CN102754007A - 温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温度控制装置（1），用于连接在壁部（8）的开口（2）内，该壁部限定待控制的区域，所述装置包括：机架（4），用于安装在所述开口（2）内，具有用于连接到所述开口上的装置和用于确保在开口（2）处密封壁部（8）的密封装置；热传感器（5），容纳在所述机架（4）内并且布置成接收红外波并且将所述波转换成电信号；光学系统（6），与支架（4）刚性连接，用于朝着所述热传感器（5）聚焦来自待控制的区域的红外波。本发明还涉及箱体，具有开口以及安装至所述箱体中的至少一个这样的温度控制装置。本发明还涉及一种用于在限定了待控制的区域的壁部的开口内安装这样的温度控制装置的方法。

Description

温度控制装置

技术领域

本发明涉及温度控制装置，用于监控壁部所限定的区域内的物体的温度。

本发明尤其涉及监控位于封闭的外壳(enclosure)内的物体的温度。

背景技术

对于某些应用程序，需要通过壁部监控物体的温度，尤其是这样的情况，电气装置位于机箱内，其中，要定期监控其内的温度，以检测出任何问题。

电气装置，尤其是高压、中压装置，可经受不同强度的电弧，引起火灾或者甚至爆炸。而且，人们确信，将近40%的火灾是由电气装置引起。这样，明显地出于安全的原因，需要定期可靠地监控这种装置的温度。

为了有效地防止这些危害，人们知道，通过红外热成像来定期地检查电气装置的关键区域。为了确保进行这些定期检查，人们尤其知道，为电气装置的外壁提供一个或多个合适定位的窗或观察孔。

这些窗允许红外线辐射穿过，从而红外照相机能够通过所述视窗观察待监控的电气装置。图1阐述了这种现有技术，其中，用于容纳电气装置的机箱具有这种窗，并且红外照相机安装成与所述观察窗相对，以便获得机箱内部的红外图像。在文献FR 2 743 153中特别描述了这种视窗。使用这种端口尤其有利。实际上，使用观察孔能够省去拆卸用于容纳电气装置的机箱的分隔件的操作。而且，在正常电气条件下，可进行监控，无需切断待监控的电气装置的电源，从而完全安全地进行可靠监控。

然而，这种监控方法需要合格的操作员并且要求进行安装和设置红外照相机的合格操作，所以未立即获得电气装置的红外图像。而且，这种方法不适合于连续监控容纳在机箱内的电气装置的温度。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供用于监控壁部所限定的区域的温度的装置，从而解决这些问题，该装置适合于通过红外热成像快速监控温度。

为此目的，根据第一方面，本发明涉及温度监控装置，用于连接在壁部的开口内，该壁部限定了待监控的区域，包括：

单个机架，用于安装到所述开口内，单个机架设置有用于附接到所述开口上的装置以及用于将所述机架附接至所述壁部上并确保所述壁部在开口处被密封的密封装置；

热传感器，其容纳在所述单个机架内并且布置成接收红外波并将所述红外波转换成电信号。

有利地，该装置包括光学系统，光学系统容纳在所述机架内并与其刚性连接，用于朝着所述热传感器聚焦来自待监控的区域的所述红外波。

这样，温度监控装置可永久性地附接至壁部，从而能够实际上立即进行红外热成像监控，无需为每个监控操作特别设置操作。尤其地，由于热传感器整合在机架内且该机架又连接在壁部内，所以不需要安装和设置照相机。该装置能够直接获得热图像，无需使用单独的照相机。

而且，由于该装置永久性地附接在壁部上，所以该装置适合于连续监控外壳内部的物体的温度。

最后，该温度监控装置不影响壁部的紧密度（tightness），所以壁部不会允许灰尘、水或其他异物渗入待监控的区域内部。

有利地，所述光学系统形成所述装置的前壁，从而位于壁部与待监控的区域之间。这样，邻近所监控的区域的光学系统能够监控更大的区域。

在一个实施例中，该装置包括支撑盘，所述支撑盘以紧密方式附接至所述机架，并且具有用于定位光学系统的中心孔。这种支撑盘与光学系统一起而形成该装置的前壁。有利地，所述光学系统伸出到所述支撑盘的前方，以获得宽的监控范围。

