CN203933790U - 热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统。该热真空环境专用数字高清网络摄像机包括外壳以及置于外壳内的镜头、导热壳体、导热柱、第一热管，导热壳体位于镜头的后部，导热柱安装于外壳的内部与导热壳体的外部之间，第一热管的一端穿插固定在导热柱中，另一端设置在外壳的外部；该热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，用于舱内为热真空环境的舱室，包括设置于舱室内部的照明设备和热真空环境专用数字高清网络摄像机，以及设置于舱室外部的温度调节系统。本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统，能够在热真空的环境中能够长期稳定的进行实时视频监测，并实现视频的录制和回放。
Description
技术领域
本实用新型涉及特种摄像机领域，具体地，涉及一种热真空环境专用数字高清网络摄像机及系统，用于实现高低温及真空环境的视频监视。
背景技术
当前我国航空航天国防等技术发展日新月异，军品研制的设备、材料、零部件甚至整机等需要做大量的环境试验，其中热真空(真空、高低温)环境循环试验是其中必不可少的一项。由于普通工业摄像机只能在常温常压(-20～50℃)下工作，在高真空(10-5Pa)和高低温(-200～150℃)的环境中会很快失效和损坏，在热真空试验容器内部，对试验物体进行全景和局部的视频实时监测和录像，在国内尚无先例。目前现有高温摄像机采用循环水系统或高压气体等强迫冷却的方式，体积大、结构复杂，无法在密闭的真空环境使用。
因此，需要一种热真空环境专用数字高清网络摄像机及系统，以克服现有技术中的不足。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了热真空环境专用数字高清网络摄像机及系统，该摄像机和系统能够在常压到10-5Pa真空度，温度变化范围-200～150℃的环境中能够长期稳定的进行实时视频监测，并实现视频的录制和回放。
根据本实用新型的一方面，提供了一种热真空环境专用数字高清网络摄像机，包括：外壳以及置于所述外壳内的镜头、导热壳体、导热柱、第一热管，所述导热壳体位于所述镜头的后部，所述导热柱安装于所述外壳的内部与所述导热壳体的外部之间，所述第一热管的一端穿插固定在所述导热柱中且与所述导热壳体相接触，所述第一热管的另一端设置在所述外壳的外部。
优选地，所述外壳于所述镜头前部相应位置处安装有具有高透光率的石英玻璃隔离窗，所述石英玻璃隔离窗与所述镜头之间设有定位件，所述定位件将所述石英玻璃隔离窗和所述镜头固定于所述外壳内部。
优选地，所述外壳包括绝热层，或者包括绝热层和防爆层，所述防爆层设置于所述绝热层的外部，所述绝热层为非金属层，所述防爆层为金属层。
优选地，所述导热壳体的内部设有高清数字像机模组和温度传感器，所述导热壳体的外部安装有加热装置，优选地，所述加热装置为薄膜加热器或微型加热器。
优选地，所述导热壳体由纯铜材料制成，所述镜头具有金属外壳，所述高清数字像机模组具有金属电路板。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，包括：
照明设备，设置于所述舱室的内部，包括照明组件、第二热管和照明灯导热夹具，所述第二热管的一端与所述照明组件相连接，另一端通过所述照明灯导热夹具固定在所述舱室的舱内壁上；
根据权利要求1至5中任一项所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，设置于所述舱室的内部，通过摄像机导热夹具将所述第一热管固定在所述舱室的舱内壁上；以及
温度调节系统，所述舱室的外部设有用于调节和维持所述照明设备和所述热真空环境专用数字高清网络摄像机的工作温度的温度调节系统。
进一步地，所述温度调节系统包括依次连接的半导体制冷器、散热器、风扇以及温度控制器，所述温度调节系统通过所述半导体制冷器固定于所述舱室的装有所述热真空环境专用数字高清网络摄像机的同一侧的舱外壁上。
更进一步地，该热真空环境专用数字高清网络摄像机系统还包括数据传输系统，设置于所述舱室的外部，包括依次连接的网络交换机、硬盘录像机和显示器，所述网络交换机与所述热真空环境专用数字高清网络摄像机之间通过无线装置或者有线装置进行数据传输。
再进一步地，该热真空环境专用数字高清网络摄像机系统还包括用于替代所述舱室的装有所述热真空环境专用数字高清网络摄像机和所述温度调节系统的一侧的舱壁的法兰盘，所述法兰盘为盲法兰盘，所述法兰盘的材质为无氧铜，所述法兰盘通过螺栓固在所述舱室的舱壁上。
优选地，所述照明设备、所述热真空环境专用数字高清网络摄像机以及所述温度调节系统均使用直流12V的安全电压。
通过采用本实用新型的上述技术方案，能够实现如下的有益技术效果：
(1)实现了真空和高低温环境的实时视频监测：本实用新型利用热管的等温特性和高效导热性，配合热真空环境专用数字高清网络摄像机内部的加热装置和舱外的温度调节系统，使热真空环境专用数字高清网络摄 像机和照明装置能够在常压到10-5Pa真空度，温度变化范围-200～150℃的环境中能够长期稳定的进行实时视频监测。
