CN116456167B - 一种红外成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于红外成像技术领域的一种红外成像镜头,通过对外界空气湿度进行监测,在一定程度上可反映外界是否存在雾或雨雪等湿气较大的恶劣环境,当监测湿度超出正常湿度水平,同时成像摄像头成像的画面中未识别到人形时,可通过控湿模块对成像摄像头表面进行清洁除湿操作,先将外界气体高速率输入柔性除湿囊中,使其逐渐膨胀至趋近最大充气状态,与成像摄像头表面挤压接触,随后采用低速率,在保持柔性除湿囊膨胀状态的基础上,使输入柔性除湿囊的气体分散通过多个微孔向成像摄像头表面吹出,加速成像摄像头表面干燥速率,并结合对气体的加热以及对柔性除湿囊的引转过程,可进一步提高成像摄像头干燥速率以及实现清洁过程。
Description
技术领域
本申请涉及红外成像技术领域,特别涉及一种红外成像镜头。
背景技术
红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外,称为红外线,又称红外辐射。其中波长为0.78-2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0-1000微米的部分称为热红外线。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。
热红外成像通过热红外敏感CCD对物体进行成像,能反映出物体表面的温度场。可以准确地识别人形、动物等轮廓清晰成像,可获取图像中任意一点的温度值,实现24小时全天候无人值守运行,在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。
但现有的红外热成像在户外使用时容易收到外界恶劣环境影响,如雾霾、下雨、下雪等湿气较大的环境,空气中的水分容易停留在成像镜头上,不仅造成成像视线模糊,难以判断目标物体的准确位置,同时还容易影响图像中目标物体的温度测量准确性。
发明内容
本申请目的在于解决现有红外镜头在户外使用时容易受恶劣环境中的湿气影响,造成图像目标位置不准、温度测量误差大的问题,相比现有技术提供一种红外成像镜头,包括镜头本体和红外热成像系统,镜头本体包括安装座,安装座的外端固定连接有镜筒,镜筒的内部固定连接有成像摄像头,其特征在于,镜筒远离安装座的一端固定连接有盖板,盖板的内表面固定连接有湿度传感器和弧板,弧板位于湿度传感器和镜筒之间,弧板的内侧设有柔性除湿囊,且柔性除湿囊的上表面与弧板内表面固定连接;
镜筒的外端固定连接有主安装箱,主安装箱的外端固定连接有多个气管,主安装箱的内部固定连接有气泵,气泵的进气端固定贯穿主安装箱并与外界相通,其出气端与气管相通,盖板的内部开设有汇气腔,气管远离主安装箱的一端固定贯穿盖板并与汇气腔相通,弧板上开设有与柔性除湿囊开口相通的进气孔,汇气腔的内壁开设有与进气孔相通的出气孔;
红外热成像系统包括红外成像模块、湿度监测模块、计时模块和控湿模块,成像摄像头与红外成像模块电性连接,湿度传感器与湿度监测模块电性连接,控湿模块包括控气单元,气泵与控气单元电性连接。
进一步,柔性除湿囊包括柔性袋体,柔性袋体采用无弹性的柔性材料制成,且其充气后的形状为直径大于成像摄像头的柱形。
进一步,柔性袋体靠近成像摄像头的外表面固定连接有透气吸湿棉层,柔性袋体上与透气吸湿棉层相接触的部位开设有多个均匀分布的微孔。
可选的,主安装箱的内部开设有加热腔,气管的端部以及气泵的出气端均与加热腔相通,加热腔的内壁固定连接有多个均匀分布的加热丝。
可选的,控湿模块还包括加热单元,加热丝与加热单元电性连接。
可选的,镜筒的外端还固定连接有副安装箱,副安装箱的内部固定连接有电动转轴,电动转轴的外端固定连接有拉绳,控湿模块还包括引动单元,电动转轴与引动单元电性连接。
可选的,弧板靠近盖板的一端开设有绳槽,绳槽位于进气孔的一侧,拉绳远离电动转轴的一端依次活动贯穿副安装箱和盖板并固定连接于绳槽靠近进气孔的内壁上。
