CN210465963U - 一种摄像机镜头加热控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种摄像机镜头加热控制电路，包括镜头温度采集单元、MCU控制单元、加热控制单元和加热玻璃；所述加热玻璃固定在摄像机镜头上，所述镜头温度采集单元与所述加热玻璃热接触，采集加热玻璃的温度信息；所述镜头温度采集单元连接到所述MCU控制单元，将所述温度信息发送至所述MCU控制单元；所述MCU控制单元，连接到所述加热控制单元；所述加热控制单元连接所述加热玻璃。通过该电路能够有效解决摄像机镜头凝露及覆冰问题，提升监控效果。

Description

一种摄像机镜头加热控制电路

技术领域

本实用新型涉及输电线路技术领域，尤其涉及一种摄像机镜头加热控制电路。

背景技术

视频监控作为输电线路在线监测的一种重要手段和方法，近年来广泛应用于输电线路的覆冰监测、防外力破坏监测及山火监测等。在实际应用中，由于监测装置所处的高湿度空气及低温度等恶劣气象环境，致使摄像机机芯的外保护罩表面上易形成凝露及覆冰，导致所摄影像模糊不清。产生覆冰的摄像机所拍摄的图像几乎全部无法对监测对象进行有效观测，这极大地影响了视频监控技术的效果，使其无法真正发挥作用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种加热控制电路及输电线路监测系统，该加热控制电路能够在低温时对摄像机镜头进行加热，从而降低凝露或覆冰风险，提升监控效果，进一步保障电力设备长期稳定运行。其具体采用的技术方案如下：

一种摄像机镜头加热控制电路，包括镜头温度采集单元、MCU控制单元、加热控制单元和加热玻璃；所述加热玻璃固定在摄像机镜头上，所述镜头温度采集单元与所述加热玻璃热接触，采集加热玻璃的温度信息；所述镜头温度采集单元连接到所述MCU控制单元，将所述温度信息发送至所述MCU控制单元；所述MCU控制单元，连接到所述加热控制单元；所述加热控制单元连接所述加热玻璃。

可选的，还包括信号放大单元，所述信号放大单元输入端连接到镜头温度采集单元，所述信号放大单元输出端连接到所述MCU控制单元。

可选的，所述信号放大单元包括运算放大器。

可选的，所述加热控制电路包括控制芯片TPS54331、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管和第一电感；

所述控制芯片TPS54331的EN脚连接到所述第五电阻一端，所述第五电阻另一端连接到第六电容一端，所述第六电容的另一端连接到所述控制芯片 TPS54331的SS脚，所述第五电阻和第六电容的公共端连接到地；

所述第一电容的一端连接到所述控制芯片TPS54331的boot脚，所述第一电容的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的PH脚、第一二极管的阴极和第一电感的一端，所述第一电感的另一端连接第二电容的一端、第一电阻的一端和加热玻璃一端，所述加热玻璃的另一端连接到地；所述第二电容的另一端和所述第一二极管的阳极连接到地，所述第一电阻的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的VSNS脚和所述第二电阻、第三电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接到地，所述第三电阻的另一端通过第三电容连接到地，所述第三电阻和第三电容的公共端连接到MCU控制单元的一个模拟输出端口；所述控制芯片TPS54331的COMP脚连接到第四、第五电容的一端，所述第四电容的另一端连接到第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端和所述第五电容的另一端连接到地。

可选的，所述镜头温度采集单元包括PT1000测温电路。

可选的，所述MCU控制单元包括MSP430FR2353单片机。

可选的，所述镜头温度采集单元、所述加热控制单元和所述MCU控制单元均包括RF、WIFI或者485通信模块，所述述镜头温度采集单元、所述加热控制单元通过RF、WIFI或者485通信方式与所述MCU控制单元连接。