(2)实现视频的录制和回放：本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统具有数据传输系统，可通过无线装置或有线装置将热真空环境专用数字高清网络摄像机内的数据进行录制、回放和保存。
(3)设计合理：本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统包括的照明设备，体积小，在直径≥1m的舱室内都可以安装使用，对舱内的有效空间影响很小；由于热管具有允许弯折的特点，可以把热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统包括的照明设备调整到适合的拍摄或照明角度；由于利用舱壁进行热交换，对真空设备不做任何改动，所以对真空设备的气密性没有任何影响。
(4)使用安全简便：本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统打开电源开关就可以使用，不需特殊的人工投入，保证了工作人员的安全，同时照明设备、热真空环境专用数字高清网络摄像机以及温度调节系统均使用直流12V的安全电压，有效避免真空放电现象。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的热真空环境专用数字高清网络摄像机的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统的结构示意图；
图3是根据本实用新型实施例的装有法兰盘的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细介绍本实用新型的示例性实施方式。提供这些示例性实施方式的目的是使得本领域普通技术人员能够清楚地理解本实用新型，并且根据这里的描述，能够实现本实用新型。附图和示例性的具体实施方式以及优选实施方式不旨在对本实用新型进行限定，本实用新型的范围由所附权利要求所限定。
图1是根据本实用新型实施例的热真空环境专用数字高清网络摄像机的结构示意图。参照图1，本实用新型一方面提供了一种热真空环境专用数字高清网络摄像机11，包括：外壳41以及置于该外壳41内的镜头3、导热壳体4、导热柱7、第一热管9，该导热壳体4位于上述镜头3的后部，该导热柱7安装于上述外壳41的内部与上述导热壳体4的外部之间，该第一热管9的一端穿插固定在上述导热柱7中且与所述导热壳体4相接触，该第一热管9的另一端设置在上述外壳41的外部。
另外，上述镜头3可以根据需要安装不同种类的镜头以适应不同的场合；上述导热柱7为金属材质；上述第一热管9的一端穿插固定在上述导热柱7中且与所述导热壳体4相接触，这样设计可以提高导热效率。
上述外壳41于上述镜头3前部相应位置处安装有具有高透光率的石英玻璃隔离窗1，该石英玻璃隔离窗1与该镜头3之间设有定位件2，该定位件2将上述石英玻璃隔离窗1和上述镜头3固定于上述外壳41内部。
需要注意的是，上述石英玻璃隔离窗1能够抵御温度剧变，并且具有高透光率而不影响上述镜头3的正常工作；上述定位件2的形状可以是圆环形，也可以是其他任何形状，只要是能够不影响上述镜头3的正常工作，并且能够将上述石英玻璃隔离窗1和上述镜头3稳定地固定于上述外壳41内部的固定位置即可。
该外壳41包括绝热层，或者包括绝热层和防爆层，所述防爆层设置于所述绝热层的外部，所述绝热层为非金属层，所述防爆层为金属层。本 实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机所采用的外壳最好包括绝热层和防爆层，这样既能更好地保护该热真空环境专用数字高清网络摄像机使之能够正常工作，又能不影响该热真空环境专用数字高清网络摄像机所应用的热真空环境。
上述外壳41的绝热层由聚四氟乙烯、尼龙66等具有耐高低温、低导热率特点的非金属材料加工而成，能够减缓外部的温度剧变，既能减轻温度调节系统的载荷，又能起到节能降耗的作用。
上述导热壳体4的内部设有高清数字像机模组5和温度传感器6，该导热壳体4的外部安装有加热装置8，优选地，该加热装置8为薄膜加热器或微型加热器。
另外，上述高清数字像机模组5、温度传感器6以及加热装置8用现有技术中已有的即可；上述的导热壳体4通过导热柱7与第一热管9之间建立导热通路，同时该导热壳体4具有电磁屏蔽的功能。
上述导热壳体4由纯铜材料制成，上述镜头3具有金属外壳，上述高清数字像机模组5具有金属电路板。这样设计是因为：由纯铜或其他高导热率的金属制成的导热壳体4，与具有金属外壳的镜头3、高清数字像机模组5的金属电路板、上述金属导热柱7以及第一热管9不仅可以建立良好的导热通路，甚至可以组成一个高效热传导系统。
图2是根据本实用新型实施例的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统的结构示意图；图3是根据本实用新型实施例的装有法兰盘的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统的结构示意图。参照图2和图3，本实用新型另一方面提供了一种热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，用于舱内为热真空环境的舱室，该系统包括：照明设备、上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11、温度调节系统和数据传输系统。
