一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置及方法

摘要

本发明公开了一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置及方法，属于除尘设备技术领域，套装在摄像头镜头上，包括进风接头、导风壁、内出风件和外出风件，导风壁套设在摄像头镜头上，导风壁的底端设置有用于连通洁净低温压缩空气气源的进风接头，导风壁的顶部设置内出风件和外出风件，内出风件的内出风孔导向部分通过导风壁的压缩空气从摄像头镜头顶部镜片处喷射出，外出风件的外出风环孔设置在内出风孔外围，外出风环孔导向部分通过导风壁的压缩空气从摄像头镜头前方喷射出。本发明所提供的技术方案，能够在煤矿采掘过程中，大量粉尘工作环境下，摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理同时起到镜头降温的作用，提高摄像质量。

权利要求

1.一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，套装在所述摄像头镜头(B0)上，其特征在于：包括进风接头(B1)、导风壁(B2)、内出风件(B3)和外出风件(B4)，所述导风壁(B2)套设在所述摄像头镜头(B0)上，所述导风壁(B2)的底端设置有用于连通洁净压缩空气气源的所述进风接头(B1)，所述导风壁(B2)的顶部设置所述内出风件(B3)和外出风件(B4)，所述内出风件(B3)的内出风孔(B31)导向部分通过所述导风壁(B2)的压缩空气从所述摄像头镜头(B0)顶部镜片处喷射出，所述外出风件(B4)的外出风环孔(B41)设置在所述内出风孔(B31)外围，所述外出风环孔(B41)导向部分通过所述导风壁(B2)的压缩空气从所述摄像头镜头(B0)前方喷射出；

所述导风壁(B2)的内壁在所述进风接头(B1)对应的位置设置有导风块(B11)，所述导风块(B11)为长方体形状，所述导风块(B11)在与所述进风接头(B1)相连的位置设置有切向导风孔(B12)，所述切向导风孔(B12)沿着所述导风壁(B2)的内壁切线方向导向进入的压缩空气；

所述切向导风孔(B12)具体采用一个四分之一圆柱面孔，所述圆柱面孔是以所述导风块(B11)的一个侧棱为轴掏空的一个四分之一圆柱面孔，所述圆柱面孔的轴线与所述导风壁(B2)的轴线平行设置。

2.根据权利要求1所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，其特征在于：所述进风接头(B1)具体为两个，两个所述进风接头(B1)以所述导风壁(B2)的轴心对称设置。

3.根据权利要求1所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，其特征在于：所述外出风件(B4)连接在所述导风壁(B2)的顶部，所述外出风件(B4)具体采用圆台形状的外壳，所述外出风件(B4)内壁通过若干圆周均布的支撑连板(B5)连接所述内出风件(B3)的圆环形挡片，所述圆环形挡片的内孔为所述内出风孔(B31)；所述圆环形挡片与所述外出风件(B4)顶壁之间的环形间隙为所述外出风环孔(B41)。

4.根据权利要求3所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，其特征在于：所述圆环形挡片的截面为弧形板，所述弧形板向顶部凸出，所述内出风孔(B31)和外出风环孔(B41)同轴设置。

5.一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置的实施方法，其特征在于：利用上述权利要求1～4任意一项所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置对所述摄像头镜头进行实时的清理和降温工作；

所述压缩空气沿着所述摄像头镜头外壁和导风壁(B2)的内壁螺旋向顶部流动。

说明书

一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及除尘设备技术领域，尤其涉及一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置及方法。

背景技术

[0002] 煤矿采掘过程中，会产生大量的粉尘，由于巷道空间狭小、潮湿，致使井下采掘环境及其恶劣。随着煤矿智能化开采的推进，巷道内尤其是采掘工作面附近会安装有大量的
可见光及红外摄像头。在上述高粉尘潮湿环境中，摄像头镜头上会附着大量粉尘或泥尘，使
摄像头镜头出现模糊，导致采集到的数据不准确甚至无法采集数据。目前，摄像头镜头通常
采用人工定期清洁的方法，这种方法不仅容易损坏镜头，费时费力，还不能实现实时清除。
因此，对于摄像头镜头的实时清洁一直没有得到一个有效的解决方案。

