專利名稱：一種光學鏡頭防護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光電檢測、工業(yè)監(jiān)視技術領域，涉及一種用于高溫、粉塵及有害化學成分等惡劣環(huán)境下，如高溫加熱爐內的光學鏡頭防護裝置。
背景技術：
目前，高溫加熱爐內的耐高溫電視攝像系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛應用，下列專利文獻公開了與鏡頭防護方法相關技術如《內窺式火焰監(jiān)視器成像鏡頭冷卻裝置》(申請?zhí)?3211332.X)，《耐高溫變焦距電視攝像鏡頭》(申請?zhí)?8224057.0)，《新型風冷耐高溫電視鏡頭》(申請?zhí)?1256868.6)，《耐高溫電視鏡頭》(申請?zhí)?1129181.8)，《鍋爐火焰電視裝置》(申請?zhí)?5221384.2)，《高溫攝像鏡頭的光學系統(tǒng)》(申請?zhí)?8113031.3)。
在實際應用中，普遍采用水冷套與保護氣流相結合的光學鏡頭防護方法將鏡頭放置在一個雙層套筒組成的腔體中，兩層套筒之間通以冷卻水，套筒前端有前端蓋，在前端蓋的中間為鏡頭留出光學通道，為防止高溫輻射和灰塵對鏡頭的污染，向腔體內通入純凈保護氣體，保持腔內的正氣壓，并使保護氣體從套筒前端的光學通道溢出，可實現(xiàn)冷卻鏡頭和防止灰塵污染鏡頭的作用。
然而在上述鏡頭防護裝置的使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于沿光學通道溢出的保護氣會形成向前方的運動氣流，由于伯努利效應而帶動周圍含有爐內焦油和粉塵等污物的氣體流動，并使這些污物在光學通道的周圍沉積，在光學通道的周圍形成管狀沉積，并且其內徑會隨著時間推移逐漸減小，使光學鏡頭的視場角和通光孔徑逐漸減小最終導致無法使用，因此必須定期對這些沉積物進行清理。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的光學鏡頭防護裝置，減少污物在光學通道周圍沉積，延長光學鏡頭正常工作時間。
本發(fā)明的技術方案是在已有的光學鏡頭氣流防護裝置上，設置一個導流機構，使保護氣體從光學通道溢出前，首先經(jīng)過一個導流機構，使氣體具有旋轉角動量，在通過光學通道溢出后，由于氣體角動量的存在會迅速沿通道外緣發(fā)散，從而減小保護氣體向前的流速，而減少由于伯努利效應對爐內氣體的帶動，并減少污物在光學通道周圍沉積量，從而達到確保光學鏡頭長期正常工作的目的。
本發(fā)明的技術方案所提供的光學鏡頭防護裝置如圖1所示，是在已有的由防護腔內筒1，防護腔外筒3，前端蓋6等部分組成的光學鏡頭防護裝置上設置一個導流裝置4實現(xiàn)的。光學鏡頭5在一個雙層套筒組成的防護腔體中，防護腔體由防護腔內筒1，防護腔外筒3及前端蓋6組成，防護腔內、外套筒之間通以冷卻水2，在防護腔的前端是外緣為圓錐形的前端蓋6，前端蓋6的錐角為α，α的范圍為20～180度，前端蓋6的中間是為光學鏡頭5留出的一個圓孔型的光學通道，在前端蓋6后及光學鏡頭5之間是一個導流裝置4，導流裝置4是一個具有2～50個螺旋導流板7的環(huán)形裝置，每一個螺旋導流板7的出口方向與裝置的軸線方向具有一定的偏轉角度b，b的范圍是30～90度。
