CN213987146U - 制冷相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制冷相机，属于电子技术领域。该制冷相机包括：外壳、位于外壳内部的功能模块；功能模块包括：具有开口腔的密封内壳、TEC制冷的传感器组件、接口板、散热组件、主板组件；接口板夹设于开口腔的开口端和散热组件之间，且接口板和散热组件配合密封开口腔；TEC制冷的传感器组件位于开口腔内部，且TEC制冷的传感器组件与接口板电性连接；主板组件位于散热组件上，且主板组件与接口板电性连接。该相机能够有效地避免内部发生冷凝形成水汽，同时，还利于保持更佳的制冷效果。

Description

制冷相机

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及制冷相机。

背景技术

工业相机的传感器噪点对成像质量有重要影响，噪点的含量与温度呈正相关关系，温度越高，噪点越多，成像效果越差。可见，有必要降低感光传感器的工作温度对成像质量的影响。

相关技术在相机内部设置半导体制冷器(Thermo Electric Cooler，简称TEC)来对感光传感器进行制冷，以使感光传感器的工作温度长时间保持在常温状态下。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

当相机内部的温度低于外部环境温度时，相机内部容易发生冷凝形成水汽，进而造成相机短路。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种制冷相机，能够解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种制冷相机，所述制冷相机包括：外壳、位于外壳内部的功能模块；