[0003] 由于红外摄像头是采集热辐射信号成像的，在正常工作的时候，由于摄像头本身工作会产生热量，摄像头内部芯片工作产生的热量无法完全消散。因此在红外摄像头工作
一段时间后摄像头镜片的周围温度会逐渐升高并趋于平衡到一个较高的稳定值。因此，导
致红外摄像头采集到图像的周围会有一圈白边，即由红外摄像头镜片周围的高温造成的。
白边的出现会对红外摄像头采集的图像有很强的干扰作用，降低了摄像采集质量。同时，由
于煤矿挖掘过程中是一个高瓦斯高粉尘的环境，一些常规降温手段无法适用。需要结合煤
矿挖掘过程中的实际环境来实施有效的降温手段。

[0004] 因此，有必要针对以上缺点开发出一种新型高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置及方法，能够在煤矿采掘过程中，大量粉尘工作环境下，摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理同
时起到镜头降温的作用，提高摄像质量。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0007] 本发明一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，套装在所述摄像头镜头上，包括进风接头、导风壁、内出风件和外出风件，所述导风壁套设在所述摄像头镜头上，所
述导风壁的底端设置有用于连通洁净低温压缩空气气源的所述进风接头，所述导风壁的顶
部设置所述内出风件和外出风件，所述内出风件的内出风孔导向部分通过所述导风壁的压
缩空气从所述摄像头镜头顶部镜片处喷射出，所述外出风件的外出风环孔设置在所述内出
风孔外围，所述外出风环孔导向部分通过所述导风壁的压缩空气从所述摄像头镜头前方喷
射出。

[0008] 进一步的，所述进风接头具体为两个，两个所述进风接头以所述导风壁的轴心对称设置。

[0009] 进一步的，所述导风壁的内壁在所述进风接头对应的位置设置有导风块，所述导风块为长方体形状，所述导风块在与所述进风接头相连的位置设置有切向导风孔，所述切
向导风孔沿着所述导风壁的内壁切线方向导向进入的压缩空气。

[0010] 进一步的，所述切向导风孔具体采用一个四分之一圆柱面孔，所述圆柱面孔是以所述导风块的一个侧棱为轴掏空的一个四分之一圆柱面孔，所述圆柱面孔的轴线与所述导
风壁的轴线平行设置。

[0011] 进一步的，所述外出风件连接在所述导风壁的顶部，所述外出风件具体采用圆台形状的外壳，所述外出风件内壁通过若干圆周均布的支撑连板连接所述内出风件的圆环形
挡片，所述圆环形挡片的内孔为所述内出风孔；所述圆环形挡片与所述外出风件顶壁之间
的环形间隙为所述外出风环孔。

[0012] 进一步的，所述圆环形挡片的截面为弧形板，所述弧形板向顶部凸出，所述内出风孔和外出风环孔同轴设置。

[0013] 相应的本发明还提供一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置的实施方法，包括利用上述任意一项所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置对所述摄像
头镜头进行实时的清理和降温工作。

[0014] 进一步的，所述压缩空气沿着所述摄像头镜头外壁和导风壁的内壁螺旋向顶部流动。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

[0016] 本发明一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，通过导风壁的设置，洁净低温压缩空气通过导风壁和所述摄像头镜头的外表面之间的间隙，给工作中的摄像头镜
头降温；通过内出风孔和外出风环孔的设置，在所述摄像头镜头前方区域则形成相对气流
低压区，从而是摄像头镜头正前方区域的粉尘不会附着在镜头上，而是飞向低压区附近，随
后被外出风环孔吹出的高压气流带走，从而能在高粉尘环境中做到实时除尘。本发明的高
粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，能够在煤矿采掘过程中，大量粉尘工作环境下，
摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理同时起到镜头降温的作用，提高了摄像质量。