在一个有利的实施例中，所述光学系统为广角镜头。

有利地，该装置进一步包括容纳在所述机架内的用于处理来自所述热传感器的信号的处理卡。而且，该装置包括用于显示红外图像的装置，所述用于显示红外图像的装置容纳在所述机架内并延伸到所述温度监控装置的后表面。这样，所有的监控元件形成单个组件，单个组件适合于在相同的壁部安装操作期间被附接。

在一个实施例中，该装置包括集成警报系统，所述集成警报系统连接至所述处理卡并且适合于生成警报信号，以便通知待监控的区域内过热。

在一个实施例中，该装置包括所述显示装置的可移除防护罩，所述可移除防护罩布置成覆盖所述温度监控装置的后表面。

在一个实施例中，该装置包括用于接收电源连接器的连接器。这样，该装置不需要内部电源，并且可容易地连接到外部电源。也可考虑由电池供电系统提供电源。

在一个实施例中，该装置包括USB端口，用于与计算机或外部装置交换数据。

在一个实施例中，该装置包括机架，所述机架包括用于被插入到所述开口内的圆柱形螺纹环和主体；以及螺母，用于安装在所述螺纹环上，以将壁部夹在所述主体、所述机架和所述螺母之间。这些附接装置能够快速可靠地安装该装置。

有利地，该装置包括O型环，所述O型环安装在处于所述壁部与所述机架的主体之间所述螺纹环上，以确保所述壁部在所述开口处的紧密度。

该装置进一步包括自粘平面密封件，所述自粘平面密封件安装在所述壁部上并且插在所述壁部与所述螺母之间。

根据第二方面，本发明涉及一种外壳，外壳包括具有开口的壁部以及至少一个根据本发明第一方面所述的温度监控装置，所述温度监控装置固定地安装在所述开口内。

最后，根据第三方面，本发明涉及一种用于在限定了待监控的区域的壁部的开口内安装根据本发明第一方面所述的温度监控装置的方法，所述方法包括在所述开口内安装所述机架的步骤以及将所述温度监控装置附接在所述壁部上的步骤。

有利地，所述温度监控装置被布置成，使得所述光学系统朝着待监控的区域伸出。

附图说明

参看附图，在下面的描述过程中，显示本发明的进一步的目的和优点，其中：

图1为根据现有技术的温度监控组件的示意图，包括观察孔和安装成与所述孔相对的红外照相机，以获得待监控的外壳内部的红外图像；

图2为根据本发明的温度监控装置的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的温度监控装置的分解剖视图；

图4为根据本发明的温度监控装置的分解前部透视图；

图5为根据本发明的温度监控装置的分解侧视图；

图6为根据本发明的温度监控装置的分解后部透视图；

图7为剖视图，详细示出了根据本发明的一个实施例的装置中的连接装置和密封装置。

具体实施方式

根据本发明的温度监控装置1用于连接到壁部8上形成的开口2内，壁部限定了待监控的区域。例如，壁部为外壳3的壁部，其中，待监控的物体容纳在该外壳内。例如，待监控的外壳为电气机箱，包括断路器、熔断器、变压器、电动机和/或电容台（capacitive bench）。然而，本发明不限于监控电气装置的温度，本发明也适用于例如监控工业工序（例如食品处理）或者监控人（医疗或监狱部门）。

壁部8设置有开口2，开口具有基本环形剖面，能够安装根据本发明的监控装置1。显然，基于待观察的物体在外壳3内的位置，确定开口2的位置。在图2中，温度待监控的物体由灯泡12表示。

根据本发明的装置1包括机架4，用于安装在所述开口2内并且以紧密方式附接其上。为此目的，机架4具有位于所述开口上的附接装置以及密封装置，该密封装置用于确保壁部8在所述开口2处的紧密度（在外壳3的内部与外部之间）。如图中所示，机架4为整体件。