所述功能模块包括：具有开口腔的密封内壳、TEC制冷的传感器组件、接口板、散热组件、主板组件；

所述接口板夹设于所述开口腔的开口端和所述散热组件之间，且所述接口板和所述散热组件配合密封所述开口腔；

所述TEC制冷的传感器组件位于所述开口腔内部，且所述TEC制冷的传感器组件与所述接口板电性连接；

所述主板组件位于所述散热组件上，且所述主板组件与所述接口板电性连接。

在一些可能的实现方式中，所述接口板与所述开口腔的开口端之间具有第一密封垫；

所述接口板与所述散热组件之间具有第二密封垫。

在一些可能的实现方式中，所述接口板包括：功能区、第一接触区和第二接触区；

所述第一接触区与所述开口腔的开口端连接，所述第二接触区与所述散热组件连接，所述功能区分别与所述TEC制冷的传感器组件和所述主板组件连接；

所述第一接触区和所述第二接触区上的铜层厚度小于所述功能区的铜层厚度。

在一些可能的实现方式中，所述散热组件包括：散热翅片、基座、风扇和风扇支架；

所述散热翅片和所述风扇支架均固定于所述基座的第一表面；

所述风扇固定于所述风扇支架上；

所述基座的第二表面与所述接口板连接。

在一些可能的实现方式中，所述散热组件还包括：热管；

所述热管的一端固定于所述基座的第一表面，所述热管的另一端固定于所述散热翅片内部。

在一些可能的实现方式中，所述散热翅片包括：进风口、出风口、位于所述进风口和所述出风口之间的直通式风道；

所述风扇面向所述进风口，并且，所述风扇投影于所述进风口上的投影面积小于所述进风口的面积。

在一些可能的实现方式中，所述TEC制冷的传感器组件包括：感光传感器、可视盖体、传感器支座、第一导热板、TEC制冷器、第二导热板；

所述可视盖体与所述传感器支座连接并配合构成传感器容纳腔，所述感光传感器位于所述传感器容纳腔内；

所述传感器支座上具有过孔，所述第一导热板的第一表面通过所述过孔与所述感光传感器接触；

所述TEC制冷器的冷面与所述第一导热板的第二表面接触，所述TEC制冷器的热面与所述第二导热板的第一表面接触，所述第二导热板的第二表面与所述基座接触；

并且，所述第二导热板与所述传感器支座连接。

在一些可能的实现方式中，所述TEC制冷器的冷面与所述第一导热板之间，以及，所述TEC制冷器的热面与所述第二导热板的第一表面之间均具有导热硅脂。

在一些可能的实现方式中，所述第一导热板的第一表面与所述感光传感器之间具有第一导热垫；

所述第二导热板的第二表面与所述基座之间具有第二导热垫。

在一些可能的实现方式中，所述第二导热板包括：板状本体、与所述板状本体连接的连接耳板；

所述连接耳板与所述传感器支座连接；

所述板状本体、所述TEC制冷器、所述第一导热板、所述感光传感器依次紧密接触。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的制冷相机，对功能模块进行了改进，接口板夹设于开口腔的开口端和散热组件之间，利用接口板和散热组件配合密封开口腔，这样TEC制冷的传感器组件位于封闭的开口腔内部，在该封闭空间内，即使相机内部的温度低于外部环境温度，也能够有效地避免相机内部发生冷凝形成水汽，同时，还利于使得本实用新型实施例提供的相机保持更佳的制冷效果。另外，通过设置外壳，不仅能对功能模块进行保护，同时，还利于作各种类型的造型，赋予制冷相机期望的外观。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的制冷相机的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的功能模块的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的接口板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的散热组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的TEC制冷的传感器组件的爆炸图；

图6为本实用新型实施例提供的制冷相机的局部剖面图。

附图标记分别表示：

1-外壳，

11-前壳体，12-后壳体，

2-功能模块，

21-密封内壳，

211-开口腔，212-前盖，213-密封前壳，214-密封中壳，

22-TEC制冷的传感器组件，

221-感光传感器，222-可视盖体，223-传感器支座，2231-过孔，

224-第一导热板，225-TEC制冷器，

226-第二导热板，2261-板状本体，2262-连接耳板，

23-接口板，

231-功能区，232-第一接触区，

24-散热组件，

241-散热翅片，

2411-进风口，2412-出风口，

242-基座，

243-风扇，

244-风扇支架，

245-热管，

25-主板组件，

251-主板，252-电源板。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种制冷相机，如附图1所示，该制冷相机包括：外壳1、位于外壳1内部的功能模块2；

其中，如附图2所示，功能模块2包括：具有开口腔211的密封内壳21、TEC制冷的传感器组件22、接口板23、散热组件24、主板组件25；

接口板23夹设于开口腔211的开口端和散热组件24之间，且接口板23和散热组件24配合密封开口腔211；

TEC制冷的传感器组件22位于开口腔211内部，且TEC制冷的传感器组件22与接口板23电性连接；

主板组件25位于散热组件24上，且主板组件25与接口板23电性连接。

本实用新型实施例提供的制冷相机，对功能模块2进行了改进，接口板23夹设于开口腔211的开口端和散热组件24之间，利用接口板23和散热组件24配合密封开口腔211，这样，TEC制冷的传感器组件22位于封闭的开口腔211内部，在该封闭空间内，即使相机内部的温度低于外部环境温度，也能够有效地避免相机内部发生冷凝形成水汽，同时，还利于使得本实用新型实施例提供的相机保持更佳的制冷效果。另外，通过设置外壳1，不仅能对功能模块2进行保护，同时，还利于作各种类型的造型，赋予制冷相机期望的外观。

本实用新型实施例提供的制冷相机，采用内壳-外壳的形式，能够获得兼具良好的外观性、制冷性、防冷凝性的工业相机。外壳1起到整机的造型要求，起到保护的作用，散热组件24、接口板23与密封内壳21配合形成的一体式内壳，起到了良好的制冷效果以及防止冷凝效果，且便于拆卸和维护。

为了使开口腔211被完全密封，提高其密封效果，本实用新型实施例使接口板23与开口腔211的开口端之间具有第一密封垫；接口板23与散热组件24之间具有第二密封垫(图中未示出)。

举例来说，第一密封垫和第二密封垫均采用密封圈形式，安装时，在开口腔211的开口端与接口板23接触的位置设置第一密封槽，以容纳第一密封垫；在散热组件24的与接口板23接触的位置设置第二密封槽，以容纳第二密封垫。

通过第一密封垫和第二密封垫，能够密封接口板23与开口腔211的开口端以及散热组件24之间的接触间隙，确保完全密封。

本领域技术人员可以理解的是，接口板23是一种具有导电铜层的电路板，其同时与TEC制冷的传感器组件22和主板组件25进行电性连接，以达到在TEC制冷的传感器组件22和主板组件25之间进行数据信号传输的目的。

本实用新型实施例中，如附图3所示，接口板23包括：功能区231、第一接触区2321和第二接触区(图中未示出)，其中，第一接触区2321与开口腔211的开口端连接，第二接触区与散热组件24连接，功能区231分别与TEC制冷的传感器组件22和主板组件25连接，以达到使TEC制冷的传感器组件22和主板组件25之间进行数据信号传输的目的。