该照明设备为该系统的辅助照明设备，可使热真空环境专用数字高清网络摄像机能够拍摄出更清楚的视频。该照明设备设置于上述舱室的内部，包括照明组件12、第二热管13和照明灯导热夹具14，该第二热管13的一端与上述照明组件12相连接，另一端通过上述照明灯导热夹具14固定在上述舱室的舱内壁上。该照明组件12包括灯具外壳和LED照明灯，该灯具外壳也具有非金属绝热层和金属防爆层，该金属防爆层设于该非金属绝热层的外部，上述灯具外壳于所述LED照明灯前部相应位置处设有灯具石英玻璃窗，该灯具石英玻璃窗与上述LED照明灯之间设有灯具定位件，该灯具定位件将上述灯具石英玻璃窗固定于上述灯具外壳的内部。上述第二热管13的一端安装于上述灯具外壳的内部，该第二热管13的另一端设置在该灯具外壳的外部。
该热真空环境专用数字高清网络摄像机11，设置于上述舱室的内部，通过摄像机导热夹具15将上述第一热管9固定在所述舱室的舱内壁上。
需要注意的是，上述第一热管9和第二热管13可各设有一根、二根或者三根，设有的数量越多导热的效率越高，但是对于上述照明设备和上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11的载荷就越大，成本也就越高。所以，上述第一热管9和第二热管13可各设有两根是最理想的。
该温度调节系统，设置于上述舱室的外部，用于调节和维持上述照明设备和上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11的工作温度。该温度调节系统包括依次连接的半导体制冷器17、散热器18、风扇19以及温度控制器20，所述温度调节系统通过所述半导体制冷器17固定于所述舱室的装有所述热真空环境专用数字高清网络摄像机11的同一侧的舱外壁上。
需要注意的是，上述舱室的舱壁16上设有舱壁温度传感器，上述温度控制器20接到该舱壁温度传感器的信号可启动上述半导体制冷器17、散热器18和风扇19进行制冷；上述温度控制器20接到热真空环境专用数字高清网络摄像机11的温度传感器6的信号也可启动上述导热壳体4的外部安装的加热装置8进行加热。
该数据传输系统，设置于所述舱室的外部，包括依次连接的网络交换机22、硬盘录像机23和显示器24，所述网络交换机22与所述热真空环境专用数字高清网络摄像机11之间通过无线装置或者有线装置进行数据传输，因此可实现视频的录制、回放和保存。
需要注意的是，该半导体制冷器17、散热器18、风扇19、温度控制器20、网络交换机22、硬盘录像机23和显示器24均是现有技术中已有的，且并不局限于此，只要是可以实现相同功能的可行的装置即可。
参照图3，本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统还包括法兰盘26，该法兰盘26为盲法兰盘，该法兰盘26的材质为无氧铜，该法兰盘26通过螺栓27固在上述舱室的舱壁16上，用以替代该舱室的装有上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11和上述温度调节系统的一侧的舱壁16。这样设计的优点是方便该系统的维护和装配，并且该法兰盘26的材质为无氧铜，导热系数高，可高达401W/mk。
另外，上述照明设备、上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11以及上述温度调节系统均使用直流12V的安全电压，可以有效避免真空放电现象，保证了使用安全。
上述照明设备、上述热真空环境专用数字高清网络摄像机11以及上述温度调节系统与电源驱动器25之间的电连接关系均通过穿舱密封电连接器21完成，从而保证了上述舱内为热真空环境的舱室的气密性不受任何影响。
本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统可用于实现高低温及真空环境的视频监视，除了在具有热真空环境的舱室上使用，还可以在空天飞行器上使用，为我国航空航天、国防等领域的技术发展做出巨大贡献。
本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统的工作原理：
本实用新型利用了热管的等温特性和高效导热性，配合热真空环境专用数字高清网络摄像机11(以下简称摄像机)内部的加热装置8和舱外壁的半导体制冷器17组成的温度调节新系统，使高清数字摄像机模组5始终工作在理想的温度范围内。
在低温工况下，当摄像机11内部的温度低于5℃时，温度传感器6通过温度控制电路启动加热装置8(最好为薄膜加热器)，直至将温度提升到15℃，加热停止，当温度再次低于5℃时，加热装置8再次启动，如此循环。低温加热补偿的设计是为了防止在极低温度下热管内部导热液体冻结而采取的温度补偿措施。
在高温工况下，舱壁16温度会随时间而缓慢升高，舱壁16上设有舱壁温度传感器。当舱壁传感器检测到舱壁16温度高于30℃时，温度控制器20启动半导体加热器17、散热器18和风扇19，对舱壁16进行局部降温，当温度下降到25℃时，制冷停止，如此循环调节。
由于热管具有高导热性和等温性，能够高效率的缩小摄像机11和舱壁16的温度差，使摄像机维持在5℃-30℃之间的理想温度范围内工作。
