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CN109001956A - 全视角内窥式高温摄像装置 - Google Patents

全视角内窥式高温摄像装置 Download PDF

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CN109001956A CN201710418356.0A CN201710418356A CN109001956A CN 109001956 A CN109001956 A CN 109001956A CN 201710418356 A CN201710418356 A CN 201710418356A CN 109001956 A CN109001956 A CN 109001956A
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罗强
胡访林
管勇军
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Baoshan Iron and Steel Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种全视角内窥式高温摄像装置，防护罩体（1）的夹层（8）内通冷却水，防护罩体前端为向前突出的斜面，斜面上开有窥视孔（2），用于摄像机镜头（18）从中获取图像；防护罩体后端设置有固定圈（5），用于固定摄像机内套的后盖板（14）；摄像机内套（9）前端为向前突出的斜面，斜面的角度与防护罩体前端的斜面角度相同并保持平行，两个斜面之间留有空隙；靶面（17）和摄像机电路板（12）之间用排线（16）连接，靶面固定在摄像机内套的前端斜面上，靶面上安装摄像机镜头；连接杆（11）为中空，气体通过后盖板上进气口（15）吹入防护罩体内，并从前端窥视孔吹出；摄像机内套的外壁沿周向设置有四个定位钉（10）。

Description

全视角内窥式高温摄像装置
技术领域
本发明涉及一种内窥式高温摄像装置，尤其涉及一种全视角内窥式高温摄像装置。
背景技术
内窥式高温摄像装置是一种在冶金钢铁企业中得到广泛应用的监控设备，担负着观察炉体内部带钢运行状态和判断炉温的重要作用。内窥式高温摄像装置主要由高温工业电视防护罩31、摄像机32、镜头33等部分组成。防护罩31通过法兰34固定安装在炉体35上，前端伸入炉体内部，摄像机32和镜头33安装在防护罩31内，通过电缆把获取的炉内生产运行图像传送到操作室监视器36上供生产人员观看，参见图1。
内窥式高温工业电视防护罩31采用不锈钢材质，外壳43为夹层结构通冷却水，冷却水从下部进水口41入，从上部出水口42出，起到冷却作用，使摄像机32和镜头33工作在正常工作温度下。根据生产工艺要求，采用氮气通过进气口44进入防护罩31内，氮气一方面可以在防护罩内形成一定的气压，防止炉内的高温气体冲入防护罩内，另一方面可以吹扫镜头避免镜头被炉内灰尘粘污。防护罩前端开有一个窥视孔45，镜头正对着该窥视孔，从而获取炉内图像。摄像机和镜头安装在托板46上，托板46和后盖板47连为一体，后盖板47通过内六角螺丝48经密封圈48固定在防护罩31后部，参见图2。
目前内窥式高温摄像装置存在以下问题，参见图3和图4：
由于窥视孔开在防护罩前端，摄像机为水平安装，导致内窥式高温摄像装置54观看的视场角为90度左右，如果采用片状镜头视场角可达110度左右，但图像边缘部位会出现畸变失真现象；加热炉、退火炉等炉体35为长条形，内窥式高温摄像装置54只能安装在炉体的两端，而且轧辊51和带钢52距离摄像装置很近，为了保证生产顺利进行，生产人员需要观看到全部轧辊51、带钢52以及辊肩53的运行情况，所以目前的内窥式高温摄像装置无法满足所有监控需求。
