CN115941892A - 一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，氧化炉包括氧化炉本体和预氧化反应空间，预氧化反应空间设置于氧化炉本体内部；摄像机及风冷系统设置于氧化炉本体顶部，位于预氧化反应空间上方；摄像机及风冷系统包括数个风冷装置和数个高清摄像机，高清摄像机设置于风冷装置内部；风冷装置连接于压缩空气供气及过滤系统。本装置可应用于各类非液态金属炉窑及无照明高温受限空间视频监控，热置换效率较高；能够对外保护镜片持续进行清理，可应用于高温粉尘环境工况；本装置摄像机与风冷系统为组装形式，摄像机方便拆解维修，同时，其LED灯组位于风冷系统可拆卸端盖上，当LED灯组出现故障后可拆卸端盖进行更换，维修方便。

Description

一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置

技术领域

本发明属于视频监控装置技术领域，特别是涉及一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置。

背景技术

由于碳纤维生产过程中原丝在氧化炉阶段进行预氧化反应时，原丝表面油剂被氧化后产生细颗粒状硅粉聚集在气流分布板上，当产线运行较长时间后，硅粉与氧化炉内毛丝粘结后会堵塞分布板气流分配孔，造成炉内气流循环不畅及气流分布不均匀，影响原丝预氧化程度及均质预氧化水平下降，并造成碳纤维性能出现无征兆波动或下滑。但氧化炉内气流分布板所在空间为炉内密闭结构，无法直接观察分布板上硅粉情况。同时预氧丝检验指标也无法与氧化炉分布板硅粉状态进行准确关联，造成产线在运行一段时间后碳纤维性能出现波动时，无法确定性能波动是否由氧化炉分布板硅粉堆积造成。该装置旨在氧化炉内易出现硅粉堵塞区域加装特制耐高温高清摄像头，对氧化炉分布板硅粉情况进行实时监控，当硅粉达到一定程度时在碳纤维性能出现无征兆波动前及时计划停车进行清理，利于高效生产及产品质量稳定性。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中氧化炉内气流分布板所在空间为炉内密闭结构，难以直接观察分布板上硅粉情况；同时预氧丝检验指标也无法与氧化炉分布板硅粉状态进行准确关联，造成产线在运行一段时间后碳纤维性能出现波动时，无法确定性能波动是否由氧化炉分布板硅粉堆积造成的问题。保证硅粉状态能够得到实时跟踪监控，以便根据硅粉状态及时对预氧化工艺进行调整，避免因预氧化工艺异常导致碳纤维出现无征兆性能波动和紧急停车清理造成的生产秩序混乱问题。

为了实现本发明目的，本发明公开了一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，包括氧化炉、摄像机及风冷系统、压缩空气供气及过滤系统；氧化炉包括氧化炉本体和预氧化反应空间，预氧化反应空间设置于氧化炉本体内部；摄像机及风冷系统设置于氧化炉本体顶部，位于预氧化反应空间上方；摄像机及风冷系统包括数个风冷装置和数个高清摄像机，高清摄像机设置于风冷装置内部；风冷装置连接于压缩空气供气及过滤系统；压缩空气供气及过滤系统通过管道连接外部压缩空气，将外部压缩空气过滤后通过管道输入至风冷装置，风冷装置对自身及高清摄像机进行持续降温及清洁，高清摄像机用于监控预氧化反应空间的状态。

进一步地，预氧化反应空间上方设置有第一层分布板和第二层分布板，均开设有密集点阵式的气流分配孔；高清摄像机位于第一层分布板和第二层分布板上方，用于观察第一层分布板和通过第一层分布板的气流分配孔观察下方第二层分布板上的硅粉堆积情况。

进一步地，风冷装置上方连接有风冷装置固定组件，风冷装置固定组件通过风冷装置固定螺栓固定于氧化炉本体顶板，且风冷装置位于氧化炉本体内侧；氧化炉本体顶板与风冷装置之间设置有密封圈，用于实现氧化炉的密封。