本实用新型实施例中，使接口板23上第一接触区2321和第二接触区上的铜层厚度小于功能区231的铜层厚度。也就是说，在接口板23的上述两个接触区内尽量减少铺铜量，这样利于增加该区域内的导热热阻，能够有效防止散热组件24的热量传递至密封内壳21，避免引起密封内壳21中供给TEC制冷的传感器组件22的冷量的损失。

其中，接口板23的功能区231的结构与TEC制冷的传感器组件22的结构相适配，以确保两者紧密接触及连接。

在一些可能的实现方式中，如附图2所示，具有开口腔211的密封内壳21包括：前盖212、密封前壳213、密封中壳214；其中，前盖212包括：连接框、以及位于连接框内腔中的玻璃盖板；密封前壳213为具有中心空腔的板体状；密封中壳214为具有开口腔211的框体状。前盖212的连接框、密封前壳213、密封中壳214依次连接，使前盖212封堵密封中壳214的开口腔211的一个开口端，该开口腔211的另一个开口端被接口板23和散热组件24所封堵。

其中，前盖212的连接框、密封前壳213、密封中壳214的连接面上均可以设置密封圈，以提高密封内壳21的密封性。

本实用新型实施例中，如附图4所示，散热组件24包括：散热翅片241、基座242、风扇243和风扇支架244；

其中，散热翅片241和风扇支架244均固定于基座242的第一表面；风扇243固定于风扇支架244上；基座242的第二表面与接口板23连接。

基座242与散热翅片241、风扇支架244均可以采用焊接的方式进行连接，散热翅片241和风扇支架244分别固定于基座242的第一表面的不同位置处。风扇支架244用于固定并支撑风扇243，风扇243用于对散热翅片241进行吹风以达到散热的目的。

应用时，当制冷相机开始作业后，散热器对TEC制冷的传感器组件22散发的热量进行传递，风扇243对散热翅片241进行吹风，进而将热量带走。

进一步地，本实用新型实施例提供的散热组件24还包括：热管245；热管245的一端固定于基座242的第一表面，热管245的另一端固定于散热翅片241内部。

示例地，热管245的数目包括但不限于：1根、2根、3根等，并且，热管245的形状包括但不限于：U形管等，当热管245为U形管时，其一侧段固定于基座242上，弧形过渡段和另一侧段位于散热翅片241内部。

通过在基座242和散热翅片241之间设置热管245，利于降低基座242和散热翅片241之间的热阻，提高两者之间的导热性，提高散热效率。

在一些可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的制冷相机中，如附图4所示，散热翅片241包括：进风口2411、出风口2412、位于进风口2411和出风口2412之间的直通式风道；风扇243面向进风口2411，并且，风扇243投影于进风口2411上的投影面积小于进风口2411的面积。

通过使散热翅片241采用直通式进风和出风，并且，风扇243投影于进风口2411上的投影面积小于进风口2411的面积，使风扇243吹出的风能够完全进入进风口2411，这样利于提高风扇243利用率，显著提高散热效率。

在一些可能的实现方式中，如附图5和附图6所示，TEC制冷的传感器组件22包括：感光传感器221、可视盖体222、传感器支座223、第一导热板224、TEC制冷器225、第二导热板226；

可视盖体222与传感器支座223连接并配合构成传感器容纳腔，感光传感器221位于传感器容纳腔内；

传感器支座223上具有过孔2231，第一导热板224的第一表面通过过孔2231与感光传感器221接触；

TEC制冷器225的冷面与第一导热板224的第二表面接触，TEC制冷器225的热面与第二导热板226的第一表面接触，第二导热板226的第二表面与基座242接触；

并且，第二导热板226与传感器支座223连接。

示例地，第一导热板224、第二导热板226均可以选用铜材质，以获得良好的导热效果。可视盖体222包括：盖体框架、以及位于盖体框架的中间腔体内部的玻璃板，以确保感光传感器221的正常作业。

