專利名稱：防爆熱成像攝像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于具有爆炸性氣體和爆炸性粉塵存在的特種工業(yè)環(huán)境
下的采用熱成像原理進行工業(yè)監(jiān)控的防爆熱成像攝像儀，屬于防爆工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國石油、化工、軍工、航天、航海、交通、科研等諸多領(lǐng)域往往需要安裝監(jiān)控系統(tǒng)， 一來夜間工作的監(jiān)控系統(tǒng)通常需要有夜視功能，目前使用紅外攝像儀可以滿足圖像的采集 需求，但紅外線發(fā)生器的探照范圍有限，衰減嚴重，且容易受阻擋。由于隔爆型的攝像儀密 封的特性，使得攝像儀在工作時，產(chǎn)生的大量熱量無法有效、及時地擴散，容易造成電路過 載、燒板，使得前端設(shè)備工作的可靠性大大降低，頻繁的維修不利系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。二來石 油化工行業(yè)對明火的控制十分重視，很多工業(yè)環(huán)境下，壓力容器、儲油罐等設(shè)備往往有一定 的溫度控制要求，當其表面或內(nèi)部溫度上升到一定極限后，容易產(chǎn)生爆炸、燃燒等事故，故 需要對這類場所、設(shè)備的溫度進行監(jiān)測，從而及時地發(fā)現(xiàn)安全隱患，控制火災(zāi)等事故的發(fā) 生。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種不僅具有氣體、粉塵雙重防 爆特性，而且不受氣候影響的防爆熱成像攝像儀。 實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種防爆熱成像攝像儀，包括底座、線纜裝置、水平 傳動機構(gòu)、水平筒體、殼體、罩殼、俯仰傳動機構(gòu)、解碼控制器和電源板，電源板和線纜裝置 安裝在底座內(nèi)，水平傳動機構(gòu)安裝在電源板的上方，俯仰傳動機構(gòu)安裝在水平傳動機構(gòu)的 上方，水平筒體與水平傳動機構(gòu)連接，殼體的下端與水平筒體固定連接，殼體的上端與罩殼 固定連接，解碼控制器安裝在罩殼內(nèi)，還包括內(nèi)裝視頻攝像機的俯仰攝像機筒體和內(nèi)裝熱 感應(yīng)攝像機的俯仰熱感應(yīng)筒體，俯仰攝像機筒體和俯仰熱感應(yīng)筒體均與俯仰傳動機構(gòu)連 接，俯仰熱感應(yīng)筒體為一個由筒體、鍺玻璃、玻璃壓圈、抽屜板、后蓋和密封圈組成的密封隔 爆腔體，后蓋與筒體后端固定連接，且密封圈位于后蓋和筒體之間，鍺玻璃位于熱感應(yīng)攝像 機鏡頭前方，且鍺玻璃通過玻璃壓圈固定在筒體前端板內(nèi)側(cè)，并在筒體前端板上具有多個 小孔，抽屜板安裝在筒體內(nèi)，熱感應(yīng)攝像機固定安裝在抽屜板上。 俯仰攝像機筒體為一個由筒體、透明鋼化玻璃、金屬包覆墊、玻璃壓圈、抽屜板、后 蓋和"O"型密封圈組成的密封隔爆腔體，透明鋼化玻璃位于視頻攝像機鏡頭前方，且透明鋼 化玻璃通過玻璃壓圈固定在筒體前端，后蓋與筒體固定連接，"O"型密封圈位于后蓋和筒體 之間，抽屜板安裝在筒體內(nèi)，視頻攝像機固定安裝在抽屜板上。 俯仰攝像機筒體上安裝有雨刮器，該雨刮器由雨刷刮、雨刷電機和雨刷軸傳動機 構(gòu)組成，雨刷刮安裝在雨刷軸傳動機構(gòu)的輸出端，且雨刷刮緊貼在透明鋼化玻璃上，雨刷軸 傳動機構(gòu)的輸入端與雨刷電機的主軸連接。 水平傳動機構(gòu)由水平電機、電機小帶輪、第一同步齒形帶、第一被動大帶輪、第一