进一步地，压缩空气供气及过滤系统包括压缩空气流量调节阀、压缩空气稳压阀、压缩空气干燥过滤器，均设置于压缩空气管道上；外部压缩空气首先经过压缩空气干燥过滤器，对压缩空气进行过滤和干燥，随后经过压缩空气稳压阀进行稳压，接着经过压缩空气流量调节阀，调节压缩空气的气流大小；调节后的压缩空气通过进气软管输入至风冷装置顶部的压缩空气进气口，为风冷装置提供风源。

进一步地，风冷装置顶部设置有热交换压缩空气出气口，经换热后的压缩空气从热交换压缩空气出气口连接至其他需要压缩空气的装置上，避免能源浪费。

进一步地，风冷装置上方通过螺纹设置有风冷装置上端盖，用于实现快速装卸，风冷装置上端盖上设置有压缩空气进气口和热交换压缩空气出气口；高清摄像机上方设置有上端盖隔挡，上端盖隔挡位于风冷装置上端盖和高清摄像机之间。

进一步地，风冷装置本体为筒状结构，风冷装置内部设置有数个风冷装置竖隔挡，风冷装置竖隔挡与高清摄像机安装方向平行，将高清摄像机设置于数个风冷装置竖隔挡中央位置；风冷装置底部设置有风冷装置下端盖，风冷装置下端盖通过螺纹丝扣与风冷装置螺纹连接，用于实现快速装卸；风冷装置下端盖底部设置有耐高温防爆玻璃镜片，用于保护高清摄像机的镜头，高清摄像机与高温防爆玻璃镜片之间设置有尼龙密封垫；风冷装置下端盖托起耐高温防爆玻璃镜片。

进一步地，耐高温防爆玻璃镜片上方设置有数个耐高温灯组；尼龙密封垫上设置有数个压缩空气进/出气孔。

进一步地，风冷装置下端盖内外壁之间为环状内腔，风冷装置下端盖内圈上呈360°均匀分布数个压缩空气出气孔。

进一步地，风冷装置竖隔挡数量为四个，包括第一竖隔挡、第二竖隔挡、第三竖隔挡、第四竖隔挡；四个竖隔挡均匀分布于于高清摄像机四周，相邻之间互呈90°，平行于高清摄像机安装方向设置，将风冷装置与高清摄像机之间的气流热交换区分割成四个区域；其中，第一竖隔挡和第二竖隔挡，第一竖隔挡和第四竖隔挡对应的区域上方连通于压缩空气进气口，用于压缩空气流入；第三竖隔挡和第二竖隔挡，第三竖隔挡和第四竖隔挡对应的区域上方连通于热交换压缩空气出气口，用于热交换空气流出；通过压缩空气的流入和热交换空气的流出，对高清摄像机、耐高温防爆玻璃镜片和耐高温灯组进行散热；同时，压缩空气能够对暴露在硅粉毛丝环境中的耐高温防爆玻璃镜片外表面进行持续清理，防止毛丝及硅粉污染镜片表面影响画质。

与现有技术相比，本发明的显著进步在于：1)可内置于高温密闭空间，且风冷装置自带照明灯组，可应用于各类非液态金属炉窑及无照明高温受限空间视频监控；2)该装置冷却用压缩空气分两路对摄像机本体、摄像机镜头及外保护镜头进行层流热置换冷却，热置换效率较高；3)该装置利用压缩空气对外保护镜片持续进行清理，可应用于高温粉尘环境工况；4)该装置摄像机与风冷系统为组装形式，摄像机方便拆解维修，同时，其LED灯组位于风冷系统可拆卸端盖上，当LED灯组出现故障后可拆卸端盖进行更换，维修方便。