[0017] 此外，通过两个进风接头的圆周均布设置，能够保证均匀输入压缩空气；通过导风块和切向导风孔的设置，便于引导从进风接头输入的压缩空气沿着切线方向旋转上升流动
到内出风孔和外出风环孔，有利于增加冷却压缩空气与所述摄像头镜头的外壁接触时间，
提高冷却效率；通过切向导风孔具体采用一个四分之一圆柱面孔，利用圆弧面导向压缩空
气，圆滑过渡导向避免了硬弯折造成的能量损失和生热情况。通过所述圆环形挡片的设置，
保证了内出风孔和外出风环孔同轴设置，而且所述圆环形挡片的正前方形成环形的低压
区，有利于收集粉尘并向远处输送；通过所述圆环形挡片的截面为弧形板，能够有效增加所
述圆环形挡片的厚度，避免了内出风孔和外出风环孔的出气强度相互影响。

附图说明

[0018] 下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

[0019] 图1为本发明高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置主视结构示意图；

[0020] 图2为本发明的进风口和导风壁组合的立体结构示意图；

[0021] 图3为图1的A‑A剖视结构示意图；

[0022] 图4为本发明的内出风口和外出风口部位的俯视结构示意图；

[0023] 图5为图4的B‑B剖视结构示意图；

[0024] 附图标记说明：B0、摄像头镜头；B1、进风接头；B11、导风块；B12、切向导风孔；B2、导风壁；B3、内出风件；B31、内出风孔；B4、外出风件；B41、外出风环孔；B5、支撑连板。

具体实施方式

[0025] 本发明的核心是提供一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，能够在煤矿采掘过程中，大量粉尘工作环境下，摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理同时起到
镜头降温的作用，提高摄像质量。

[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。附图说明，以下具体实施例中，对上、下、左、右的描述均
是对说明书附图而言，不能理解为对本发明的限制。

[0027] 参考附图，图1为本发明高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置主视结构示意图；图2为本发明的进风口和导风壁组合的立体结构示意图；图3为图1的A‑A剖视结构示
意图；图4为本发明的内出风口和外出风口部位的俯视结构示意图；图5为图4的B‑B剖视结
构示意图。

[0028] 在本发明的一具体实施方式中，如图1～5所示，一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，套装在圆柱状的摄像头镜头B0上，包括进风接头B1、导风壁B2、内出风件
B3和外出风件B4，导风壁B2采用圆柱套筒状并套设在所述摄像头镜头B0上，导风壁B2内径
大于所述摄像头镜头B0的外径。导风壁B2的底端设置有用于连通洁净低温压缩空气气源的
进风接头B1，所述洁净低温压缩空气气源具体采用气泵或者气瓶并通过气管连通到进风接
头B1。导风壁B2的顶部设置内出风件B3和外出风件B4，内出风件B3的内出风孔B31导向部分
通过导风壁B2的压缩空气从摄像头镜头B0顶部镜片处喷射出。外出风件B4的外出风环孔
B41设置在内出风孔B31外围，外出风环孔B41导向部分通过导风壁B2的压缩空气从摄像头
镜头B0前方喷射出。

[0029] 本发明高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置：内出风件B3，利用导风壁B2导入的部分压缩空气，实现对所述摄像头镜头镜片的除尘效果，通过内出风孔B31，将导风
壁B2导出的部分压缩空气引导在镜头的周围，通过对镜头吹风，来为镜头前面的空间提供
一个较高的风压区。同时结合外出风件B4的外出风环孔B41吹出的较强的风速，来使所述摄
像头镜头镜片的正前方区域和外出风环孔B41前方的空间形成两个气流高压区，而内出风
孔B31和外出风环孔B41的前方之间的区域则形成相对气流低压区，从而是摄像头镜头正前
方区域的粉尘不会附着在镜头上，而是飞向低压区附近，随后被外出风环孔B41吹出的高压
气流带走。