基于上述设计，感光传感器221、第一导热板224、TEC制冷器225、第二导热板226、散热组件24的基座242依次接触，这样，当制冷相机开启后，TEC制冷器225开始工作，其冷面的冷量通过第一导热板224传递至感光传感器221的背面，使感光传感器221降温，TEC制冷器225热面的热量通过第二导热板226导热至基座242，基座242再将热量传递至热管245及散热翅片241，由风扇243横掠翅片带走热量，排出热量，进而实现制冷目的。

本实用新型实施例中，散热器组件的基座242、散热翅片241、热管245的材质选用高导热材质，例如，铝、铜等。这样，散热器组件的基座242不仅能够作为密封结构来进行开口腔211的密封，同时还起到导热作用，以显著提高散热效率。

为了降低感光传感器221与第一导热板224之间的热阻，在传感器支座223上设置过孔2231，过孔2231的形状与第一导热板224的形状相适配，这样，第一导热板224通过过孔2231使其第一表面与感光传感器221接触，这样，冷量可以通过第一导热板224直接传递至感光传感器221，使感光传感器221得以快速降温。

在一些可能的实现方式中，TEC制冷器225的冷面与第一导热板224之间，以及，TEC制冷器225的热面与第二导热板226的第一表面之间均具有导热硅脂。

使TEC制冷器225的冷面和热面分别采用导热硅脂与第一导热板224和第二导热板226进行导热，如此设置，能够降低各部件之间的热阻，进一步提高传热效率。

进一步地，第一导热板224的第一表面与感光传感器221之间具有第一导热垫；

第二导热板226的第二表面与基座242之间具有第二导热垫。

示例地，第一导热垫为超软的，且无挥发的导热垫；第二导热垫为具有

sensor背面和导热铜块间采用超软、无挥发导热垫填充间隙；固定铜块与基底间采用高导热系数(K>6)的导热垫。

通过上述设置，使第一导热垫和第二导热垫来填充各部件之间的间隙，能够进一步降低各部件之间的热阻，进一步提高传热效率。

可见，基于上述，冷量可以依次通过导热硅脂、第一导热板224、第一导热垫，直接传递至感光传感器221，使感光传感器221降温。

本实用新型实施例中，可视盖体222与传感器支座223连接，例如采用螺钉进行连接，第二导热板226与传感器支座223连接，例如采用螺钉进行连接。

在一些可能的实现方式中，如附图5所示，第二导热板226包括：板状本体2261、与板状本体2261连接的连接耳板2262；其中，连接耳板2262与传感器支座223连接；板状本体2261、TEC制冷器225、第一导热板224、感光传感器221依次紧密接触。

示例地，第二导热板226的板状本体2261为矩形板状，连接耳板2262分布于板状本体2261的四个角部，连接耳板2262与传感器支座223采用螺钉连接，这样，第二导热板226能够将TEC制冷器225、第一导热板224、感光传感器221依次压紧，这样，TEC制冷器225、第一导热板224、感光传感器221之间能够形成良好的导热体。

本实用新型实施例中，主板组件25固定于散热组件24的基座242上，主板组件25包括：主板251和电源板252，其中，电源板252分别与接口板23、主板251、TEC制冷的传感器组件22电性连接，主板251又与接口板23电性连接。

在一些可能的实现方式中，如附图1所示，外壳1包括：前壳体11和后壳体12，其中，前壳体11与后壳体12连接，前壳体11与后壳体12两者配合构成的内腔与功能模块2的外轮廓结构相适配，以使功能模块2稳定地放置于其中。

前壳体11与后壳体12的外轮廓结构可以根据制冷相机的造型需求进行适应性地设计，例如设计成矩形形状、圆柱形形状等。

前壳体11与后壳体12可以采用卡接、螺钉连接等方式进行连接，并且，前壳体11上具有透明面板区域，以使制冷相机进行感光摄像作业。

本实用新型实施例提供的制冷相机，采用内壳-外壳1的形式，能够获得兼具良好的外观性、制冷性、防冷凝性的工业相机。外壳1起到整机的造型要求，起到保护的作用，散热组件24、接口板23与密封内壳21配合形成的一体式内壳，起到了良好的制冷效果以及防止冷凝效果，且便于拆卸和维护。散热组件24的基座242作为导热体，利于降低热阻，显著提高了散热效率。

