PL232609B1

PL232609B1 - Device intended for analysis and recording of images, preferably within the explosion-endangered zone

Info

Publication number: PL232609B1
Application number: PL421379A
Authority: PL
Inventors: Piotr Łuczak; Artur Witek; Rafał Zagawa; Arkadiusz Grzelka
Original assignee: Integrotech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2019-07-31
Also published as: PL421379A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do analizy i rejestrowania obrazu zwłaszcza w strefie zagrożenia wybuchem przeznaczone do obserwacji np. liczydła gazomierzy, konwersji obserwowanego obrazu oraz transmisji przekonwertowanych do postaci dyskretnej znak ów alfanumerycznych zarejestrowanych w polu widzenia kamery.The subject of the invention is a device for analyzing and recording the image, especially in the explosion hazard zone, intended for the observation of e.g. gas meter abacus, conversion of the observed image and transmission of alphanumeric characters converted into a discrete form recorded in the field of view of the camera.

Znane, występujące na rynku urządzenia pomiarowe są wyposażone w kamery, które można montować w strefach zagrożenia wybuchem. Przykładem takiego rozwiązania jest urządzenie XF40-Q1765 szwedzkiej firmy AXIS, zbudowane w formie zamkniętej walcowej obudowy z jednej strony zakończonej przezroczystą szybką, przeznaczone do pracy w strefie zagrożonej wybuchem. Urządzenie nie posiada wbudowanego komputera, a pozwala jedynie przysyłać dane w celu monitorowania obiektu.Known measuring devices available on the market are equipped with cameras that can be installed in explosion hazard zones. An example of such a solution is the XF40-Q1765 device of the Swedish company AXIS, built in the form of a closed cylindrical housing with a transparent glass on one side, intended for use in a potentially explosive atmosphere. The device does not have a built-in computer, and allows only to send data to monitor the facility.

Urządzenie do analizy i rejestrowania obrazu, zwłaszcza w strefie zagrożenia wybuchem według wynalazku posiada wewnątrz aluminiowej dwuczęściowej obudowy o wykonaniu Ex do stref zagrożonych wybuchem odrębne zminiaturyzowane moduły źródła światła podczerwonego, matrycę CMOS z mikrokontrolerem, jednomodułowy komputer typu SOM, układ zasilacza, gniazda komunikacyjne i zasilające. Wyposażone jest w soczewki ściśle przylegające do diod emitujących światło podczerwone oraz do szyby górnej części obudowy. Są one rozmieszczone symetrycznie w jednej linii z matrycą CMOS z mikrokontrolerem oraz obiektywem, a obiektyw zakończony jest pierścieniem uszczelniającym typu o-ring, który przylega do szyby górnej części obudowy. Pomiędzy matrycą CMOS z mikrokontrolerem a diodami emitującymi światło podczerwone umieszczony jest fotorezystor. Obwody matrycy CMOS z mikrokontrolerem diod emitujących światło podczerwone oraz fotorezystora są umieszczone na osobnym obwodzie drukowanym, mocowanym na śrubach dystansowych do pozostałych płyt obwodów drukowanych. Matryca CMOS z mikrokontrolerem znajduje się na taśmie termoprzewodzącej, przylegającej do obwodu drukowanego. Między dolną częścią obudowy i trzecią płytką umieszczona jest taśma termoprzewodząca.The device for analyzing and recording the image, especially in the explosion hazard zone, according to the invention, inside an aluminum two-part housing with Ex design for hazardous areas, has separate miniaturized infrared light source modules, a CMOS matrix with a microcontroller, a single-module computer type SOM, power supply system, communication and power sockets . It is equipped with lenses closely adjacent to the infrared light emitting diodes and to the glass of the upper part of the housing. They are arranged symmetrically in line with the CMOS matrix with the microcontroller and the lens, and the lens ends with an o-ring, which adheres to the glass of the upper part of the housing. A photoresistor is placed between the CMOS matrix with a microcontroller and the diodes emitting infrared light. CMOS matrix circuits with a microcontroller of infrared light emitting diodes and a photoresistor are placed on a separate printed circuit, mounted on distance screws to the remaining printed circuit boards. The CMOS matrix with the microcontroller is located on a thermally conductive tape adjacent to the printed circuit. A thermally conductive tape is placed between the lower part of the housing and the third plate.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na szybką analizę danych dostarczonych przez mikrokontroler matrycy CMOS w taki sposób, że obraz poddawany analizie zostaje przekształcony w ciąg znaków identyczny z tym jaki reprezentowany jest na liczydle gazomierza. W formie znakowej przekazywany jest następnie poprzez interfejs szeregowy RS32/485 lub interfejs Ethernet do nadrzędnych systemów sterowania, pełniąc w ten sposób funkcję urządzenia diagnostycznego w strefie zagrożenia wybuchem. Ze względu kompaktową zabudowę urządzenia, czyli umieszczenie elementów wizyjnych (matryca CMOS z mikrokontrolerem i obiektywem) oraz elementów oświetlających, można stosować je w miejscach gdzie ilość miejsca jest ograniczona do jednego korpusu urządzenia przeciwwybuchowego.The solution according to the invention allows for a quick analysis of the data provided by the CMOS matrix microcontroller in such a way that the image being analyzed is transformed into a sequence of characters identical to that represented on the gas meter counter. In character form, it is then transferred via the RS32 / 485 serial interface or Ethernet interface to superior control systems, thus serving as a diagnostic device in the explosion hazard zone. Due to the compact design of the device, i.e. the placement of vision elements (CMOS matrix with a microcontroller and lens) and lighting elements, they can be used in places where the space is limited to one body of an explosion-proof device.

