[发明专利]一种耐高低温的摄像热控装置

说明书

技术领域

本发明涉及摄像热控装置，尤其涉及一种在-150℃至+170℃环境下工作的耐高、低温的摄像热控装置。

背景技术

随着数字近景摄像测量原理技术的不断发展，且由于其无接触、高精度、测量便捷等优点，数字近景摄像测量原理技术在航空航天中得到广泛应用。数字近景的摄影测量原理是采用CCD相机对被控物体进行拍照摄像，信号通过数据线返回的监控室进行处理。

随着数码相机技术的飞速发展，将摄像技术应用与航天工程已然成为一个发展趋势，能够实现实时观测目标空间内部工作设备或被测运动装置的运行状况。然而，由于空间环境的复杂性，直接将摄像机裸露于太空，则摄像装置将经受太空严酷的空间环境的考验，其包括强烈的太阳辐射将导致摄像装置表面温度过高或者不均匀。考虑到一般的摄像装置无法胜任在高温或低温或高低温交变的恶劣环境下正常工作，尤其是摄像机的CCD或CMOS成像感光元件无法在-40℃或者55℃以上工作，必须解决在高低温环境下保证摄像装置正常工作的热控系统。

目前设计的摄像测量系统有多种，大多数能在常温范围(-20℃～+50℃)工作，还有用于观测真空低温(不高于100K)环境下的热控系统，或者能够满足锅炉的高温工作条件(2200℃)的热控系统。耐高低温条件的摄像热控系统也有进行研究，但其结构较为复杂，安装不便。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是结构简单、安装方便的耐高低温摄像热控装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种摄像热控装置，包括玻璃罩组件、第一法兰、第二法兰、联通管、摄像器件；所述玻璃罩组件包括内层玻璃罩和外层玻璃罩，所述内层玻璃罩位于所述外层玻璃罩的内部并具有从所述外层玻璃罩的内部向外伸出的延伸部；所述摄像器件设置在所述内层玻璃罩的内部；所述联通管的一端与外部环境连通，所述联通管的另一端与第二法兰相连；

所述联通管内部设置有进气管；所述进气管的一端与外部供气设备相连，所述进气管的另一端延伸至所述内层玻璃罩的内部，所述进气管用于向所述内层玻璃罩的内部输送常温干燥气体，并对所述内层玻璃罩的内部的气体进行置换，带走多余热量，以维持所述内层玻璃罩的内部的温度恒定；

所述第一法兰内密封地安装着所述内层玻璃罩的所述伸出部；所述第二法兰内密封地安装着所述联通管；所述第一法兰与所述第二法兰密封地连接在一起。

进一步地，所述第一法兰具有与所述内层玻璃罩的所述伸出部的外径等直径的第一通孔，所述第一通孔内密封地安装着所述内层玻璃罩的所述伸出部；所述第二法兰具有与所述联通管的外径等直径的第二通孔，所述第二通孔内密封地安装着所述联通管。

进一步地，所述第一法兰和所述第二法兰之间通过螺栓连接，并通过密封垫圈实现密封。

进一步地，所述内层玻璃罩和所述外层玻璃罩之间具有封闭空间，所述封闭空间内被抽至高真空状态，能有效减少传热。

进一步地，所述内层玻璃罩的端部和所述外层玻璃罩的端部均具有玻璃视镜，所述内层玻璃罩的玻璃视镜与所述外层玻璃罩的玻璃视镜相互平行，所述玻璃视镜是透明的。

进一步地，在所述封闭空间内，所述内层玻璃罩的侧壁和所述外层玻璃罩的侧壁均镀有银，以减少传热。

进一步地，所述摄像器件通过支撑件固定于所述内层玻璃罩的内部，所述支撑件的一端与所述摄像器件连接，所述支撑件的另一端与第二法兰相连。

进一步地，所述联通管内还设置有视频线和电源线，所述视频线和电源线的一端与所述摄像器件连接，所述视频线和电源线的另一端通过所述联通管引出至外部环境并与外部功率输入设备及数据采集设备连接。

进一步地，通过控制机构能够控制所述常温干燥气体的流量，当所述内层玻璃罩的内部温度低于-30℃或高于+40℃时，通过增加所述常温干燥气体的流量使所述内层玻璃罩的内部的温度保持在-30℃～+40℃。

进一步地，所述内层玻璃罩的所述延伸部的外侧以及所述联通管的外侧均包覆有保温材料，以减少所述联通管的内部和所述延伸部的内部向外部的导热。

进一步地，所述摄像器件的感光元件面向未镀有银的所述玻璃视镜，用于观测区域成像。

当经过长时间的试验后，外部环境漏热进入所述摄像器件的内部，通过所述常温干燥气体的置换能够带走热量，使所述摄像器件的温度控制在-30℃～+40℃，从而保证所述摄像器件的正常工作。