在本实用新型实施例中，术语“第一”和“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。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制冷相机，其特征在于，所述制冷相机包括：外壳(1)、位于外壳(1)内部的功能模块(2)；

所述功能模块(2)包括：具有开口腔(211)的密封内壳(21)、TEC制冷的传感器组件(22)、接口板(23)、散热组件(24)、主板组件(25)；

所述接口板(23)夹设于所述开口腔(211)的开口端和所述散热组件(24)之间，且所述接口板(23)和所述散热组件(24)配合密封所述开口腔(211)；

所述TEC制冷的传感器组件(22)位于所述开口腔(211)内部，且所述TEC制冷的传感器组件(22)与所述接口板(23)电性连接；

所述主板组件(25)位于所述散热组件(24)上，且所述主板组件(25)与所述接口板(23)电性连接。

2.根据权利要求1所述的制冷相机，其特征在于，所述接口板(23)与所述开口腔(211)的开口端之间具有第一密封垫；

所述接口板(23)与所述散热组件(24)之间具有第二密封垫。

3.根据权利要求1所述的制冷相机，其特征在于，所述接口板(23)包括：功能区(231)、第一接触区(232)和第二接触区；

所述第一接触区(232)与所述开口腔(211)的开口端连接，所述第二接触区与所述散热组件(24)连接，所述功能区(231)分别与所述TEC制冷的传感器组件(22)和所述主板组件(25)连接；

所述第一接触区(232)和所述第二接触区上的铜层厚度小于所述功能区(231)的铜层厚度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制冷相机，其特征在于，所述散热组件(24)包括：散热翅片(241)、基座(242)、风扇(243)和风扇支架(244)；

所述散热翅片(241)和所述风扇(243)支架均固定于所述基座(242)的第一表面；

所述风扇(243)固定于所述风扇支架(244)上；

所述基座(242)的第二表面与所述接口板(23)连接。

5.根据权利要求4所述的制冷相机，其特征在于，所述散热组件(24)还包括：热管(245)；

所述热管(245)的一端固定于所述基座(242)的第一表面，所述热管(245)的另一端固定于所述散热翅片(241)内部。

6.根据权利要求4所述的制冷相机，其特征在于，所述散热翅片(241)包括：进风口(2411)、出风口(2412)、位于所述进风口(2411)和所述出风口(2412)之间的直通式风道；

所述风扇(243)面向所述进风口(2411)，并且，所述风扇(243)投影于所述进风口(2411)上的投影面积小于所述进风口(2411)的面积。

7.根据权利要求4所述的制冷相机，其特征在于，所述TEC制冷的传感器组件(22)包括：感光传感器(221)、可视盖体(222)、传感器支座(223)、第一导热板(224)、TEC制冷器(225)、第二导热板(226)；

所述可视盖体(222)与所述传感器支座(223)连接并配合构成传感器容纳腔，所述感光传感器(221)位于所述传感器容纳腔内；

所述传感器支座(223)上具有过孔(2231)，所述第一导热板(224)的第一表面通过所述过孔(2231)与所述感光传感器(221)接触；

所述TEC制冷器(225)的冷面与所述第一导热板(224)的第二表面接触，所述TEC制冷器(225)的热面与所述第二导热板(226)的第一表面接触，所述第二导热板(226)的第二表面与所述基座(242)接触；

并且，所述第二导热板(226)与所述传感器支座(223)连接。

8.根据权利要求7所述的制冷相机，其特征在于，所述TEC制冷器(225)的冷面与所述第一导热板(224)之间，以及，所述TEC制冷器(225)的热面与所述第二导热板(226)的第一表面之间均具有导热硅脂。

9.根据权利要求7所述的制冷相机，其特征在于，所述第一导热板(224)的第一表面与所述感光传感器(221)之间具有第一导热垫；

所述第二导热板(226)的第二表面与所述基座(242)之间具有第二导热垫。

10.根据权利要求7所述的制冷相机，其特征在于，所述第二导热板(226)包括：板状本体(2261)、与所述板状本体(2261)连接的连接耳板(2262)；

所述连接耳板(2262)与所述传感器支座(223)连接；

所述板状本体(2261)、所述TEC制冷器(225)、所述第一导热板(224)、所述感光传感器(221)依次紧密接触。

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