4小齒輪、第二同步齒形帶、第二被動大帶輪、齒輪軸、行星齒輪、支架、水平機板、中心齒輪和 中心軸組成，電機小帶輪固定在水平電機的輸出軸上，第一被動大帶輪通過第一同步齒形 帶與電機小帶輪連接，第一小齒輪與第一被動大帶輪安裝在同一根軸上，第二被動大帶輪 通過第二同步齒形帶與第一小齒輪連接，第二被動大帶輪與行星齒輪均固定安裝在齒輪軸 上，行星齒輪與中心齒輪嚙合，中心齒輪固定安裝在中心軸上，中心軸與底座固定連接，齒 輪軸通過軸承可旋轉(zhuǎn)地支承在支架上，支架與水平機板固定連接，水平機板與水平筒體固 定連接。 俯仰傳動機構(gòu)由俯仰電機、電機小齒輪、第三同步齒形帶、第三被動大帶輪、第二
小齒輪、第四同步齒形帶、熱感應(yīng)俯仰軸、第四被動大帶輪、聯(lián)軸器和攝像機俯仰軸組成，俯
仰電機固定安裝在殼體上，電機小齒輪固定在俯仰電機的主軸上，第三被動大帶輪通過第
三同步齒形帶與第二小齒輪連接，第四被動大帶輪通過第四同步齒形帶與第二小齒輪連
接，第四被動大帶輪固定在熱感應(yīng)俯仰軸上或攝像機俯仰軸上，攝像機俯仰軸和熱感應(yīng)俯
仰軸通過聯(lián)軸器連接，攝像機俯仰軸和熱感應(yīng)俯仰軸均可轉(zhuǎn)動地支撐在殼體上，熱感應(yīng)俯
仰軸與俯仰熱感應(yīng)筒體固定連接，攝像機俯仰軸與俯仰攝像機筒體固定連接。 采用上述技術(shù)方案后，由于熱感應(yīng)攝像機的工作原理特性，普通玻璃對紅外線有
吸收作用，而鍺玻璃對紅外線透明，但鍺玻璃不具備鋼化玻璃的抗沖擊性能，為了實現(xiàn)防爆
的性能，在鍺玻璃外側(cè)一面附有不銹鋼板材，表面進行鏤空設(shè)計，根據(jù)所需采集的紅外線波
長，按特定的算法，計算出圓孔的直徑和分布密度后打孔，既能使紅外線順利透過，被熱感
應(yīng)攝像機捕捉，又能滿足防爆抗沖擊試驗。熱感應(yīng)攝像機結(jié)合另一側(cè)的常規(guī)攝像儀，該實用
新型可以做到常規(guī)視頻攝像和紅外熱成像攝像相結(jié)合的功能，實現(xiàn)在夜間、零照度和惡劣
氣候條件下的目標監(jiān)控，不僅僅實現(xiàn)可見光部分的視頻采集，同時也能更直接地反映出目
標物表面的溫度分布情況。水平傳動機構(gòu)和俯仰傳動機構(gòu)同時安裝在此裝置上實現(xiàn)了水平
方向360° 、俯仰方向的±90°轉(zhuǎn)動，達到"萬向"的視角，進行全向視頻、熱圖像的采集。

圖1為本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型的水平傳動機構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的部分傳動結(jié)構(gòu)的左視圖； 圖4為本實用新型的俯仰傳動部分的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4的部分傳動結(jié)構(gòu)的俯視圖； 圖6為本實用新型的俯仰攝像機筒體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本實用新型的俯仰熱感應(yīng)筒體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為圖7的左視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。 如圖1 8所示，一種防爆熱成像攝像儀，包括底座1、線纜裝置2、水平傳動機構(gòu) 3、水平筒體4、殼體10、罩殼11、俯仰傳動機構(gòu)5、解碼控制器7和電源板9，電源板9和線纜 裝置2安裝在底座1內(nèi)，水平傳動機構(gòu)3安裝在電源板9的上方，俯仰傳動機構(gòu)5安裝在水
