连接。需要给中空玻璃板的内腔换气或者充气时，控制器通过控制第一继电器、第二继电器进而控制出气泵、进气泵实现。需要加热时，控制器控制第三继电器接通加热装置的电源实现加热。这样的控制方式比较简单，而且能够根据需要随时改变逻辑控制。这里需要说明的是，增加气泵给中空玻璃板的内腔充气、抽气或者换气的目的是为了保证相机能够在最优环境下使用：由于光从不同密度的介质射入会产生折射，在没有低温的情况下，通常将中空玻璃内腔的空气都抽出来，减轻光路的干扰。只有在低温环境时才充入空气，利用空气进行热循环，循环的时候也可以通过气泵辅助，或者仅依靠其自身热交换也可以。
优选地，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制器的输入端连接，用于检测环境的温度值；
所述控制盒的侧面开设有温度传感器固定孔，所述温度传感器固定设置在所述温度传感器固定孔内。这里设置温度传感器主要用于实现自动控制的作用。当温度传感器检测到环境温度低于预设的值时，自动启动恒温循环防凝结装置进行工作，这样就可以不用依赖于气象部门，而且也减少了人工启动的环境，大大降低了人工成本。
优选地，所述温度传感器为热敏电阻器。
优选地，所述控制器为具有模数转换模块的单片机，所述热敏电阻器与所述单片机的模数转换模块的接口连接。这样的选型能大幅节省硬件的成本，而且也能够降低整个控制电路的功耗。
优选地，所述加热装置为PTC热敏电阻片，整个加热装置呈口字形结构，环设固定在中空玻璃板的内腔壁上。PTC热敏电阻片具有非常好的加热能力，在达到预定温度后能够自动保护，这样的方式可以不用额外设计温度反馈电路，进一步节省了成本。
优选地，所述PTC热敏电阻片的加热温度为45℃~60℃之间。
优选地，所述镜头和中空玻璃板之间还设置有隔热罩，所述隔热罩采用反光材料制成一侧敞口的容器结构，能够容纳所述中空玻璃板；
所述隔热罩的底部开设有镜头孔，该镜头孔与所述镜头相互对应匹配。隔热罩的作用有两个，其一是减少中空玻璃板的热损耗，降低能源损耗，隔热罩就好像一张被子，将中空玻璃板的四周以及背面包裹住，不让热量向五个方向散发。其二是尽可能隔绝中空玻璃板向镜头散发的热量，影响镜头工作甚至影响其使用寿命。
优选地，所述恒温循环防凝结装置的前方还设置有电动雨刮，所述电动雨刮的底座固定设置在双目相机的外壳上，电动雨刮的活动部与所述中空玻璃板的外侧接触。电动雨刮是常规的技术，可以直接采购现有的模块使用，能够防止在特殊情况下因水汽过大造成中空玻璃板的外侧面模糊而影响相机工作。
优选地，所述气泵为直流隔膜泵。直流隔膜泵自身就带有闭锁的功能，这样可以减少阀门的适应，进一步降低硬件成本。
本申请公开的一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，包括双目相机，双目相机上设置有恒温循环防凝结装置，恒温循环防凝结装置包括中空玻璃板和控制盒。中空玻璃板采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板的内腔四周环设有加热装置，加热装置通过导线与控制盒内的控制电路连接，中空玻璃板的内腔通过管路与控制盒内的气泵连接，中空玻璃板密封设置在双目相机的镜头前方，控制盒固定设置在双目相机上，控制盒内设置有气泵、控制电路以及电源。本申请利用中空玻璃板将镜头与外界隔离，然后通过中空玻璃板自身进行循环加热，防止湿冷空气集聚、凝结从而达到防冰的效果。整个装置设计合理，结构巧妙，成本低廉，操作方便，便于组装和检修。
附图说明
图1是本申请提供的实施例总体结构示意图；
图2是本申请提供的实施例主视图；
图3是本申请提供的实施例俯视图；
图4是本申请提供的实施例左视图；
图5是本申请提供的实施例爆炸示意图；
图6是本申请提供的实施例中中空玻璃板的局部剖视图；
图7是本申请提供的实施例中中空玻璃板内电路、气路连接示意图；
图8是本申请提供的实施例中控制电路图；
图9是本申请提供的实施例增加电动雨刮后的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~9，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1~8所示，一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，包括双目相机1，双目相机1上设置有恒温循环防凝结装置2，其中双目相机1是采购现有的成熟产品。
如图5和图6所示，恒温循环防凝结装置2包括中空玻璃板20和控制盒21。中空玻璃板20采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板20的内腔四周环设有加热装置201。加热装置201沿着中空玻璃板20的内腔四周分布就不会影响整个中空玻璃板20的透光性，避免因增加中空玻璃板20而导致相机工作不稳定或者影响相机工作。本实施例优选加热装置201为PTC热敏电阻片，PTC热敏电阻片的加热温度为45℃~60℃之间。整个加热装置201呈口字形结构，环设固定在中空玻璃板20的内腔壁上。PTC热敏电阻片具有非常好的加热能力，在达到预定温度后能够自动保护，这样的方式可以不用额外设计温度反馈电路，进一步节省了成本。