在所示的实施例中，机架4包括主体4a，并且在前部包括用于插入所述开口2内的圆柱形螺纹环4b。主体4a的尺寸比螺纹环4b的尺寸更大，所以在将螺纹环4b插入所述开口2内时，朝向外壳3的壁部8按压主体4a。而且，为了将该装置附接到壁部8上，当螺纹环插入开口2内时，经由外壳3的内部，将螺母12安装在螺纹环4b上。

应注意的是，螺纹环4b有利地具有平坦点（flat spot），用于确保该装置对准。显然，在这种情况下，开口2的形状与螺纹环4b的形状互补。

而且，为了确保该组件的紧密度，该装置包括两个密封件13a、13b，尤其如图7中所示。第一密封件13a为插在外壳3的壁部8的外表面与主体4a的轴承面14之间的O型环13a。而且，第二密封件13b为自粘平面密封件（self-adhesive flat seal），该密封件附接在壁部8的内表面上并且插在所述壁部和螺母12之间。有利地，所使用的密封件13a、13b由丙烯腈丁二烯或任何其他等效的合成材料制成。

通过外壳3的壁部8上这种紧密的组装，该装置防止灰尘、水或其他异物进入外壳3内。然而，在不偏离本发明的范围的情况下，能够设想其他类型的附接和/或密封装置，

而且，温度监控装置1包括光学系统6和热传感器5，如图3中所示。光学系统6用于朝着热传感器5聚焦来自外壳3的红外波，热传感器接收所述红外波并且将这些波转换成电信号。这样，单个机架4适合于容纳热传感器5和光学系统6，以确保装置1紧密附接在壁部8上。所阐述的机架实现为外壳形式，在这种情况下为圆筒形，容纳用于输出来自热传感器的电信号的所有元件。

光学系统6容纳在机架4内并且位于外壳3内部。将光学系统6布置在外壳3内部，能够获得更大的红外波捕获角。优选地，光学系统6为广角镜头。这种光学系统的捕获角通常在120°到160°的范围内。光学系统6对于红外波是透明的，并且通常对于波长在0.3μm到13μm之间的波是透明的。

在所示的实施例中，该装置包括具有中心孔的支撑盘7，光学系统6位于该孔内。通过硅树脂粘结或通过带密封件的夹具（未显示），光学系统6紧密地附接到所述支撑盘7。光学系统6从支撑盘7中朝着外壳3的内部伸出。支撑盘7紧密地附接在机架4上。同样，通过硅树脂粘结或通过紧密夹具，支撑盘7可附接在机架4上。支撑盘7与光学系统6一起形成装置1的前壁。

在一个特定的实施例中，光学系统6尤其可由例如硒化锌或氟化钡制成。根据本发明，光学系统6布置在外壳3内部，从而部分地保护该光学系统不受外部攻击，例如灰尘或水。这样，本发明能够使用多种材料制造光学系统6，例如，尤其地，使用比移动照相机中通常使用的材料更敏感的材料。

热传感器5容纳在机架4内并且刚性地连接至机架。热传感器5例如为非冷却量子阱红外探测器（QWIP探测器）或者新一代非冷却微测辐射热计探测器。热传感器5安装在适当对中的支撑卡5'上。支撑卡5'例如具有与导杆15a、15b接合的孔，导杆刚性连接到机架4，用于将热传感器5放置在中心。使用非冷却热传感器需要诸如液氮等大量的冷却源以及特定的外壳，用于其热传感器和冷却装置。

装置1还包括红外处理卡9，红外处理卡也容纳在相同的机架4内，并且适合于采集和处理来自热传感器5的信号，以获得外壳3的内部的红外图像16。这种处理卡9具有采集和模数转换装置以及视频信号输出和传输接口。这种处理卡9还可包括压缩装置以及USB输出接口。

有利地，处理卡9包括用于分析信号的装置，适合于将温度分配给红外图像的每个点。有利地，该装置进一步包括集成警报系统，该系统连接到所述处理卡9并且适合于产生警报信号，用于通知用户元件过热。