可选的,拉绳缠绕于电动转轴的外端,且其呈正常拉直状态,盖板上开设有供拉绳滑动的滑绳道,出气孔和滑绳道分别位于盖板的左右两侧,盖板和弧板之间呈面接触密封状态。
可选的,盖板的内侧设有弹性转轴,弹性转轴通过一对安装板固定连接于盖板的内端,弹性转轴转动连接于一对安装板之间,弹性转轴位于进气孔远离绳槽的一侧,弹性转轴的外端固定连接有回拉绳,回拉绳远离弹性转轴的一端与弧板外端固定连接。
一种红外成像镜头,其使用方法为:
S1、通过湿度传感器监测空气环境中的湿度大小;
S2、当监测的湿度处于正常状态时,镜头本体处于正常成像状态,此时柔性除湿囊保持未充气的收缩状态;
S3、当监测的湿度超出正常湿度水平,同时成像摄像头成像的画面中未识别到人形时,此时,可通过控湿模块对成像摄像头表面进行清洁除湿操作,具体方式如下:
启动气泵,先采用高速率运行,后采用低速率运行,通过高速率运行将外界气体输入柔性除湿囊中,使其逐渐膨胀至趋近最大充气状态,与成像摄像头表面挤压接触,随后保持低速率运行,使柔性除湿囊保持上述充气状态,并使其中气体不断朝向成像摄像头表面吹出,加速成像摄像头表面清洁干燥;
S4、当监测的湿度超出正常湿度水平,但成像摄像头成像的画面中识别到人形时,此时不启动控湿模块。
相比于现有技术,本申请的优点在于:
(1)本申请通过对外界空气湿度进行监测,在一定程度上可反映外界是否存在雾或雨雪等湿气较大的恶劣环境,当监测湿度超出正常湿度水平,同时成像摄像头成像的画面中未识别到人形时,可通过控湿模块对成像摄像头表面进行清洁除湿操作,先将外界气体高速率输入柔性除湿囊中,使其逐渐膨胀至趋近最大充气状态,与成像摄像头表面挤压接触,随后采用低速率,在保持柔性除湿囊膨胀状态的基础上,使输入柔性除湿囊的气体分散通过多个微孔向成像摄像头表面吹出,加速成像摄像头表面干燥速率。
(2)在启动气泵的同时,通过加热单元对加热丝进行通电,使加热丝对加热腔内部空间进行加热,气泵在将外界气体通过加热腔输入气管中时,气体与加热腔内部空气进行换热,实现对气体的加热升温作用,从而使充气膨胀的柔性除湿囊以及吹向成像摄像头表面的气体均具有一定温度,进一步提高了成像摄像头的干燥速率。
(3)在启动气泵的同时,通过引动单元启动电动转轴,使其对拉绳先进行收线,通过拉绳的拉力,带动弧板和柔性除湿囊进行转动,在有效保证柔性除湿囊中气体不易溢出的基础上,通过柔性除湿囊的转动,使透气吸湿棉层对成像摄像头表面进行转动摩擦,从而实现对成像摄像头的进一步清洁以及干燥。
附图说明
图1为本申请的镜头本体的立体图一;
图2为本申请的系统图;
图3为本申请的镜头本体的立体图二;
图4为本申请的镜头本体的立体图三;
图5为本申请的镜头本体的立体图四;
图6为本申请的柔性除湿囊处的正面结构示意图一;
图7为本申请的柔性除湿囊处的正面结构示意图二;
图8为本申请的柔性除湿囊充气前后的侧面结构示意图;
图9为本申请的柔性除湿囊充气后的侧面结构示意图;
图10为本申请实施例3中的柔性除湿囊充气前的正面结构示意图;
图11为本申请实施例3中镜头本体拆卸时的立体图;
图12为本申请实施例3中镜头本体的立体图;
图13为本申请实施例3中柔性除湿囊充气后的正面结构示意图。
图中标号说明:
1安装座、2镜筒、3成像摄像头、4盖板、401汇气腔、402出气孔、403滑绳道、5湿度传感器、6弧板、601进气孔、602绳槽、7柔性除湿囊、71柔性袋体、72透气吸湿棉层、8主安装箱、801加热腔、9气管、10拉绳、11副安装箱、12弹性转轴、13回拉绳。
具体实施方式
实施例将结合说明书附图,对本申请技术方案进行清楚、完整地描述,基于本申请中的实施例,本领域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,都属于本申请保护的范围。
实施例1:
本发明提供了一种红外成像镜头,请参阅图1和图2,包括镜头本体和红外热成像系统,如图1和图3所示,镜头本体包括安装座1,安装座1的外端固定连接有镜筒2,镜筒2的内部固定连接有成像摄像头3,镜筒2远离安装座1的一端固定连接有盖板4,盖板4的内表面固定连接有湿度传感器5和弧板6,弧板6位于湿度传感器5和镜筒2之间,弧板6的内侧设有柔性除湿囊7,且柔性除湿囊7的上表面与弧板6内表面固定连接。