为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置整体示意图；

图2是摄像机及风冷系统底部结构示意图；

图3是摄像机及风冷系统顶部结构示意图；

图4是风冷装置俯视图；

图中附图标记为：氧化炉本体1，预氧化反应空间2，第一层分布板3，第二层分布板4，风冷装置6，高清摄像机7，密封圈8，风冷装置固定组件9，风冷装置固定螺栓10，压缩空气流量调节阀11，压缩空气稳压阀12，压缩空气干燥过滤器13，压缩空气进气口14，进气软管15，热交换压缩空气出气口16，风冷装置下端盖17，尼龙密封垫18，压缩空气进/出气孔19，耐高温防爆玻璃镜片20，耐高温灯组21，压缩空气出气孔22，螺纹丝扣23，风冷装置竖隔挡24，第一竖隔挡24-1，第二竖隔挡24-2，第三竖隔挡24-3，第四竖隔挡24-4，风冷装置上端盖25，上端盖隔挡26。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；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。

实施例

如图1所示，预氧化反应空间2设置于氧化炉本体1内部；摄像机及风冷系统设置于氧化炉本体1顶部，位于预氧化反应空间2上方；摄像机及风冷系统包括数个风冷装置6和数个高清摄像机7，高清摄像机7设置于风冷装置6内部；风冷装置6连接于压缩空气供气及过滤系统；压缩空气供气及过滤系统通过管道连接外部压缩空气，将外部压缩空气过滤后通过管道输入至风冷装置6，风冷装置6对自身及高清摄像机7进行持续降温及清洁，高清摄像机7用于监控预氧化反应空间2的状态。预氧化反应空间2上方设置有第一层分布板3和第二层分布板4，均开设有密集点阵式的气流分配孔；高清摄像机7位于第一层分布板3和第二层分布板4上方，用于观察第一层分布板3和通过第一层分布板3的气流分配孔观察下方第二层分布板4上的硅粉堆积情况。风冷装置6上方连接有风冷装置固定组件9，风冷装置固定组件9通过风冷装置固定螺栓10固定于氧化炉本体1顶板，且风冷装置6位于氧化炉本体1内侧；氧化炉本体1顶板与风冷装置6之间设置有密封圈8，用于实现氧化炉的密封。

具体地，在本实施例中，高清摄像机7为耐高温夜视可变焦摄像机，低可见度下保证视野清晰，可在环境温度100℃以内长期工作。高清摄像机7固定在风冷装置6内，可保证其工作环境温度低于炉内环境温度(230-270℃)，生产期间可通过程控计算机调整摄像机焦距。

如图1、图3所示，压缩空气供气及过滤系统包括压缩空气流量调节阀11、压缩空气稳压阀12、压缩空气干燥过滤器13，均设置于压缩空气管道上；外部压缩空气首先经过压缩空气干燥过滤器13，对压缩空气进行过滤和干燥，随后经过压缩空气稳压阀12进行稳压，接着经过压缩空气流量调节阀11，调节压缩空气的气流大小；调节后的压缩空气通过进气软管15输入至风冷装置6顶部的压缩空气进气口14，为风冷装置6提供风源。风冷装置6顶部设置有热交换压缩空气出气口16，经换热后的压缩空气从热交换压缩空气出气口16连接至其他需要压缩空气的装置上，避免能源浪费。

如图2所示，风冷装置6本体为耐热不锈钢筒，通过四个风冷装置竖隔挡24将高清摄像机7固定在风冷装置6中央，通过下方风冷装置下端盖17托起耐高温防爆玻璃镜片20，耐高温防爆玻璃镜片20上围绕高清摄像机7固定有8个LED耐高温灯组21。风冷装置下端盖17为可拆卸结构，通过螺纹丝扣23螺纹连接于风冷装置6底部；风冷装置下端盖17内圈上呈360°均匀分布24个压缩空气出气孔22。环状尼龙密封垫18位于高清摄像机7与耐高温防爆玻璃镜片20之间，其上有20个压缩空气进/出气孔19。