而且，装置1进一步包括存储器，用于储存与待监控的装置相关的信息和/或红外图像记录。

温度监控装置1具有用于显示红外图像的装置10，图5和图6中更具体地显示了该显示装置，并且该显示装置连接到处理卡9的输出接口。这些显示装置适合于直接查看要观察的装置的红外图像19。显示装置10也容纳在机架4内并且延伸到该温度监控装置的后表面。在所显示的实施例中，装置1包括具有孔的磁盘16，用于容纳显示装置并且与显示装置10一起形成监控装置的后表面。例如，显示装置10包括LCD屏幕。根据本发明的一个实施例，装置1的后表面还包括控制键，其适合于例如在屏幕上移动指示标记（pointer），以获得指示区域的温度，或者在软件菜单内进行导航，用于操作该装置1。

有利地，为了保护显示装置，该装置1包括可移除保护罩11，如图3中所示，该保护罩被设置成位于机架上并且覆盖装置1的后表面。该保护罩11与机架的主体4b具有相同的剖面，并且例如通过拧紧或通过磁力，该保护罩附接在该主体上。

而且，在所述的实施例中，装置1包括用于接收电源连接器的连接器17。连接器17安装在孔内，该孔形成在机架4内。这样，根据本发明的装置1不包括内部电源，并且通过移动电源或通过待监控的外壳3内容纳的电源，可为该装置供电。

而且，在本发明的一个特定的实施例中，该装置具有USB端口18，该端口容纳在机架4内并且连接到处理卡9中。该USB端口18适合于将监控装置连接到计算机中或者连接到计算机装置中，例如数据储存装置或打印装置，以便能够进行数据交换，尤其是红外图像交换。

上面将本发明作为一个实例进行描述。本领域的技术人员显然了解，在不偏离本发明的范围的情况下，能够产生各种替换的实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种温度监控装置（1），用于连接在壁部（8）的开口（2）内，所述壁部限定了待监控的区域，所述温度监控装置包括：

-单个机架（4），用于安装到所述开口（2）内，所述单个机架设置有用于附接到所述开口上的装置以及用于将所述机架附接至所述壁部（8）上并确保所述壁部（8）在所述开口（2）处被密封的密封装置；

-热传感器（5），其容纳在所述单个机架（4）内并且布置成接收红外波并将所述红外波转换成电信号；

-光学系统（6），容纳在所述机架内并与其刚性连接，用于朝着所述热传感器（5）聚焦来自待监控的区域的所述红外波，

所述热传感器（5）和所述光学系统（6）容纳在所述机架（4）中，形成单个机架。

2.根据权利要求1所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）形成所述温度监控装置的前壁，用来位于所述壁部（8）与待监控的区域之间。

3.根据权利要求2所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括支撑盘（7），所述支撑盘以紧密方式附接至所述机架（4），并且具有用于定位所述光学系统（6）的中心孔。

4.根据权利要求3所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）伸出到所述支撑盘（7）的前方。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）为广角镜头。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，进一步包括容纳在所述机架（4）内的用于处理来自所述热传感器（5）的信号的处理卡（9）。

7.根据权利要求6所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括集成警报系统，所述集成警报系统连接至所述处理卡（9）并且适合于生成警报信号，以便通知待监控的区域内过热。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括用于显示红外图像的装置（10），所述用于显示红外图像的装置容纳在所述机架（4）内并延伸到所述温度监控装置的后表面。

9.根据权利要求8所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括所述显示装置（10）的可移除防护罩（11），所述可移除防护罩布置成覆盖所述温度监控装置的后表面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括用于接收电源连接器的连接器（17）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括USB端口（18）。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述热传感器为非冷却传感器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括机架（4），所述机架包括用于被插入到所述开口内的圆柱形螺纹环（4b）和主体（4a）；以及螺母（12），用于安装在所述螺纹环（4b）上，以将所述壁部（8）夹在所述主体（4a）、所述机架（4）和所述螺母（12）之间。

14.根据权利要求13所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括O型环（13a），所述O型环安装在处于所述壁部（8）与所述机架（4）的主体（4a）之间的所述螺纹环（4b）上，以确保所述壁部（8）在所述开口（2）处的紧密度。