[0030] 通过导风壁B2的设置，洁净低温压缩空气通过导风壁B2和所述摄像头镜头的外表面之间的间隙，给工作中的摄像头镜头降温；通过内出风孔B31和外出风环孔B41的设置，在
所述摄像头镜头前方区域则形成相对气流低压区，从而是摄像头镜头正前方区域的粉尘不
会附着在镜头上，而是飞向低压区附近，随后被外出风环孔B41吹出的高压气流带走，从而
能在高粉尘环境中做到实时除尘。本发明的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，
能够在煤矿采掘过程中，大量粉尘工作环境下，摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理
同时起到镜头降温的作用，提高了摄像质量。

[0031] 在本发明的一具体实施方式中，如图1、图2和图3所示，进风接头B1的数量具体为两个，两个进风接头B1以导风壁B2的轴心对称设置在导风壁B2的底端外壁上。导风壁B2的
底端密封安装在所述摄像头的外壳上，保证从进风接头B1进入的压缩空气向顶部输送。显
而易见的，设置三个以上的进风接头B1同样可以保证均匀输入压缩空气，类似变形方式均
落入本发明的保护范围之中。

[0032] 具体而言，如图1和图3所示，导风壁B2的内壁在进风接头B1对应的位置设置有导风块B11，导风块B11为长方体形状，导风块B11在与进风接头B1相连的位置设置有切向导风
孔B12，切向导风孔B12沿着导风壁B2的内壁切线方向导向进入的压缩空气。两个进风接头
B1的切向导风孔B12顺向切线方向输出压缩空气。

[0033] 具体而言，如图1和图3所示，切向导风孔B12具体采用一个四分之一圆柱面孔，圆柱面孔是以导风块B11的一个侧棱为轴掏空的一个四分之一圆柱面孔，圆柱面孔的轴线与
导风壁B2的轴线平行设置。

[0034] 通过两个进风接头B1的圆周均布设置，能够保证均匀输入压缩空气；通过导风块B11和切向导风孔B12的设置，便于引导从进风接头B1输入的压缩空气沿着切线方向旋转上
升流动到内出风孔B31和外出风环孔B41，有利于增加冷却压缩空气与所述摄像头镜头的外
壁接触时间，提高冷却效率；通过切向导风孔B12具体采用一个四分之一圆柱面孔，利用圆
弧面导向压缩空气，圆滑过渡导向避免了硬弯折造成的能量损失和生热情况。

[0035] 在本发明的一具体实施方式中，如图4和图5所示，外出风件B4连接在导风壁B2的顶部，外出风件B4具体采用圆台形状的外壳，外出风件B4内壁通过若干圆周均布的支撑连
板B5连接内出风件B3的圆环形挡片，所述圆环形挡片的内孔为内出风孔B31；圆环形挡片与
外出风件B4顶壁之间的环形间隙为外出风环孔B41。

[0036] 具体而言，如图5所示，所述圆环形挡片的截面为弧形板，所述弧形板向顶部凸出，内出风孔B31和外出风环孔B41同轴设置。支撑连板B5连接所述弧形板的顶面和外出风件B4
内壁。

[0037] 通过所述圆环形挡片的设置，保证了内出风孔B31和外出风环孔B41同轴设置，而且所述圆环形挡片的正前方形成环形的低压区，有利于收集粉尘并向远处输送；通过所述
圆环形挡片的截面为弧形板，能够有效增加所述圆环形挡片的厚度，避免了内出风孔B31和
外出风环孔B41的出气强度相互影响。

[0038] 基于上述各个实施方式的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，本发明还提供一种高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置的实施方法，利用上述例中的高粉尘
环境下摄像头镜头实时除尘降温装置对摄像头镜头进行实时的清理和降温工作。