经过检索，与本发明接近的现有技术有：1、天津开发区中导实业公司申请的《炉壁型工业摄像机保护套》，公告号CN2162055Y。该实用新型涉及一种用于保护炉壁型工业摄像机免受高温影响的保护装置，为中空夹壁圆筒形，一端封闭，另一端开有与工业窑炉壁上的观察孔互相配合的窥孔，套内带有用于安装固定摄像机镜头的固定架，后壁上开有用于向套内吹入压缩空气的压缩空气进口；夹壁内为冷却水套，其中装有螺旋隔板，外壁上开有冷却水进口和出口。该专利结构简单，压缩空气在窥孔处形成的气帘和冷却水套可有效地保护摄像机免受高温影响。2、天津市三特电子有限公司申请的《针孔式高温工业电视系统》，公告号CN201733398U。该实用新型涉及一种针孔式高温工业电视系统，包括：高温防护套、安装在高温防护套内对工作现场进行监测的摄像机、现场控制箱和安装在控制室内的报警控制箱、监视器，所述的高温防护套为双层结构，其内部通有循环冷却水，所述的摄像机的镜头为耐高温针孔式镜头，在高温防护套的前端设置有针孔，摄像机的镜头正对针孔。3、宝山钢铁股份有限公司申请的《一种针孔高温工业电视防护罩》，公告号CN202720434U。该实用新型涉及一种针孔高温工业电视防护罩，该防护罩包括双层罩壳、设于双层罩壳内的摄像机托板、设于双层罩壳后端的后盖板，双层罩壳前端设有前窥视孔和后导孔，外罩壳上通有冷却水进、出管，内罩壳上设有通入内罩壳内的气冷管，内、外罩壳之间设于导气通道，并连接有吹扫管，用以氮气吹扫及在窥视孔处形成气幕。通过气幕能够防止炉体内部高温气体冲入防护罩内部而导致罩内设备受损，同时还可以防止氮气外逸导致维护人员吸入，保证维护作业的安全。
上述专利技术采用的都是镜头正对前方，只能监控正前方图像，但图像边缘部位会出现畸变失真现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全视角内窥式高温摄像装置，该装置能使观看角度达到无畸变失真的180度左右，从而满足观察炉体内轧辊、带钢以及辊肩的需求。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种全视角内窥式高温摄像装置，包括防护罩部件和摄像机部件，防护罩部件包括：防护罩体、窥视孔、进水口、出水口、安装法兰；
所述防护罩体为夹层结构，夹层内通冷却水，冷却水从下部进水口进入，从上部出水口排出，防护罩体外固定有安装法兰，安装法兰与炉体上的固定法兰用螺栓连接；
所述防护罩体前端为向前突出的斜面，两个斜面之间角度根据摄像机镜头的视场角设置，两个斜面为前后排列，斜面上开有窥视孔，用于摄像机镜头从中获取图像；所述防护罩体后端设置有固定圈，用于固定摄像机内套的后盖板，固定圈和后盖板之间装有密封圈；
所述摄像机部件包括：摄像机镜头、靶面、排线、摄像机电路板、嵌入式图像处理模块电路板，靶面和摄像机电路板之间用排线连接，靶面固定在摄像机内套的前端斜面上，摄像机电路板和嵌入式图像处理模块电路板之间通过第一组合电缆连接，嵌入式图像处理模块电路板经第二组合电缆连接至连接线插座；靶面、排线、摄像机电路板、嵌入式图像处理模块电路板安装于摄像机内套内；靶面上安装摄像机镜头；
所述摄像机内套前端为向前突出的斜面，两个斜面为前后排列，斜面上开孔，斜面的角度与防护罩体前端的斜面角度相同并保持平行，两个斜面之间留有空隙；摄像机镜头嵌入摄像机内套斜面孔内，通过防护罩体窥视孔获取炉体内部图像；
连接杆为中空，连接杆一端通过螺杆与摄像机内套后端相连，后盖板和连接杆连为一体，后盖板通过螺丝固定在防护罩体的固定圈上，连接杆另一端伸出后盖板后固定装有连接线插座；
所述后盖板上开有进气口，气体通过进气口吹入防护罩体内，从防护罩体前端窥视孔吹出。
所述摄像机内套的外壁沿周向设置有四个定位钉。
所述摄像机镜头为片状镜头。
所述摄像机镜头的视场角为110±5度。
所述防护罩体前端的两个斜面中间位置各开有一个窥视孔，相应的，所述摄像机内套前端向前突出的两个斜面中间位置也开有孔。