5平傳動機構(gòu)3的上方，水平筒體4與水平傳動機構(gòu)3連接，殼體10的下端與水平筒體4固 定連接，殼體10的上端與罩殼11固定連接，解碼控制器7安裝在罩殼11內(nèi)，還包括內(nèi)裝視 頻攝像機6-4的俯仰攝像機筒體6和內(nèi)裝熱感應(yīng)攝像機8-4的俯仰熱感應(yīng)筒體8，俯仰攝像 機筒體6和俯仰熱感應(yīng)筒體8均與俯仰傳動機構(gòu)5連接，俯仰熱感應(yīng)筒體8為一個由筒體 8-l、鍺玻璃8-2、玻璃壓圈8-3、抽屜板8-5、后蓋8_6和密封圈8_7組成的密封隔爆腔體，后 蓋8-6與筒體8-1后端固定連接，且密封圈8-7位于后蓋8-6和筒體8_1之間，鍺玻璃8_2 位于熱感應(yīng)攝像機8-4鏡頭前方，且鍺玻璃8-2通過玻璃壓圈8-3固定在筒體8-1前端板 內(nèi)側(cè)，并在筒體前端板上具有多個小孔8-8，這些小孔8-8設(shè)計成蜂窩狀，抽屜板8-5安裝在 筒體8-1內(nèi)，熱感應(yīng)攝像機8-4固定安裝在抽屜板8-5上。 如圖6所示，俯仰攝像機筒體6為一個由筒體6-6、透明鋼化玻璃6-l、金屬包覆墊 6-2、玻璃壓圈6-3、抽屜板6-5、后蓋6-7和"0"型密封圈6_8組成的密封隔爆腔體，透明鋼 化玻璃6-1位于視頻攝像機6-4鏡頭前方，且透明鋼化玻璃6-1通過玻璃壓圈6-3固定在 筒體6-6前端，后蓋6-7與筒體6-6固定連接，"0"型密封圈6-8位于后蓋6_7和筒體6_6 之間，抽屜板6-5安裝在筒體6-6內(nèi)，視頻攝像機6-4固定安裝在抽屜板6-5上。 如圖6所示，俯仰攝像機筒體6上安裝有雨刮器，該雨刮器由雨刷刮6-10、雨刷電 機6-9和雨刷軸傳動機構(gòu)6-11組成，雨刷刮6-10安裝在雨刷軸傳動機構(gòu)6-11的輸出端，且 雨刷刮6-10緊貼在透明鋼化玻璃6-1上，雨刷軸傳動機構(gòu)6-11的輸入端與雨刷電機6-9的 主軸連接。俯仰攝像機筒體6的雨刷部分主要由雨刷電機6-9帶動雨刷軸傳動機構(gòu)6-11， 從而使緊貼前端鋼化玻璃6-1的雨刷刮6-10進行來回擺動運動，達到清潔玻璃視口的目 的。 如圖2、3所示，水平傳動機構(gòu)3由水平電機3-1、電機小帶輪3_2、第一同步齒形帶 3-3、第一被動大帶輪3-4、第一小齒輪3-5、第二同步齒形帶3-6、第二被動大帶輪3-7、齒輪 軸3-8、行星齒輪3-9、支架3-10、水平機板3-11、中心齒輪3-12和中心軸3_13組成，電機 小帶輪3-2固定在水平電機3-1的輸出軸上，第一被動大帶輪3-4通過第一同步齒形帶3-3 與電機小帶輪3-2連接，第一小齒輪3-5與第一被動大帶輪3-4安裝在同一根軸上，第二被 動大帶輪3-7通過第二同步齒形帶3-6與第一小齒輪3-5連接，第二被動大帶輪3-7與行星 齒輪3-9均固定安裝在齒輪軸3-8上，行星齒輪3-9與中心齒輪3-12嚙合，中心齒輪3_12 固定安裝在中心軸3-13上，中心軸3-13與底座1固定連接，齒輪軸3-8通過軸承可旋轉(zhuǎn)地 支承在支架3-10上，支架3-10與水平機板3-11固定連接，水平機板3-11與水平筒體4固 定連接。 