本申请实施例提供的一种摄像机镜头加热控制电路，包括镜头温度采集单元、MCU控制单元、加热控制单元和加热玻璃；通过镜头温度采集单元采集温度信息，MCU控制单元根据该温度信息控制加热控制单元的输出功率，从而控制作用到加热玻璃上的热量，因此能够根据镜头温度或者其所处环境温度控制加热玻璃的温度，从而保证摄像机镜头处于一个适宜温度下，防止凝露或覆冰，从而提升监控效果，进一步保障电力设备长期稳定运行。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

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

图1为本实用新型一实施例提供的一种摄像机镜头加热控制电路模块框图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一种摄像机镜头加热控制电路模块框图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种信号放大单元的电路示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的一种加热控制单元的电路示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

低温环境会对监控质量造成影响，因此有必要对高湿低温工况下运行的视频监控装置的技术进行深入研究，解决该环境下摄像机镜头的凝露及覆冰问题，提升视频监控效果，促进输电线路远程可视监控技术的发展。我们知道，如果高压电输电线路监测用摄像机镜头存在结冰问题，将会导致拍摄不清晰。

基于此，本申请实施例利用一种加热控制电路使镜头表面温度超过零度，从而达到防凝露、防冰设计。具体如图1所示，该加热控制电路包括镜头温度采集单元11、MCU控制单元12、加热控制单元13和加热玻璃14；加热玻璃14设置于摄像机镜头前端，因加热玻璃高透光率，因此不会阻挡摄像机镜头的光线，能够与摄像机镜头紧贴设置，其温度基本相当于摄像机镜头所处环境温度，镜头温度采集单元11与加热玻璃14热接触，采集加热玻璃的温度信息；镜头温度采集单元11连接到MCU控制单元12，将温度信息发送至 MCU控制单元12；MCU控制单元12连接到加热控制单元13，MCU根据接收到的温度信息生成控制信息，并将控制信息发送到加热控制单元13；加热控制单元13连接到加热玻璃，对加热玻璃14进行加热。本实施例先通过温度采集，再经过MCU控制生成一个可变的控制信号，从而实现按需加热控制，防止摄像机镜头所述环境温度偏低，造成凝露或者结冰。

进一步，如图2所示，在一个实施例中，镜头温度采集单元包括PT1000 测温电路,PT1000是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比，此时可以设置摄像机镜头加热控制电路还包括信号放大单元15，信号放大单元15输入端连接到镜头温度采集单元11，信号放大单元15输出端连接到MCU控制单元。

PT1000电桥电路的电压非常微小，如果直接输入到MCU控制单元，MCU，比如单片机难以采集到如此微小的信号，因此使用信号放大电路对信号进行放大后，再输入至MCU控制单元。进一步的，信号放大单元包括运算放大器，放大倍数可以自由设计。

在一个具体实施例中，加热控制单元13包括控制芯片TPS54331、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1和第一电感L1；

控制芯片TPS54331的EN脚连接到所述第五电阻R5一端，所述第五电阻 R5另一端连接到第六电容C6一端，所述第六电容C6的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的SS脚，所述第五电阻R5和第六电容C6的公共端连接到地；

所述第一电容C1的一端连接到所述控制芯片TPS54331的boot脚，所述第一电容C1的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的PH脚、第一二极管D1 的阴极和第一电感L1的一端，所述第一电感L1的另一端连接第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端和加热玻璃一端，所述加热玻璃的另一端连接到地；所述第二电容C2的另一端和所述第一二极管D1的阳极连接到地，所述第一电阻R1的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的VSNS脚和所述第二电阻R2、第三电阻R3的一端，所述第二电阻R2的另一端连接到地，所述第三电阻R3 的另一端通过第三电容C3连接到地，所述第三电阻和第三电容的公共端连接到MCU控制单元的一个模拟输出端口DAC；所述控制芯片TPS54331的COMP脚连接到第四电容C4、第五电容C5的一端，所述第四电容C4的另一端连接到第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端和所述第五电容C5的另一端连接到地。