如图6~8所示，加热装置201通过导线与控制盒21内的控制电路连接。中空玻璃板20的内腔通过管路与控制盒21内的气泵连接。气泵为直流隔膜泵。直流隔膜泵自身就带有闭锁的功能，这样可以减少阀门的适应，进一步降低硬件成本。中空玻璃板20密封设置在双目相机1的镜头10前方。中空玻璃板20与双目相机1的外壳紧密连接，并设置在镜头10的前方，保证空气不能随意在中空玻璃板20与镜头10之间流动，这样就可以保证镜头不会结冰。经过研究发现，户外形成冰霜主要是因为三个原因：气温下降、水汽、水汽集聚，因此想要防止产生结冰，阻断水汽以及防止水汽集聚是一个途径。这里利用中空玻璃板20对镜头10进行密封，可以有效防止水汽产生和水汽集聚。
控制盒21固定设置在双目相机1上，控制盒21内设置有气泵、控制电路以及电源。工作时，根据气象部门的预警信息控制恒温循环防凝结装置2，比如气象部门预警有低温天气，则启动恒温循环防凝结装置2进行工作。控制电路首先控制气泵对中空玻璃板20的内腔充入空气，然后再控制加热装置201对中空玻璃板20的内腔中的空气进行加热，这样整块中空玻璃板20的温度就可以保持在一定的范围，这个温度范围比环境温度要高，湿冷空气遇到中空玻璃板20的外表面(远离相机镜头的一面)时就不会产生凝结，也就防止了结冰，保证相机镜头始终能够观察到目标。这样的方式由于所需要加热的面积很小，能耗很低，另外，由于采用分立式结构设计，可以非常方便地安装到现有的相机上而无需对相机进行太大改动，大大节省了改造、安装的成本。
在一实施例中，中空玻璃板20的底部引出加热装置导线202，加热装置导线202与控制电路连接，用于为加热装置201提供电流回路。气泵包括出气泵P1和进气泵P2。中空玻璃板20的内腔分别连通设置有进气管203和出气管204，进气管203与进气泵P2连接，出气管204与出气泵P1连接。控制电路包括控制器U，控制器U的输出端分别与第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3的控制端连接。第一继电器KA1与出气泵P1连接，第二继电器KA2与进气泵P2连接，第三继电器KA3与加热装置201连接。需要给中空玻璃板20的内腔换气或者充气时，控制器通过控制第一继电器KA1、第二继电器KA2进而控制出气泵P1、进气泵P2实现。需要加热时，控制器控制第三继电器KA3接通加热装置201的电源实现加热。这样的控制方式比较简单，而且能够根据需要随时改变逻辑控制。这里需要说明的是，增加气泵给中空玻璃板20的内腔充气、抽气或者换气的目的是为了保证相机能够在最优环境下使用：由于光从不同密度的介质射入会产生折射，在没有低温的情况下，通常将中空玻璃内腔的空气都抽出来，减轻光路的干扰。只有在低温环境时才充入空气，利用空气进行热循环，循环的时候也可以通过气泵辅助，或者仅依靠其自身热交换也可以。此外，还包括温度传感器T，温度传感器T与控制器的输入端连接，用于检测环境的温度值。本实施例优选温度传感器T为热敏电阻器，控制器U为具有模数转换模块的单片机，热敏电阻器与单片机的模数转换模块的接口连接。这样的选型能大幅节省硬件的成本，而且也能够降低整个控制电路的功耗。控制盒21的侧面开设有温度传感器固定孔210，温度传感器T固定设置在温度传感器固定孔210内。这里设置温度传感器T主要用于实现自动控制的作用。当温度传感器T检测到环境温度低于预设的值时，自动启动恒温循环防凝结装置2进行工作，这样就可以不用依赖于气象部门，而且也减少了人工启动的环境，大大降低了人工成本。
在一实施例中，镜头10和中空玻璃板20之间还设置有隔热罩22，隔热罩22采用反光材料制成一侧敞口的容器结构，能够容纳中空玻璃板20。隔热罩22的底部开设有镜头孔220，该镜头孔220与镜头10相互对应匹配。隔热罩22的作用有两个，其一是减少中空玻璃板20的热损耗，降低能源损耗，隔热罩22就好像一张被子，将中空玻璃板20的四周以及背面包裹住，不让热量向五个方向散发。其二是尽可能隔绝中空玻璃板20向镜头散发的热量，影响镜头工作甚至影响其使用寿命。隔热罩22可以用铝箔或者各种反光的泡棉制成。此外，恒温循环防凝结装置2的前方还设置有电动雨刮3，电动雨刮3的底座固定设置在双目相机1的外壳上，电动雨刮3的活动部与中空玻璃板20的外侧接触。电动雨刮3是常规的技术，可以直接采购现有的模块使用，能够防止在特殊情况下因水汽过大造成中空玻璃板20的外侧面模糊而影响相机工作。
本申请公开的一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，包括双目相机，双目相机上设置有恒温循环防凝结装置，恒温循环防凝结装置包括中空玻璃板和控制盒。中空玻璃板采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板的内腔四周环设有加热装置，加热装置通过导线与控制盒内的控制电路连接，中空玻璃板的内腔通过管路与控制盒内的气泵连接，中空玻璃板密封设置在双目相机的镜头前方，控制盒固定设置在双目相机上，控制盒内设置有气泵、控制电路以及电源。本申请利用中空玻璃板将镜头与外界隔离，然后通过中空玻璃板自身进行循环加热，防止湿冷空气集聚、凝结从而达到防冰的效果。整个装置设计合理，结构巧妙，成本低廉，操作方便，便于组装和检修。
Claims (9)
1.一种防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于，包括双目相机(1)，所述双目相机(1)上设置有恒温循环防凝结装置(2)；