如圖2、3所示，水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)3是通過3級傳動來實現(xiàn)的，具體過程如下水平電 機3-1帶動電機小帶輪3-2轉(zhuǎn)動，通過第一同步齒形帶3-3帶動第一被動大帶輪3-4轉(zhuǎn)動， 從而使在同一根軸上的第一小齒輪3-5轉(zhuǎn)動，通過第二同步齒形帶3-6帶動第二被動大帶 輪3-7轉(zhuǎn)動，從而使齒輪軸3-8上的行星齒輪3-9轉(zhuǎn)動，行星齒輪3-9在中心齒輪3_12上滾 動，即行星齒輪3-9既自轉(zhuǎn)又圍繞中心軸3-13公轉(zhuǎn)，齒輪軸3-8跟著行星齒輪3-9公轉(zhuǎn)，齒 輪軸3-8又帶動與其連接的支架3-10轉(zhuǎn)動，支架3-10帶動與其固定連接的水平機板3-11 轉(zhuǎn)動，水平機板3-11再帶動與其固定連接的水平筒體4轉(zhuǎn)動，水平筒體4帶動與其固定連 接的殼體10轉(zhuǎn)動，并由殼體10帶動攝像機俯仰軸5-10和熱感應(yīng)俯仰軸5-7轉(zhuǎn)動，再由攝 像機俯仰軸5-10帶動俯仰攝像機筒體6轉(zhuǎn)動，熱感應(yīng)俯仰軸5-7帶動俯仰攝像機筒體8轉(zhuǎn)動。 如圖4所示，俯仰傳動機構(gòu)5由俯仰電機5-l、電機小齒輪5-2、第三同步齒形帶 5-3、第三被動大帶輪5-4、第二小齒輪5-5、第四同步齒形帶5-6、熱感應(yīng)俯仰軸5-7、第四被 動大帶輪5-8、聯(lián)軸器5-9和攝像機俯仰軸5-10組成，俯仰電機5-1固定安裝在殼體10上， 電機小齒輪5-2固定在俯仰電機5-l的主軸上，第三被動大帶輪5-4通過第三同步齒形帶 5-3與第二小齒輪5-5連接，第四被動大帶輪5-8通過第四同步齒形帶5-6與第二小齒輪 5-5連接，第四被動大帶輪5-8固定在熱感應(yīng)俯仰軸5-7上，攝像機俯仰軸5-10和熱感應(yīng)俯 仰軸5-7通過聯(lián)軸器5-9連接，攝像機俯仰軸5-10和熱感應(yīng)俯仰軸5-7均可轉(zhuǎn)動地支撐在 殼體10上，熱感應(yīng)俯仰軸5-7與俯仰熱感應(yīng)筒體8固定連接，攝像機俯仰軸5-10與俯仰攝 像機筒體6固定連接。 第四被動大帶輪5-8也可以固定在攝像機俯仰軸5-10上。只要將俯仰電機5-1 的方向和位置做相應(yīng)的調(diào)整即可。 結(jié)合圖4和圖5，俯仰轉(zhuǎn)動機構(gòu)5是通過2級傳動來實現(xiàn)的，具體過程如下俯仰 電機5-1帶動電機小帶輪5-2轉(zhuǎn)動，通過第三同步齒形帶5-3帶動第三被動大帶輪5-4轉(zhuǎn) 動，從而使在同一根軸上的第二小齒輪5-5轉(zhuǎn)動，通過第四同步齒形帶5-6帶動固定在熱感 應(yīng)俯仰軸5-7上的第四被動大帶輪5-8轉(zhuǎn)動，從而帶動熱感應(yīng)俯仰軸5-7轉(zhuǎn)動，熱感應(yīng)俯仰 軸5-7再帶動俯仰熱感應(yīng)筒體8轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)俯仰熱感應(yīng)筒體8轉(zhuǎn)動。而俯仰攝像機筒 體6的轉(zhuǎn)動是通過聯(lián)軸器5-9連接熱感應(yīng)俯仰軸5-7與攝像機俯仰軸5-10，以實現(xiàn)俯仰攝 像機筒體6和俯仰熱感應(yīng)筒體8同步轉(zhuǎn)動。 本實用新型可以實現(xiàn)夜間、零照度和惡劣氣候條件下的全向的可見光部分的視頻 采集或熱圖像的目標采集。