15.根据权利要求14所述的温度监控装置，其特征在于，包括自粘平面密封件（13b），所述自粘平面密封件安装在所述壁部（8）上并且插在所述壁部（8）与所述螺母（12）之间。

16.一种外壳，包括具有开口（2）的壁部（8）以及至少一个根据权利要求1至15中任一项所述的温度监控装置（1），所述温度监控装置固定地安装在所述开口（2）内。

17.一种用于在限定了待监控的区域的壁部（8）的开口（2）内安装根据权利要求1至16中任一项所述的温度监控装置（1）的方法，所述方法包括在所述开口内安装所述机架的步骤以及将所述温度监控装置（1）附接在所述壁部（8）上的步骤。

18.根据权利要求17所述的安装方法，其特征在于，所述温度监控装置（1）被布置成，使得所述光学系统（6）朝着待监控的区域伸出。

Claims (19)

1.一种温度监控装置（1），用于连接在壁部（8）的开口（2）内，所述壁部限定了待监控的区域，所述温度监控装置包括：

-单个机架（4），用于安装到所述开口（2）内，所述单个机架设置有用于附接到所述开口上的装置以及用于将所述机架附接至所述壁部（8）上并确保所述壁部（8）在所述开口（2）处被密封的密封装置；

-热传感器（5），其容纳在所述单个机架（4）内并且布置成接收红外波并将所述红外波转换成电信号。

2.根据权利要求1所述的温度监控装置（1），其特征在于，进一步包括：

-光学系统（6），容纳在所述机架内并与其刚性连接，用于朝着所述热传感器（5）聚焦来自待监控的区域的所述红外波。

3.根据权利要求2所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）形成所述温度监控装置的前壁，用来位于所述壁部（8）与待监控的区域之间。

4.根据权利要求3所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括支撑盘（7），所述支撑盘以紧密方式附接至所述机架（4），并且具有用于定位所述光学系统（6）的中心孔。

5.根据权利要求4所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）伸出到所述支撑盘（7）的前方。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述光学系统（6）为广角镜头。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，进一步包括容纳在所述机架（4）内的用于处理来自所述热传感器（5）的信号的处理卡（9）。

8.根据权利要求7所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括集成警报系统，所述集成警报系统连接至所述处理卡（9）并且适合于生成警报信号，以便通知待监控的区域内过热。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括用于显示红外图像的装置（10），所述用于显示红外图像的装置容纳在所述机架（4）内并延伸到所述温度监控装置的后表面。

10.根据权利要求9所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括所述显示装置（10）的可移除防护罩（11），所述可移除防护罩布置成覆盖所述温度监控装置的后表面。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括用于接收电源连接器的连接器（17）。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括USB端口（18）。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，所述热传感器为非冷却传感器。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括机架（4），所述机架包括用于被插入到所述开口内的圆柱形螺纹环（4b）和主体（4a）；以及螺母（12），用于安装在所述螺纹环（4b）上，以将所述壁部（8）夹在所述主体（4a）、所述机架（4）和所述螺母（12）之间。

15.根据权利要求14所述的温度监控装置（1），其特征在于，包括O型环（13a），所述O型环安装在处于所述壁部（8）与所述机架（4）的主体（4a）之间的所述螺纹环（4b）上，以确保所述壁部（8）在所述开口（2）处的紧密度。

16.根据权利要求15所述的温度监控装置，其特征在于，包括自粘平面密封件（13b），所述自粘平面密封件安装在所述壁部（8）上并且插在所述壁部（8）与所述螺母（12）之间。

17.一种外壳，包括具有开口（2）的壁部（8）以及至少一个根据权利要求1至16中任一项所述的温度监控装置（1），所述温度监控装置固定地安装在所述开口（2）内。

18.一种用于在限定了待监控的区域的壁部（8）的开口（2）内安装根据权利要求1至17中任一项所述的温度监控装置（1）的方法，所述方法包括在所述开口内安装所述机架的步骤以及将所述温度监控装置（1）附接在所述壁部（8）上的步骤。

19.根据权利要求18所述的安装方法，其特征在于，所述温度监控装置（1）被布置成，使得所述光学系统（6）朝着待监控的区域伸出。

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