如图2、图3、图4所示，风冷装置6内壁固定有4个相邻互呈90°的风冷装置竖隔挡24，每个风冷装置竖隔挡24与高清摄像机7安装方向平行，风冷装置竖隔挡24中间放置高清摄像机7。风冷装置6本体上方为风冷装置上端盖25，风冷装置上端盖25上有压缩空气进气口14和热交换压缩空气出气口16。环状尼龙密封垫18位于高清摄像机7与耐高温防爆玻璃镜片20之间，其上有20个压缩空气进/出气孔19，风冷装置下端盖17内外壁之间为环状内腔，风冷装置下端盖17内圈上有24个压缩空气出气孔22。4个风冷装置竖隔挡24平行于高清摄像机7安装方向设置，将风冷装置6与高清摄像机7之间的气流热交换区分割成四个区域；其中，第四竖隔挡24-4和第一竖隔挡24-1之间为a区域，第一竖隔挡24-1和第二竖隔挡24-2之间为b区域，第二竖隔挡24-2和第三竖隔挡24-3之间为c区域，第三竖隔挡24-3和第四竖隔挡24-4之间为d区域。压缩空气进气口14连接风冷装置上端盖25，位于第一竖隔挡24-1正上方；c、d区域及高清摄像机7正上方有可固定于风冷装置6本体上的上端盖隔挡26，热交换压缩空气出气口16连通上端盖隔挡26和风冷装置上端盖25，位于第三竖隔挡24-3正上方。第二竖隔挡24-2与第四竖隔挡24-4将高清摄像机7与风冷装置6本体外壳之间的气流热交换区分割成左右两个部分；一部分压缩空气自压缩空气进气口14进入，流经a、b、区域后通过环状尼龙密封垫18上位于a、b区域的压缩空气进/出气孔19进入到高清摄像机7与耐高温防爆玻璃镜片20之间的空间，随后自c、d区域的压缩空气进/出气孔19进入到c、d区域，完成对高清摄像机7镜头与耐高温防爆玻璃镜片20的降温及清洁过程；另一部分压缩空气进入到风冷装置下端盖17内外壁之间的环状内腔，通过内圈上的24个小孔完成对耐高温防爆玻璃镜片20及位于镜片上方的LED耐高温灯组21的降温，同时通过该设计，压缩空气可对暴露在硅粉毛丝环境中的镜片外表面进行持续清理，防止毛丝及硅粉污染镜片表面影响画质。

具体地，在本实施例中，压缩空气进气口14流入风冷装置6的气流部分会沿着氧化炉本体1炉壁与预氧化反应空间2之间的空间向下运动，直至运动至氧化炉本体1炉底与预氧化反应空间2底部，完成热交换后向上运动至第一层分布板3与氧化炉本体1顶部的空间，实现冷热气流的循环运动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，包括氧化炉、摄像机及风冷系统、压缩空气供气及过滤系统；所述氧化炉包括氧化炉本体(1)和预氧化反应空间(2)，预氧化反应空间(2)设置于氧化炉本体(1)内部；所述摄像机及风冷系统设置于氧化炉本体(1)顶部，位于预氧化反应空间(2)上方；所述摄像机及风冷系统包括数个风冷装置(6)和数个高清摄像机(7)，高清摄像机(7)设置于风冷装置(6)内部；所述风冷装置(6)连接于压缩空气供气及过滤系统；压缩空气供气及过滤系统通过管道连接外部压缩空气，将外部压缩空气过滤后通过管道输入至风冷装置(6)，风冷装置(6)对自身及高清摄像机(7)进行持续降温及清洁，高清摄像机(7)用于监控预氧化反应空间(2)的状态。

2.根据权利要求1所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述预氧化反应空间(2)上方设置有第一层分布板(3)和第二层分布板(4)，均开设有密集点阵式的气流分配孔；高清摄像机(7)位于第一层分布板(3)和第二层分布板(4)上方，用于观察第一层分布板(3)和通过第一层分布板(3)的气流分配孔观察下方第二层分布板(4)上的硅粉堆积情况。