通入防護腔內的保護氣體首先經(jīng)過導流裝置4的螺旋導流板7(如圖2所示)，再經(jīng)過前端蓋6中間的光學通道溢出，其路徑如C所示。由于導流裝置4的螺旋導流板7的結構，保護氣體在經(jīng)過導流裝置4后，會形成具有一定角動量的旋轉氣流，在通過光學通道后，由于氣流角動量的存在，當氣流從光學鏡頭5前的光學通道溢出后，會形成沿前端蓋6外緣的錐形面流動的發(fā)散氣流，這樣就使向前氣流流速減小，從而減少對爐內污濁氣體的帶動。同時由于保護氣流沿前端蓋6錐形面流動，保護氣體會在光學鏡頭和前端蓋6錐形面前形成一個局部無塵的小環(huán)境，由于沒有環(huán)境污濁氣體存在，所以污垢不會在光學鏡頭和前端蓋6錐形面上沉積。另外由于保護氣流經(jīng)過光學鏡頭5的表面，可起到冷卻光學鏡頭5的作用。這樣既利用了保護氣流冷卻和防止灰塵污染光學鏡頭5，同時也避免了由保護氣流帶來的污垢在光學通道周圍沉積而影響光學系統(tǒng)的視場角的問題。
本發(fā)明的效果和益處是(1)通過設置旋轉導流裝置，保護氣體在通過光學通道后迅速發(fā)散，減少了保護氣體向前的流速，因此減少了由于伯努利效應對周圍污濁空氣的帶動，減少了污垢在光學通道周圍形成桶狀沉積而影響光學系統(tǒng)的視場角的程度。(2)在光學鏡頭前形成一個由保護氣體組成的局部小環(huán)境，避免污垢在光學鏡頭和前端蓋表明沉積。(3)保護氣流可以有效冷卻光學鏡頭。


圖1是本發(fā)明提供的光學鏡頭防護裝置的結構示意圖。
圖中1防護腔內筒，2冷卻水，3防護腔外筒，4導流裝置，5光學鏡頭，6前端蓋，7螺旋導流板。C保護氣體流經(jīng)路線，α為前端蓋6的錐角。
圖2是導流裝置4示意圖。
圖中4導流裝置，7螺旋導流板，b是螺旋導流板氣流出口的方向與防護裝置軸向的夾角。
具體實施例方式
以下結合附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
。
防護腔內筒1為內徑為80毫米厚1毫米的不銹鋼筒，防護腔外筒3外徑90毫米厚2毫米的不銹鋼筒，前端蓋6為錐形不銹鋼，中間光學通道的直徑為14毫米，錐角α為90度。導流裝置4外徑為70毫米，內徑為30毫米，高為5毫米的不銹鋼環(huán)，導流板數(shù)量為8個，角度b為60度。光學鏡頭5為焦距4毫米鏡頭，視場角為76度。
通入腔體內的保護氣體為純凈氮氣，流量10升/分鐘，防護腔內的冷卻水為純凈循環(huán)水，流量5升/分鐘。
權利要求
1.一種光學鏡頭防護裝置，其特征在于在由防護腔內筒1，防護腔外筒3，光學鏡頭5，前端蓋6等部分組成的光學鏡頭防護裝置中設置了導流裝置4。
2.一種光學鏡頭防護裝置，其特征在于導流裝置4是一個具有2～50個螺旋導流板7的環(huán)形裝置，每一個螺旋導流板7的出口方向與裝置的軸線方向具有一定的偏轉角度b；b的范圍是30～90度。
3.一種光學鏡頭防護裝置，其特征在于前端蓋4外緣為圓錐形，錐角α的范圍為20～180度。
全文摘要
一種光學鏡頭防護裝置，屬于光電檢測、工業(yè)監(jiān)視技術領域，適用于惡劣環(huán)境下的光學鏡頭的防護，如加熱爐內的攝像鏡頭的防護等。本裝置的特征是在由防護腔內筒，防護腔外筒，前端蓋等部分組成的光學鏡頭防護裝置中設置一個導流裝置，使通過的防護氣體在光學鏡頭前產(chǎn)生旋轉擴散氣流，形成一個局部無塵的小環(huán)境，實現(xiàn)保護光學鏡頭免受灰塵的污染、有害氣體的侵蝕和高溫的影響。本發(fā)明的效果和益處是保護氣體在通過光學通道后迅速發(fā)散，減少了保護氣體向前的流速和對周圍污濁空氣的帶動而形成桶狀沉積對光學系統(tǒng)視場角的影響；避免了污垢在光學鏡頭和前端蓋表明附著；保護氣流可以有效冷卻光學鏡頭，從而達到了保證光學鏡頭長期可靠工作的目的。
文檔編號G02B13/00GK1554962SQ200310120870
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月27日 優(yōu)先權日2003年12月27日
發(fā)明者賴康生, 許青, 騰偉科, 王曉旭, 賴建生, 代東明 申請人:大連理工大學