所述恒温循环防凝结装置(2)包括中空玻璃板(20)和控制盒(21)；
所述中空玻璃板(20)采用透明的玻璃材质制成中空板状结构，该中空玻璃板(20)的内腔四周环设有加热装置(201)；
所述加热装置(201)通过导线与控制盒(21)内的控制电路连接；
所述中空玻璃板(20)的内腔通过管路与控制盒(21)内的气泵连接；
所述中空玻璃板(20)密封设置在双目相机(1)的镜头(10)前方；
所述控制盒(21)固定设置在所述双目相机(1)上，控制盒(21)内设置有所述气泵、控制电路以及电源；所述中空玻璃板(20)的底部引出加热装置导线(202)，加热装置导线(202)与控制电路连接，用于为所述加热装置(201)提供电流回路；
所述气泵包括出气泵(P1)和进气泵(P2)；
所述中空玻璃板(20)的内腔分别连通设置有进气管(203)和出气管(204)，所述进气管(203)与进气泵(P2)连接，所述出气管(204)与出气泵(P1)连接；
所述控制电路包括控制器(U)，所述控制器(U)的输出端分别与第一继电器(KA1)、第二继电器(KA2)、第三继电器(KA3)的控制端连接；所述第一继电器(KA1)与所述出气泵(P1)连接，所述第二继电器(KA2)与所述进气泵(P2)连接，所述第三继电器(KA3)与所述加热装置(201)连接。
2.根据权利要求1所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：还包括温度传感器(T)，所述温度传感器(T)与所述控制器的输入端连接，用于检测环境的温度值；
所述控制盒(21)的侧面开设有温度传感器固定孔(210)，所述温度传感器(T)固定设置在所述温度传感器固定孔(210)内。
3.根据权利要求2所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述温度传感器(T)为热敏电阻器。
4.根据权利要求3所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述控制器(U)为具有模数转换模块的单片机，所述热敏电阻器与所述单片机的模数转换模块的接口连接。
5.根据权利要求1所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述加热装置(201)为PTC热敏电阻片，整个加热装置(201)呈口字形结构，环设固定在中空玻璃板(20)的内腔壁上。
6.根据权利要求5所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述PTC热敏电阻片的加热温度为45℃60℃之间。
7.根据权利要求1所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述镜头(10)和中空玻璃板(20)之间还设置有隔热罩(22)，所述隔热罩(22)采用反光材料制成一侧敞口的容器结构，能够容纳所述中空玻璃板(20)；
所述隔热罩(22)的底部开设有镜头孔(220)，该镜头孔(220)与所述镜头(10)相互对应匹配。
8.根据权利要求1所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述恒温循环防凝结装置(2)的前方还设置有电动雨刮(3)，所述电动雨刮(3)的底座固定设置在双目相机(1)的外壳上，电动雨刮(3)的活动部与所述中空玻璃板(20)的外侧接触。
9.根据权利要求1所述的防冰双目视觉输电线路交叉跨越点在线监测装置，其特征在于：所述气泵为直流隔膜泵。
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| CN108020981A (zh) * | 2015-12-10 | 2018-05-11 | 福州鑫图光电有限公司 | 具有防凝露功能且安装方便的制冷相机 |
| CN208479767U (zh) * | 2018-06-04 | 2019-02-05 | 广州知恩互联网服务有限公司 | 一种基于物联网的室内安全环境监控摄像机 |
| CN112678005A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | 轨交中空玻璃热循环系统 |
-
2021
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004278943A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Gas & Power:Kk | ドライエアを用いる作業装置 |
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| CN208479767U (zh) * | 2018-06-04 | 2019-02-05 | 广州知恩互联网服务有限公司 | 一种基于物联网的室内安全环境监控摄像机 |
| CN112678005A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | 轨交中空玻璃热循环系统 |
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