LED照明灯同样利用了热管导热，但由于LED功率较大，自身温升高，无须安装辅加热系统，多余的热量通过热管即可传导至舱壁16。
相关的一些技术指标：
本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机及其系统可在，温度为-200℃-120℃，湿度为0-80％，常压到10-5Pa真空度的环境中使用。
本实用新型提供的热真空环境专用数字高清网络摄像机11，体积为88×Φ75mm，电压为12VDC，电流为0.3-1A；可选镜头尺寸为4mm、6mm、8mm、12mm，对应视角为69.9度、50.0度、38.5度、26.2度；图像清晰度为1280×720像素(720P)、1280×960像素(960P)、1920×1080像素(1080P)。
LED照明灯的亮度为900Lm，电压为12VDC，电流为1A，色温为4500K。
温度调节系统(即热交换器，包含温度控制器20)的体积为100×100×140mm，电压为12VDC，电流为6A。
虽然已经示出并描述了本实用新型的优选实施方式，但是可以对其进行各种更改和替换，这并不背离本实用新型的精神和范围。因此，将理解的是，已经通过示例而非限定的方式描述了本实用新型。
Claims (10)
1.一种热真空环境专用数字高清网络摄像机，其特征在于，包括外壳以及置于所述外壳内的镜头、导热壳体、导热柱、第一热管，所述导热壳体位于所述镜头的后部，所述导热柱安装于所述外壳的内部与所述导热壳体的外部之间，所述第一热管的一端穿插固定在所述导热柱中且与所述导热壳体相接触，所述第一热管的另一端设置在所述外壳的外部。
2.根据权利要求1所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，其特征在于，所述外壳于所述镜头前部相应位置处安装有具有高透光率的石英玻璃隔离窗，所述石英玻璃隔离窗与所述镜头之间设有定位件，所述定位件将所述石英玻璃隔离窗和所述镜头固定于所述外壳内部。
3.根据权利要求2所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，其特征在于，所述外壳包括绝热层，或者包括绝热层和防爆层，所述防爆层设置于所述绝热层的外部，所述绝热层为非金属层，所述防爆层为金属层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，其特征在于，所述导热壳体的内部设有高清数字像机模组和温度传感器，所述导热壳体的外部安装有加热装置，所述加热装置为薄膜加热器或微型加热器。
5.根据权利要求4所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，其特征在于，所述导热壳体由纯铜材料制成，所述镜头具有金属外壳，所述高清数字像机模组具有金属电路板。
6.一种热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，用于舱内为热真空环境的舱室，其特征在于，其包括：
照明设备，设置于所述舱室的内部，包括照明组件、第二热管和照明灯导热夹具，所述第二热管的一端与所述照明组件相连接，另一端通过所述照明灯导热夹具固定在所述舱室的舱内壁上；
根据权利要求1至5中任一项所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机，设置于所述舱室的内部，通过摄像机导热夹具将所述第一热管固定在所述舱室的舱内壁上；以及
温度调节系统，所述舱室的外部设有用于调节和维持所述照明设备和所述热真空环境专用数字高清网络摄像机的工作温度的温度调节系统。
7.根据权利要求6所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，其特征在于，所述温度调节系统包括依次连接的半导体制冷器、散热器、风扇以及温度控制器，所述温度调节系统通过所述半导体制冷器固定于所述舱室的装有所述热真空环境专用数字高清网络摄像机的同一侧的舱外壁上。
8.根据权利要求7所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，其特征在于，还包括数据传输系统，设置于所述舱室的外部，包括依次连接的网络交换机、硬盘录像机和显示器，所述网络交换机与所述热真空环境专用数字高清网络摄像机之间通过无线装置或者有线装置进行数据传输。
9.根据权利要求8所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，其特征在于，还包括用于替代所述舱室的装有所述热真空环境专用数字高清网络摄像机和所述温度调节系统的一侧的舱壁的法兰盘，所述法兰盘为盲法兰盘，所述法兰盘的材质为无氧铜，所述法兰盘通过螺栓固在所述舱室的舱壁上。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的热真空环境专用数字高清网络摄像机系统，其特征在于，所述照明设备、所述热真空环境专用数字高清网络摄像机以及所述温度调节系统均使用直流12V的安全电压。
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