本发明全视角内窥式高温摄像装置采用在防护罩体前端为向前突出的斜面，两个斜面之间角度根据摄像机镜头的视场角设置，两个斜面为前后排列，斜面上开有窥视孔，用于摄像机镜头从中获取图像，经过摄像机内的图像处理模块电路板对采集到的两路图像进行处理后，输出一幅全视角无畸变失真的图像，即观看角度达到无畸变失真的180度左右，从而在观察炉体内部带钢运行状态和判断炉温时，可以把摄像装置安装在炉体任何位置，以满足观察炉体内轧辊、带钢以及辊肩的需求。
本发明全视角内窥式高温摄像装置结构简单、成本低、使用简便易行。
本发明全视角内窥式高温摄像装置适用于冶金行业的高温工业电视，也可以应用于化工、石油等行业中的高温工业电视。
附图说明
图1为现有的内窥式高温摄像装置示意图；
图2为现有的内窥式高温摄像装置结构示意图；
图3为现有的内窥式高温摄像装置炉体内部观看侧视示意图；
图4为现有的内窥式高温摄像装置炉体内部观看俯视示意图；
图5为本发明全视角内窥式高温摄像装置结构示意图（俯视图）；
图6为嵌入式图像处理模块电路板原理示意图；
图7为防护罩体前端斜面角与摄像机镜头视角示意图；
图8为本发明全视角内窥式高温摄像装置炉体内部观看俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图5，一种全视角内窥式高温摄像装置，包括防护罩部件、摄像机部件和摄像机内套9，防护罩部件安装在炉体上，摄像机内套9安装在防护罩体内，摄像机部件安装在摄像机内套9内。
所述防护罩部件包括：防护罩体1、窥视孔2、进水口3、出水口4、安装法兰7；所述防护罩体1为夹层结构，夹层8内通冷却水，冷却水从下部进水口3进入，从上部出水口4排出，起到冷却摄像机部件的作用。防护罩体1外固定有安装法兰7，安装法兰7与炉体上的固定法兰用螺栓连接，即可完成防护罩体1的固定安装。
所述防护罩体1前端为向前突出的斜面，两个斜面之间角度根据摄像机镜头18的视场角设置，两个斜面为前后排列，斜面的中间位置开有一个窥视孔2，用于摄像机镜头18从中获取图像。所述摄像机镜头18为片状镜头，摄像机镜头18的视场角为110±5度，如摄像机镜头18的视场角为110度，因此防护罩体1前端根据视场角需求设置成110度角，参见图7。
所述防护罩体1后端设置有固定圈5，用于固定摄像机内套9的后盖板14，固定圈5和后盖板14之间装有密封圈6，密封圈6采用耐高温橡胶制成，可防止气体（氮气）向外泄漏。
所述摄像机部件包括：摄像机镜头18、靶面17、排线16、摄像机电路板12、嵌入式图像处理模块电路板20；摄像机采用电路板和靶面分离方式，靶面17是将光信号变成视频信号，靶面17和摄像机电路板12之间用排线16连接，靶面17通过螺丝固定在摄像机内套9的前端斜面上，靶面17上安装摄像机镜头18，通过窥视孔获取炉体内部图像。
所述摄像机电路板12和嵌入式图像处理模块电路板20之间通过第一组合电缆191连接，嵌入式图像处理模块电路板20经第二组合电缆192连接至连接线插座13。第一组合电缆191将摄像机电路板12两路图像信号输出至嵌入式图像处理模块电路板20进行处理，嵌入式图像处理模块电路板20通过A/D转换模块、图像拼接模块、图像消重处理模块和D/A转换模块处理后，将两路图像信号加工处理为一幅全视角（180度）的无畸变失真的图像，参见图6，再通过第二组合电缆192输出到连接线插座13，再输出到操作室监视器。第一组合电缆191和第二组合电缆192用于传送电源和视频信号。
所述靶面17、排线16、摄像机电路板12、嵌入式图像处理模块电路板20安装于摄像机内套9内。
所述摄像机内套9前端为向前突出的斜面，两个斜面为前后排列，每个斜面中间位置开孔，斜面的角度与防护罩体1前端的斜面角度相同并保持平行，以保证摄像机镜头18正对窥视孔2，摄像机内套9前端斜面与防护罩体1前端斜面之间留有空隙。摄像机镜头18嵌入摄像机内套9斜面孔内，通过防护罩体窥视孔2获取炉体内部图像。