请参阅图3和图4,镜筒2的外端固定连接有主安装箱8,主安装箱8的外端固定连接有多个气管9,主安装箱8的内部固定连接有气泵,气泵的进气端固定贯穿主安装箱8并与外界相通,其出气端与气管9相通。
结合图5和图6所示,盖板4的内部开设有汇气腔401,气管9远离主安装箱8的一端固定贯穿盖板4并与汇气腔401相通,弧板6上开设有与柔性除湿囊7开口相通的进气孔601,汇气腔401的内壁开设有与进气孔601相通的出气孔402,初始时,柔性除湿囊7呈现图5和图6所示的未充气收缩状态,当启动气泵时,气泵可将外界气体依次通过气管9、汇气腔401、出气孔402和进气孔601输入柔性除湿囊7中,使柔性除湿囊7呈图4和图7所示的充气状态。
请参阅图2,红外热成像系统包括红外成像模块、湿度监测模块、计时模块和控湿模块,成像摄像头3与红外成像模块电性连接,成像摄像头3用于对目标物体及其所在现场环境进行实时的热成像,湿度传感器5与湿度监测模块电性连接,湿度传感器5用于监测空气中的湿度,控湿模块包括控气单元,气泵与控气单元电性连接。
请参阅图9,柔性除湿囊7包括柔性袋体71,柔性袋体71采用无弹性的柔性材料制成,且其充气后的形状为直径大于成像摄像头3的柱形,方便对成像摄像头3表面进行全面的挤压接触,柔性袋体71靠近成像摄像头3的外表面固定连接有透气吸湿棉层72,柔性袋体71上与透气吸湿棉层72相接触的部位开设有多个均匀分布的微孔。
一种红外成像镜头,其使用方法为:
S1、通过湿度传感器5监测空气环境中的湿度大小;
S2、当监测的湿度处于正常状态时,镜头本体处于正常成像状态,此时柔性除湿囊7保持未充气的收缩状态,如图8所示,收缩状态的柔性除湿囊7不易对成像摄像头3的正常成像过程造成阻碍;
S3、当监测的湿度超出正常湿度水平(此情况表明外界大概率存在雾或雨雪等恶劣环境),同时成像摄像头3成像的画面中未识别到人形时,此时,可通过控湿模块对成像摄像头3表面进行清洁除湿操作,具体方式如下:
启动气泵,先采用高速率运行,后采用低速率运行,通过高速率运行将外界气体输入柔性除湿囊7中,使其逐渐膨胀至趋近最大充气状态,与成像摄像头3表面挤压接触(如图8所示),随后保持低速率运行,使柔性除湿囊7保持上述充气状态,并使其中气体不断朝向成像摄像头3表面吹出(如图9所示),加速成像摄像头3表面清洁干燥;
上述高速率的大小可根据柔性袋体71上微孔尺寸和数量进行设置,满足“当气泵高速率运行时,单位时间内进入柔性袋体71内部的气体体积远远大于通过所有微孔逸出至柔性袋体71外侧的气体总体积”这一条件即可(此过程可由本领域技术人员通过多次试验进行实现),从而通过气泵的短时间高速率运行,实现柔性除湿囊7的快速充气膨胀,使透气吸湿棉层72与成像摄像头3表面挤压接触,初步吸收成像摄像头3表面水分;
上述低速率的大小同样根据柔性袋体71上微孔尺寸和数量进行设置,满足“当气泵低速率运行时,单位时间内进入柔性袋体71内部的气体体积与通过所有微孔逸出至柔性袋体71外侧的气体总体积趋近相同这一条件”即可(此过程可由本领域技术人员通过多次试验进行实现),从而在保持柔性除湿囊7膨胀状态的基础上,使输入柔性袋体71的气体分散通过多个微孔以及透气的透气吸湿棉层72向成像摄像头3表面吹出,加速成像摄像头3表面干燥速率;
S4、当监测的湿度超出正常湿度水平,但成像摄像头3成像的画面中识别到人形时,此时不启动控湿模块。
上述不启动控湿模块的目的为:根据成像画面,表明所监测环境中存在人员走动或是人工操作情况,而一旦启动控湿模块,柔性除湿囊7会对成像摄像头3成像画面造成阻挡,则难以对画面中人员行为进行监测,存在较大安全隐患,因此,步骤S4中不启动控湿模块,待画面中持续一段时间无人员进入(此过程由计时模块进行控制),且此时环境湿度仍超出正常湿度水平,则启动控湿模块。
实施例2:
本实施例在保持实施例1结构不变的基础上,增设了以下技术特征:请参阅图5,主安装箱8的内部开设有加热腔801,气管9的端部以及气泵的出气端均与加热腔801相通,加热腔801的内壁固定连接有多个均匀分布的加热丝,控湿模块还包括加热单元,加热丝与加热单元电性连接。
步骤S3中,在启动气泵的同时,通过加热单元对加热丝进行通电,使加热丝对加热腔801内部空间进行加热,气泵在将外界气体通过加热腔801输入气管9中时,气体与加热腔801内部空气进行换热,实现对气体的加热升温作用,从而使充气膨胀的柔性除湿囊7以及吹向成像摄像头3表面的气体均具有一定温度,进一步提高了成像摄像头3的干燥速率。
实施例3:
本实施例在保持实施例1结构不变的基础上,增设了以下技术特征:请参阅图10和图11,镜筒2的外端还固定连接有副安装箱11,副安装箱11的内部固定连接有电动转轴,电动转轴的外端固定连接有拉绳10,控湿模块还包括引动单元,电动转轴与引动单元电性连接,弧板6靠近盖板4的一端开设有绳槽602,绳槽602位于进气孔601的一侧,拉绳10远离电动转轴的一端依次活动贯穿副安装箱11和盖板4并固定连接于绳槽602靠近进气孔601的内壁上,拉绳10缠绕于电动转轴的外端,且其呈正常拉直状态;
请参阅图10和图13,盖板4上开设有供拉绳10滑动的滑绳道403,出气孔402和滑绳道403分别位于盖板4的左右两侧,盖板4和弧板6之间呈面接触密封状态,这样当弧板6转动,使得进气孔601和出气孔402相互错位后,柔性除湿囊7内部气体不易通过进气孔601溢出,盖板4的内侧设有弹性转轴12,弹性转轴12通过一对安装板固定连接于盖板4的内端,弹性转轴12转动连接于一对安装板之间,弹性转轴12位于进气孔601远离绳槽602的一侧,弹性转轴12的外端固定连接有回拉绳13,回拉绳13远离弹性转轴12的一端与弧板6外端固定连接。
步骤S3中,在启动气泵的同时,通过引动单元启动电动转轴,使其对拉绳10先进行收线,通过拉绳10的拉力,带动弧板6和柔性除湿囊7进行图12和图13所示状态的转动,同时弹性转轴12对回拉绳13进行放线,在有效保证柔性除湿囊7中气体不易溢出的基础上,通过柔性除湿囊7的转动,使透气吸湿棉层72对成像摄像头3表面进行转动摩擦,从而实现对成像摄像头3的进一步清洁以及干燥,当拉绳10的端部移动至滑绳道403位置时,可停止电动转轴的收线过程,并使其反向转动,对拉绳10进行放线,此时,在弹性转轴12的弹性恢复后,弹性转轴12自动对回拉绳13进行收线,实现弧板6和柔性除湿囊7的复位过程,以此反复,循环进行电动转轴的收放线过程,可实现柔性除湿囊7对成像摄像头3表面的反复转动摩擦清洁。
以上所述,仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此。
Claims (10)
1.一种红外成像镜头,包括镜头本体和红外热成像系统,所述镜头本体包括安装座(1),所述安装座(1)的外端固定连接有镜筒(2),所述镜筒(2)的内部固定连接有成像摄像头(3),其特征在于,所述镜筒(2)远离安装座(1)的一端固定连接有盖板(4),所述盖板(4)的内表面固定连接有湿度传感器(5)和弧板(6),所述弧板(6)位于湿度传感器(5)和镜筒(2)之间,所述弧板(6)的内侧设有柔性除湿囊(7),且柔性除湿囊(7)的上表面与弧板(6)内表面固定连接;
所述镜筒(2)的外端固定连接有主安装箱(8),所述主安装箱(8)的外端固定连接有多个气管(9),所述主安装箱(8)的内部固定连接有气泵,所述气泵的进气端固定贯穿主安装箱(8)并与外界相通,其出气端与气管(9)相通,所述盖板(4)的内部开设有汇气腔(401),所述气管(9)远离主安装箱(8)的一端固定贯穿盖板(4)并与汇气腔(401)相通,所述弧板(6)上开设有与柔性除湿囊(7)开口相通的进气孔(601),所述汇气腔(401)的内壁开设有与进气孔(601)相通的出气孔(402);