3.根据权利要求1所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置(6)上方连接有风冷装置固定组件(9)，风冷装置固定组件(9)通过风冷装置固定螺栓(10)固定于氧化炉本体(1)顶板，且风冷装置(6)位于氧化炉本体(1)内侧；氧化炉本体(1)顶板与风冷装置(6)之间设置有密封圈(8)，用于实现氧化炉的密封。

4.根据权利要求1所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述压缩空气供气及过滤系统包括压缩空气流量调节阀(11)、压缩空气稳压阀(12)、压缩空气干燥过滤器(13)，均设置于压缩空气管道上；外部压缩空气首先经过压缩空气干燥过滤器(13)，对压缩空气进行过滤和干燥，随后经过压缩空气稳压阀(12)进行稳压，接着经过压缩空气流量调节阀(11)，调节压缩空气的气流大小；调节后的压缩空气通过进气软管(15)输入至风冷装置(6)顶部的压缩空气进气口(14)，为风冷装置(6)提供风源。

5.根据权利要求4所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置(6)顶部设置有热交换压缩空气出气口(16)，经换热后的压缩空气从热交换压缩空气出气口(16)连接至其他需要压缩空气的装置上，避免能源浪费。

6.根据权利要求5所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置(6)上方通过螺纹设置有风冷装置上端盖(25)，风冷装置上端盖(25)上设置有压缩空气进气口(14)和热交换压缩空气出气口(16)；所述高清摄像机(7)上方设置有上端盖隔挡(26)，所述上端盖隔挡(26)位于风冷装置上端盖(25)和高清摄像机(7)之间。

7.根据权利要求6所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置(6)本体为筒状结构，风冷装置(6)内部设置有数个风冷装置竖隔挡(24)，风冷装置竖隔挡(24)与高清摄像机(7)安装方向平行，将高清摄像机(7)设置于数个风冷装置竖隔挡(24)中央位置；风冷装置(6)底部设置有风冷装置下端盖(17)，风冷装置下端盖(17)通过螺纹丝扣(23)与风冷装置(6)螺纹连接；风冷装置下端盖(17)底部设置有耐高温防爆玻璃镜片(20)，用于保护高清摄像机(7)的镜头，高清摄像机(7)与高温防爆玻璃镜片(20)之间设置有尼龙密封垫(18)；风冷装置下端盖(17)托起耐高温防爆玻璃镜片(20)。

8.根据权利要求7所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述耐高温防爆玻璃镜片(20)上方设置有数个耐高温灯组(21)；尼龙密封垫(18)上设置有数个压缩空气进/出气孔(19)。

9.根据权利要求8所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置下端盖(17)内外壁之间为环状内腔，风冷装置下端盖(17)内圈上呈360°均匀分布数个压缩空气出气孔(22)。

10.根据权利要求9所述的一种高温粉尘低可见度环境用可变焦视频监控装置，其特征在于，所述风冷装置竖隔挡(24)数量为四个，包括第一竖隔挡(24-1)、第二竖隔挡(24-2)、第三竖隔挡(24-3)、第四竖隔挡(24-4)；四个竖隔挡均匀分布于于高清摄像机(7)四周，相邻之间互呈90°，平行于高清摄像机(7)安装方向设置，将风冷装置(6)与高清摄像机(7)之间的气流热交换区分割成四个区域；其中，第一竖隔挡(24-1)和第二竖隔挡(24-2)，第一竖隔挡(24-1)和第四竖隔挡(24-4)对应的区域上方连通于压缩空气进气口(14)，用于压缩空气流入；第三竖隔挡(24-3)和第二竖隔挡(24-2)，第三竖隔挡(24-3)和第四竖隔挡(24-4)对应的区域上方连通于热交换压缩空气出气口(16)，用于热交换空气流出；通过压缩空气的流入和热交换空气的流出，对高清摄像机(7)、耐高温防爆玻璃镜片(20)和耐高温灯组(21)进行散热；同时，压缩空气能够对暴露在硅粉毛丝环境中的耐高温防爆玻璃镜片(20)外表面进行持续清理，防止毛丝及硅粉污染镜片表面影响画质。

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