本实施例中，TPS54331的DCDC输出电压Vout(R1、L1公共端对地的电压) 作用于加热玻璃即R3两端，电能转化为热能即可实现加热。

DAC与Vout成线性关系，MCU控制单元根据接收到的温度信息控制DAC 的输出电压，进一步控制输出电压VOUT即加热玻璃电压R3两端电压，从而控制加热量。

在一个实施例中，MCU控制单元12包括MSP430FR2353单片机。采用 MSP430FR2353单片机作为加热玻璃模块控制的CPU，包括TPS54331的加热控制单元可变输出，利用其对加热玻璃进行加热，加热玻璃温度由PT1000测温电路计算。运用单片机使加热玻璃表面的温度相对恒定在一到五度之间，以此达到防冰设计的目的。其中，DAC为MCU输出电压0～2.5V,VOUT为DCDC输出最大为5V。线性关系根据电路为VOUT＝-2DAC+5。电路对加热玻璃R3电压电流在MCU内部运算，通过MCU控制可实现加热玻璃R3表面不结冰，即表面温度恒定。

进一步的，镜头温度采集单元、所述加热控制单元和所述MCU控制单元均包括RF、WIFI或者485通信模块，所述述镜头温度采集单元、所述加热控制单元通过RF、WIFI或者485通信方式与所述MCU控制单元连接。即加热控制电路与主控(MCU控制单元)通讯方式可使用RF、WIFI、485连接。

本设计只需将加热玻璃固定在摄像机镜头表面，安装简单。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，包括镜头温度采集单元、MCU控制单元、加热控制单元和加热玻璃；所述加热玻璃固定在摄像机镜头上，所述镜头温度采集单元与所述加热玻璃热接触，采集加热玻璃的温度信息；所述镜头温度采集单元连接到所述MCU控制单元，将所述温度信息发送至所述MCU控制单元；所述MCU控制单元，连接到所述加热控制单元；所述加热控制单元连接所述加热玻璃。

2.根据权利要求1所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，还包括信号放大单元，所述信号放大单元输入端连接到镜头温度采集单元，所述信号放大单元输出端连接到所述MCU控制单元。

3.根据权利要求2所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，所述信号放大单元包括运算放大器。

4.根据权利要求1所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，所述加热控制电路包括控制芯片TPS54331、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管和第一电感；

所述控制芯片TPS54331的EN脚连接到所述第五电阻一端，所述第五电阻另一端连接到第六电容一端，所述第六电容的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的SS脚，所述第五电阻和第六电容的公共端连接到地；

所述第一电容的一端连接到所述控制芯片TPS54331的boot脚，所述第一电容的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的PH脚、第一二极管的阴极和第一电感的一端，所述第一电感的另一端连接第二电容的一端、第一电阻的一端和加热玻璃一端，所述加热玻璃的另一端连接到地；所述第二电容的另一端和所述第一二极管的阳极连接到地，所述第一电阻的另一端连接到所述控制芯片TPS54331的VSNS脚和所述第二电阻、第三电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接到地，所述第三电阻的另一端通过第三电容连接到地，所述第三电阻和第三电容的公共端连接到MCU控制单元的一个模拟输出端口；所述控制芯片TPS54331的COMP脚连接到第四、第五电容的一端，所述第四电容的另一端连接到第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端和所述第五电容的另一端连接到地。

5.根据权利要求1-4任一项所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，所述镜头温度采集单元包括PT1000测温电路。

6.根据权利要求5所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，所述MCU控制单元包括MSP430FR2353单片机。

7.根据权利要求6所述的摄像机镜头加热控制电路，其特征在于，所述镜头温度采集单元、所述加热控制单元和所述MCU控制单元均包括RF、WIFI或者485通信模块，所述述镜头温度采集单元、所述加热控制单元通过RF、WIFI或者485通信方式与所述MCU控制单元连接。

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