[0039] 进一步的，在高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置的工作方法中，压缩空气沿着摄像头镜头外壁和导风壁B2的内壁螺旋向顶部流动，有利于增加冷却压缩空气与所
述摄像头镜头的外壁接触时间，提高冷却效率。

[0040] 本发明高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置的工作过程：在气泵提供的压缩空气通过进风接头B1进入导风壁B2内部时，由于切向导风孔B12的四分之一圆柱面孔结
构，这样就会使垂直于所述摄像头镜头外壳进入的气流变成切线于摄像头镜头外壳的气
流，同时又由于导风壁B2是一个圆柱筒状的，这样进来的气流就会围绕着摄像头镜头的外
壳螺旋的向着导风壁B2的顶部流动，这样就会使气流充分的与摄像头镜头外壳接触，从而
带走摄像头镜头更多的热量，达到更好的降温效果。从导风壁B2进入出风口的风，会被分成
两股分别流向内出风孔B31和外出风环孔B41，最后分别从两个出风口流出。内出风孔B31所
排出的风会受到外出风环孔B41较高风速的影响，从而镜片正前方的风一部分向着外出风
环孔B41出口方向流出，一部分向前排出。这就导致了内出风孔B31和外出风环孔B41正前方
的空间是相对较高的气压环境，而所述圆环形挡片前的空间，也就是内出风孔B31和外出风
环孔B41之间的环形空间是相对较低的气压环境，在这样的一个气压分布空间中，当有外界
的粉尘靠近摄像头镜片时，大部分会因为外出风环孔B41的风速影响而吹向远离镜头的方
向，但是还会有少部分粉尘会穿过外出风环孔B41而进入摄像头镜片前方空间，这时内出风
孔B31的作用就是将穿过外出风环孔B41的粉尘利用压强关系重新引流到外出风环孔B41前
方，由外出风环孔B41的吹风将粉尘带走，或者是被内出风孔B31吹出的风吹向远离镜头的
方向，这样就能在非常大的概率上保证镜头上不会有粉尘附着。从而，保证了镜头实时除尘
的效果。

[0041] 本案所述的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，通过导风壁B2的设置，洁净低温压缩空气通过导风壁B2和所述摄像头镜头的外表面之间的间隙，给工作中的摄像
头镜头降温；通过内出风孔B31和外出风环孔B41的设置，在所述摄像头镜头前方区域则形
成相对气流低压区，从而是摄像头镜头正前方区域的粉尘不会附着在镜头上，而是飞向低
压区附近，随后被外出风环孔B41吹出的高压气流带走，从而能在高粉尘环境中做到实时除
尘。本发明的高粉尘环境下摄像头镜头实时除尘降温装置，能够在煤矿采掘过程中，大量粉
尘工作环境下，摄像头镜头上的粉尘进行实时的清洁处理同时起到镜头降温的作用，提高
了摄像质量。此外，通过两个进风接头B1的圆周均布设置，能够保证均匀输入压缩空气；通
过导风块B11和切向导风孔B12的设置，便于引导从进风接头B1输入的压缩空气沿着切线方
向旋转上升流动到内出风孔B31和外出风环孔B41，有利于增加冷却压缩空气与所述摄像头
镜头的外壁接触时间，提高冷却效率；通过切向导风孔B12具体采用一个四分之一圆柱面
孔，利用圆弧面导向压缩空气，圆滑过渡导向避免了硬弯折造成的能量损失和生热情况。通
过所述圆环形挡片的设置，保证了内出风孔B31和外出风环孔B41同轴设置，而且所述圆环
形挡片的正前方形成环形的低压区，有利于收集粉尘并向远处输送；通过所述圆环形挡片
的截面为弧形板，能够有效增加所述圆环形挡片的厚度，避免了内出风孔B31和外出风环孔
B41的出气强度相互影响。

[0042] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。