Urządzenie do analizy i rejestrowania obrazu zwłaszcza w strefie zagrożenia wybuchem zostało przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku perspektywicznym, fig. 2 - przekrój główny, a fig. 3 - kolejny przekrój.The device for analyzing and recording an image, especially in a potentially explosive atmosphere, has been shown in the drawing in the exemplary embodiment, in which Fig. 1 shows the device in a perspective view, Fig. 2 - a main section and Fig.

Urządzenie składa się z trzech płytek zabudowanych elementami elektronicznymi 14, 15, 18. Pierwsza płytka 18 wyposażona w matrycę CMOS z mikrokontrolerem 23 i obiektywem 24, umieszczonych na taśmie termoprzewodzącej 22, a obok niej usytuowane są fotorezystor 21, dwie diody świecące światłem w paśmie podczerwieni 19 z zabudowanymi soczewkami 20. Na drugiej płytce 15 osadzone są gniazda wykorzystywane do podłączenia zasilania, gniazda wykorzystywane do transmisji danych 26 (2xRS232/485), zasilacz 17, bateria 16 wykorzystywana do podtrzymywania czasu pamięci oraz czasu urządzenia. Na trzeciej płytce 14 zamocowane są gniazdo RJ45 12, dwa złącza micro USB 13, gniazdo na zewnętrzną kartę pamięci 8 oraz komputer jednomodułowy typu SOM 9. Pomiędzy trzecią płytką 14 a dolną częścią obudowy 10 umieszczona jest taśma termoprzewodząca 11. Płytki połączone są czterema śrubami dystansowymi 25 przechodzącymi przez symetrycznie wykonane na płytkach otwory.The device consists of three boards with electronic elements 14, 15, 18. The first board 18 equipped with a CMOS matrix with a microcontroller 23 and an objective 24, placed on a thermally conductive tape 22, and next to it there are a photoresistor 21, two diodes emitting light in the infrared band 19 with built-in lenses 20. On the second board 15 there are sockets used for connecting the power supply, data transmission sockets 26 (2xRS232 / 485), power supply 17, battery 16 used to maintain memory time and device time. On the third board 14 are mounted RJ45 socket 12, two micro USB 13 connectors, a socket for an external memory card 8 and a single-module computer, SOM 9 type. Between the third board 14 and the lower part of the housing 10 there is a thermal conductive tape 11. The boards are connected with four distance screws 25 through symmetrically made holes on the plates.

Całość osadzona jest w obudowie 1, 10 dostosowanej do pracy w strefie zagrożonej wybuchem. Obudowa składa się z dwóch części łączących się ze sobą za pomocą połączenia gwintowego 3. Dodatkowo uszczelnione jest ono uszczelką typu o-ring 4. Górna część obudowy 1 o kształcie walcowym, wyposażona jest w szybkę 2, osłaniającą moduł rejestrujący. Dolna część obudowy 10, również o kształcie walcowym, posiada trzy otwory 6, do których wkręcone są przepusty kablowe 5 wykorzystywane do przeprowadzenia niezbędnego okablowania (zasilanie, sygnały transmisji RS232/485 oraz kabel Ethernet). Dodatkowo u podstawy obudowa posiada dwa płaskie uchwyty z otworami przelotowymi 7. Wykorzystywane są one do przymocowania kamery do mocowania zewnętrznego.The whole is embedded in a housing 1, 10 adapted to work in a hazardous area. The housing consists of two parts connected to each other by means of a threaded connection 3. Additionally, it is sealed with an O-ring 4. The upper part of the housing 1 is of cylindrical shape, is equipped with a glass 2, which covers the recording module. The lower part of the housing 10, also cylindrical in shape, has three openings 6 into which cable glands 5 are screwed, used for carrying out the necessary cabling (power supply, RS232 / 485 transmission signals and Ethernet cable). Additionally, at the base, the housing has two flat holders with through holes 7. They are used to attach the camera to an external mount.

Claims

Patent claim

1. A device for analyzing and recording images, especially in the explosion hazard zone, with inside an aluminum two-piece enclosure of Ex design for hazardous areas, separate miniaturized infrared light source modules, CMOS matrix with a microcontroller, single-module SOM computer, power supply system, communication and power sockets, characterized by the fact that it has lenses (20) closely adjacent to the infrared light emitting diodes (19) and to the glass (2) of the upper part of the housing (1), and that they are arranged symmetrically in line with the CMOS matrix with the microcontroller (23) and the lens (24), and the lens (24) ends with an O-ring (4), which adheres to the glass (2) of the upper part of the housing (1), and between the CMOS matrix with the microcontroller (23) and the emitting diodes infrared light (19), a photoresistor (21) is placed, and CMOS matrix circuits with a microcontroller (23) of infrared light emitting diodes (19) and from the photoresistor (21) are placed on a separate printed circuit (18), mounted on the distance screws (25) to the remaining printed circuit boards (14, 15) and the CMOS matrix with the microcontroller (23) is located on the thermally conductive tape (22), adjacent to the printed circuit (18), while between the lower part of the casing (10) and the third plate (14) a thermally conductive tape (11) is placed.