所述红外热成像系统包括红外成像模块、湿度监测模块、计时模块和控湿模块,所述成像摄像头(3)与红外成像模块电性连接,所述湿度传感器(5)与湿度监测模块电性连接,所述控湿模块包括控气单元,所述气泵与控气单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述柔性除湿囊(7)包括柔性袋体(71),所述柔性袋体(71)采用无弹性的柔性材料制成,且其充气后的形状为直径大于成像摄像头(3)的柱形。
3.根据权利要求2所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述柔性袋体(71)靠近成像摄像头(3)的外表面固定连接有透气吸湿棉层(72),所述柔性袋体(71)上与透气吸湿棉层(72)相接触的部位开设有多个均匀分布的微孔。
4.根据权利要求1所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述主安装箱(8)的内部开设有加热腔(801),所述气管(9)的端部以及气泵的出气端均与加热腔(801)相通,所述加热腔(801)的内壁固定连接有多个均匀分布的加热丝。
5.根据权利要求4所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述控湿模块还包括加热单元,所述加热丝与加热单元电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述镜筒(2)的外端还固定连接有副安装箱(11),所述副安装箱(11)的内部固定连接有电动转轴,所述电动转轴的外端固定连接有拉绳(10),所述控湿模块还包括引动单元,所述电动转轴与引动单元电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述弧板(6)靠近盖板(4)的一端开设有绳槽(602),所述绳槽(602)位于进气孔(601)的一侧,所述拉绳(10)远离电动转轴的一端依次活动贯穿副安装箱(11)和盖板(4)并固定连接于绳槽(602)靠近进气孔(601)的内壁上。
8.根据权利要求7所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述拉绳(10)缠绕于电动转轴的外端,且其呈正常拉直状态,所述盖板(4)上开设有供拉绳(10)滑动的滑绳道(403),所述出气孔(402)和滑绳道(403)分别位于盖板(4)的左右两侧,所述盖板(4)和弧板(6)之间呈面接触密封状态。
9.根据权利要求8所述的一种红外成像镜头,其特征在于,所述盖板(4)的内侧设有弹性转轴(12),所述弹性转轴(12)通过一对安装板固定连接于盖板(4)的内端,所述弹性转轴(12)转动连接于一对安装板之间,所述弹性转轴(12)位于进气孔(601)远离绳槽(602)的一侧,所述弹性转轴(12)的外端固定连接有回拉绳(13),所述回拉绳(13)远离弹性转轴(12)的一端与弧板(6)外端固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种红外成像镜头,其特征在于,其使用方法为:
S1、通过湿度传感器(5)监测空气环境中的湿度大小;
S2、当监测的湿度处于正常状态时,镜头本体处于正常成像状态,此时柔性除湿囊(7)保持未充气的收缩状态;
S3、当监测的湿度超出正常湿度水平,同时成像摄像头(3)成像的画面中未识别到人形时,此时,可通过控湿模块对成像摄像头(3)表面进行清洁除湿操作,具体方式如下:
启动气泵,先采用高速率运行,后采用低速率运行,通过高速率运行将外界气体输入柔性除湿囊(7)中,使其逐渐膨胀至趋近最大充气状态,与成像摄像头(3)表面挤压接触,随后保持低速率运行,使柔性除湿囊(7)保持上述充气状态,并使其中气体不断朝向成像摄像头(3)表面吹出,加速成像摄像头(3)表面清洁干燥;
S4、当监测的湿度超出正常湿度水平,但成像摄像头(3)成像的画面中识别到人形时,此时不启动控湿模块。
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