连接杆11为中空，连接杆11一端通过螺杆与摄像机内套9后端相连，后盖板14和连接杆11连为一体，后盖板14通过螺丝固定在防护罩体的固定圈5上，连接杆11另一端伸出后盖板14后固定装有连接线插座13。
所述后盖板14上开有进气口15，气体（氮气）通过进气口15吹入防护罩体1内，从防护罩体1前端窥视孔2吹出，一方面可以在防护罩内形成一定的气压，防止炉内的高温气体冲入防护罩体1内，另一方面可以吹扫片状镜头18避免镜头被炉内灰尘粘污。
所述摄像机内套9的外壁上沿周向设置有四个定位钉10，一方面可以在摄像机内套9和防护罩体1之间形成气体通路，另一方面在往防护罩体1中插入摄像机内套9时，可以方便快捷地确定片状镜头18正好对着窥视孔2的位置，以获得满意的监控视角。
本发明全视角内窥式高温摄像装置，用于在观察炉体内部带钢运行状态和判断炉温时，可以把摄像装置55安装在炉体35任何位置，使观看角度达到无畸变失真的180度左右，从而满足生产人员观看炉体内部全部轧辊51、带钢52以及辊肩53的需求，参见图8。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全视角内窥式高温摄像装置，包括防护罩部件和摄像机部件，防护罩部件包括：防护罩体（1）、窥视孔、进水口（3）、出水口（4）、安装法兰（7），
所述防护罩体（1）为夹层结构，夹层（8）内通冷却水，冷却水从下部进水口（3）进入，从上部出水口（4）排出，防护罩体（1）外固定有安装法兰（7），安装法兰（7）与炉体上的固定法兰用螺栓连接；其特征是：
所述防护罩体（1）前端为向前突出的斜面，两个斜面之间角度根据摄像机镜头的视场角设置，两个斜面为前后排列，斜面上开有窥视孔（2），用于摄像机镜头（18）从中获取图像；所述防护罩体（1）后端设置有固定圈（5），用于固定摄像机内套的后盖板（14），固定圈（5）和后盖板（14）之间装有密封圈（6）；
所述摄像机部件包括：摄像机镜头（18）、靶面（17）、排线（16）、摄像机电路板（12）、嵌入式图像处理模块电路板（20），靶面（17）和摄像机电路板（12）之间用排线（16）连接，靶面（17）固定在摄像机内套（9）的前端斜面上，摄像机电路板（12）和嵌入式图像处理模块电路板（20）之间通过第一组合电缆（191）连接，嵌入式图像处理模块电路板（20）经第二组合电缆（192）连接至连接线插座（13）；靶面（17）、排线（16）、摄像机电路板（12）、嵌入式图像处理模块电路板（20）安装于摄像机内套（9）内；靶面（17）上安装摄像机镜头（18）；
所述摄像机内套（9）前端为向前突出的斜面，两个斜面为前后排列，斜面上开孔，斜面的角度与防护罩体（1）前端的斜面角度相同并保持平行，两个斜面之间留有空隙；摄像机镜头（18）嵌入摄像机内套（9）斜面孔内，通过防护罩体窥视孔（2）获取炉体内部图像；
连接杆（11）为中空，连接杆（11）一端通过螺杆与摄像机内套（9）后端相连，后盖板（14）和连接杆（11）连为一体，后盖板（14）通过螺丝固定在防护罩体的固定圈（5）上，连接杆（11）另一端伸出后盖板（14）后固定装有连接线插座（13）；
所述后盖板（14）上开有进气口（15），气体通过进气口（15）吹入防护罩体（1）内，从防护罩体（1）前端窥视孔（2）吹出。
2.根据权利要求1所述的全视角内窥式高温摄像装置，其特征是：所述摄像机内套（9）的外壁沿周向设置有四个定位钉（10）。
3.根据权利要求1所述的全视角内窥式高温摄像装置，其特征是：所述摄像机镜头（18）为片状镜头。
4.根据权利要求3所述的全视角内窥式高温摄像装置，其特征是：所述摄像机镜头（18）的视场角为110±5度。
5.根据权利要求1所述的全视角内窥式高温摄像装置，其特征是：所述防护罩体（1）前端的两个斜面中间位置各开有一个窥视孔（2），相应的，所述摄像机内套（9）前端向前突出的两个斜面中间位置也开有孔。
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