權(quán)利要求一種防爆熱成像攝像儀，包括底座(1)、線纜裝置(2)、水平傳動機構(gòu)(3)、水平筒體(4)、殼體(10)、罩殼(11)、俯仰傳動機構(gòu)(5)、解碼控制器(7)和電源板(9)，電源板(9)和線纜裝置(2)安裝在底座(1)內(nèi)，水平傳動機構(gòu)(3)安裝在電源板(9)的上方，俯仰傳動機構(gòu)(5)安裝在水平傳動機構(gòu)(3)的上方，水平筒體(4)與水平傳動機構(gòu)(3)連接，殼體(10)的下端與水平筒體(4)固定連接，殼體(10)的上端與罩殼(11)固定連接，解碼控制器(7)安裝在罩殼(11)內(nèi)，其特征在于還包括內(nèi)裝視頻攝像機(6-4)的俯仰攝像機筒體(6)和內(nèi)裝熱感應(yīng)攝像機(8-4)的俯仰熱感應(yīng)筒體(8)，俯仰攝像機筒體(6)和俯仰熱感應(yīng)筒體(8)均與俯仰傳動機構(gòu)(5)連接，俯仰熱感應(yīng)筒體(8)為一個由筒體(8-1)、鍺玻璃(8-2)、玻璃壓圈(8-3)、抽屜板(8-5)、后蓋(8-6)和密封圈(8-7)組成的密封隔爆腔體，后蓋(8-6)與筒體(8-1)后端固定連接，且密封圈(8-7)位于后蓋(8-6)和筒體(8-1)之間，鍺玻璃(8-2)位于熱感應(yīng)攝像機(8-4)鏡頭前方，且鍺玻璃(8-2)通過玻璃壓圈(8-3)固定在筒體(8-1)前端板內(nèi)側(cè)，并在筒體前端板上具有多個小孔(8-8)，抽屜板(8-5)安裝在筒體(8-1)內(nèi)，熱感應(yīng)攝像機(8-4)固定安裝在抽屜板(8-5)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防爆熱成像攝像儀，其特征在于俯仰攝像機筒體(6)為一 個由筒體(6-6)、透明鋼化玻璃(6-1)、金屬包覆墊(6-2)、玻璃壓圈(6-3)、抽屜板(6-5)、后 蓋(6-7)和"0"型密封圈(6-8)組成的密封隔爆腔體，透明鋼化玻璃(6-1)位于視頻攝像 機(6-4)鏡頭前方，且透明鋼化玻璃(6-1)通過玻璃壓圈(6-3)固定在筒體(6-6)前端，后 蓋(6-7)與筒體(6-6)固定連接，"0"型密封圈(6-8)位于后蓋(6-7)和筒體(6-6)之間， 抽屜板(6-5)安裝在筒體(6-6)內(nèi)，視頻攝像機(6-4)固定安裝在抽屜板(6-5)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防爆熱成像攝像儀，其特征在于俯仰攝像機筒體(6)上安 裝有雨刮器，該雨刮器由雨刷刮(6-10)、雨刷電機(6-9)和雨刷軸傳動機構(gòu)(6-11)組成，雨 刷刮(6-10)安裝在雨刷軸傳動機構(gòu)(6-11)的輸出端，且雨刷刮(6-10)緊貼在透明鋼化玻 璃(6-1)上，雨刷軸傳動機構(gòu)(6-11)的輸入端與雨刷電機(6-9)的主軸連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的防爆熱成像攝像儀，其特征在于水平傳動機構(gòu)(3) 由水平電機(3-l)、電機小帶輪(3-2)、第一同步齒形帶(3-3)、第一被動大帶輪(3-4)、第 一小齒輪(3-5)、第二同步齒形帶(3-6)、第二被動大帶輪(3-7)、齒輪軸(3-8)、行星齒輪 (3-9)、支架(3-10)、水平機板(3-ll)、中心齒輪(3-12)和中心軸(3-13)組成，電機小帶 輪(3-2)固定在水平電機(3-1)的輸出軸上，第一被動大帶輪(3-4)通過第一同步齒形帶 (3-3)與電機小帶輪(3-2)連接，第一小齒輪(3-5)與第一被動大帶輪(3-4)安裝在同一 根軸上，第二被動大帶輪(3-7)通過第二同步齒形帶(3-6)與第一小齒輪(3-5)連接，第二 被動大帶輪(3-7)與行星齒輪(3-9)均固定安裝在齒輪軸(3-8)上，行星齒輪(3-9)與中 心齒輪(3-12)嚙合，中心齒輪(3-12)固定安裝在中心軸(3-13)上，中心軸(3-13)與底座 (1)固定連接，齒輪軸(3-8)通過軸承可旋轉(zhuǎn)地支承在支架(3-10)上，支架(3-10)與水平 機板(3-11)固定連接，水平機板(3-11)與水平筒體(4)固定連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的防爆熱成像攝像儀，其特征在于俯仰傳動機構(gòu)(5) 由俯仰電機(5-l)、電機小齒輪(5-2)、第三同步齒形帶(5-3)、第三被動大帶輪(5-4)、第二 小齒輪(5-5)、第四同步齒形帶(5-6)、熱感應(yīng)俯仰軸(5-7)、第四被動大帶輪(5-8)、聯(lián)軸 器(5-9)和攝像機俯仰軸(5-10)組成，俯仰電機(5-1)固定安裝在殼體(10)上，電機小 齒輪(5-2)固定在俯仰電機(5-1)的主軸上，第三被動大帶輪(5-4)通過第三同步齒形帶(5-3)與第二小齒輪(5-5)連接，第四被動大帶輪(5-8)通過第四同步齒形帶(5-6)與第二 小齒輪(5-5)連接，第四被動大帶輪(5-8)固定在熱感應(yīng)俯仰軸(5-7)上或攝像機俯仰軸 (5-10)上，攝像機俯仰軸(5-10)和熱感應(yīng)俯仰軸(5-7)通過聯(lián)軸器(5-9)連接，攝像機俯 仰軸(5-10)和熱感應(yīng)俯仰軸(5-7)均可轉(zhuǎn)動地支撐在殼體(10)上，熱感應(yīng)俯仰軸(5-7) 與俯仰熱感應(yīng)筒體(8)固定連接，攝像機俯仰軸(5-10)與俯仰攝像機筒體(6)固定連接。
專利摘要一種防爆熱成像攝像儀，包括底座(1)、線纜裝置(2)、水平傳動機構(gòu)(3)、水平筒體(4)、殼體(10)、罩殼(11)、俯仰傳動機構(gòu)(5)、解碼控制器(7)和電源板(9)，還包括內(nèi)裝視頻攝像機(6-4)的俯仰攝像機筒體(6)和內(nèi)裝熱感應(yīng)攝像機(8-4)的俯仰熱感應(yīng)筒體(8)，俯仰攝像機筒體(6)和俯仰熱感應(yīng)筒體(8)均與俯仰傳動機構(gòu)(5)連接，俯仰熱感應(yīng)筒體(8)為一個由筒體(8-1)、鍺玻璃(8-2)、玻璃壓圈(8-3)、抽屜板(8-5)、后蓋(8-6)和密封圈(8-7)組成的密封隔爆腔體，鍺玻璃(8-2)位于熱感應(yīng)攝像機(8-4)鏡頭前方，且鍺玻璃(8-2)通過玻璃壓圈(8-3)固定在筒體(8-1)前端板內(nèi)側(cè)。本實用新型實現(xiàn)了夜間、零照度和惡劣氣候條件下的全向的可見光部分或熱圖像的目標采集。
文檔編號H04N7/18GK201515436SQ20092004842
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者凡灼華, 周嵩, 陳瑞 申請人:常州裕華電子設(shè)備制造有限公司