Читать книгу Сборник авторских физико-технических идей и решений в области очистки и предотвращения загрязнений в технических системах - Группа авторов - Страница 2

Разработан воздушно-импульсный способ защиты и очистки объективов камер видеонаблюдения, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах (запылённых, химически активных, с брызгами или испарениями). Метод основан на формировании области избыточного давления (буферной зоны) в непосредственной близости от объектива, за счёт импульсно-вихревого потока инертного газа или технического воздуха, подаваемого в компактную предкамеру, конструктивно аналогичную ультракороткой вихревой трубе Ранка.

Предложенная предкамера представляет собой резервуар с симметричными диафрагмами и тангенциальным входом для газа. Быстродействующий управляющий клапан и редуктор позволяют формировать короткие регулируемые импульсы газа, создающие мощный вихрь и зону повышенного давления перед объективом, препятствующую попаданию загрязняющих веществ.

Рис. № 1. Система импульсно-вихревой очистки объективов камер видеонаблюдения

Защитный поток формируется за счёт вихревого движения газа и импульсного расширения в предкамере. В результате создаётся динамический «газовый щит», эффективность которого обеспечивается без необходимости значительного расхода газа: около 2 л/мин при диаметре предкамеры 40 мм и диафрагме 20 мм. Предпочтительно использовать инертные газы (например, аргон) для эксплуатации в химически агрессивных средах.

Особое внимание при проектировании системы уделяется предотвращению:

– эффекта вымораживания (запотевание объектива из-за понижения температуры при разрядах газа);

– эффекта обратного подсоса загрязнённого воздуха через центральную зону низкого давления вихря.

Элементы системы:

– импульсная вихревая предкамера;

– источник инертного газа (например, баллон с аргоном);

– газовый редуктор;

– быстродействующий электромеханический клапан;

– блок управления клапаном (на базе набора MASTER KIT);

– подводящие трубки и фитинги.

 Эксплуатационные характеристики:

– Расход газа: 2 л/мин

– Время непрерывной работы от баллона 6000 л: 50 часов

– При использовании в режиме 2 часа в день – ресурс одного баллона 1 месяц

Оценочная стоимость реализации прототипа:

– Баллон с аргоном: 1200 руб.

– Пластиковые трубки и фитинги: 1000 руб.

– Быстродействующий клапан: 2000 руб.

– Газовый редуктор: 1000 руб.

– Модуль управления клапаном (MASTER KIT): 500 руб.

– Блок питания: 1000 руб.

– Предкамера (несколько вариантов): бесплатно (в рамках НИОКР)

Возможные области применения:

– Видеонаблюдение на химических и металлургических производствах

– Контроль состояния оборудования в зонах с газовыми выбросами

– Камеры общепромышленного или пищевого назначения в агрессивной санитарной среде

– Взрывобезопасные зоны, где другие методы защиты невозможны

Преимущества способа:

– Простота реализации.

– Низкие энергетические и материальные затраты.

– Возможность импульсной или периодической работы.

– Минимизация механических загрязняющих факторов.

– Возможность доработки под различные геометрии и типоразмеры камер.

Заключение

Предложенный воздушно-импульсный способ защиты объективов видеокамер основан на оригинальной и технически обоснованной идее использования импульсного вихревого потока инертного газа или технически чистого воздуха для создания буферной области повышенного давления перед объективом. Данное решение эффективно предотвращает оседание пыли, влаги, агрессивных химических аэрозолей и других загрязняющих частиц на линзе, обеспечивая стабильную и бесперебойную работу системы видеонаблюдения в неблагоприятных условиях.