本质安全型红外热成像仪

连续变焦的非制冷红外热成像仪专利目的

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》是针对2008年4月之前技术所存在的缺点，而提供了一种采用连续变焦镜头并结合非制冷热成像技术连续变焦的红外热成像仪的技术方案。

连续变焦的非制冷红外热成像仪技术方案

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》是通过如下技术措施实现的：它包括壳体，安装在壳体内的红外成像镜头和热成像组件，所述红外成像镜头为连续变焦红外成像镜头，所述热成像组件为非制冷焦平面阵列，成像波段为8～14微米。变焦镜头的使用，便于对同一物体进行光学的放大和缩小，使用同一个镜头既能大范围的搜索，又能进行目标放大识别，便于监控，同时非制冷成像组件的使用，减少了热成像仪的成本及体积大小，降低了其复杂性、耗电量。

上述的连续变焦红外成像镜头的F数为1.0，它包括6个镜片，由前至后依次为：固定的弯月凸透镜片、可移动的凹弯月透镜片和凹透镜片、可移动的凸透镜片、固定的凸弯月透镜片和可移动的凸弯月透镜片，其中变焦凸轮组机构带动凹弯月透镜片和凹透镜片沿着凸轮机构中的下凸轮槽同步移动，同时带动凸透镜片沿着凸轮机构中的上凸轮槽移动；聚焦凸轮机构带动凸弯月透镜片改变镜头的焦点位置。《连续变焦的非制冷红外热成像仪》通过少量的镜片实现F数达到1.0的大口径镜头，且能够实现连续变焦，其降低了成本。

上述的凹透镜片为硒化锌透镜，弯月凸透镜片、凹弯月透镜片、凸透镜片、凸弯月透镜片和凸弯月透镜片为锗透镜。《连续变焦的非制冷红外热成像仪》采用锗和硒化锌镜片，能够透过长波红外线，波段达到8～14微米，硒化锌材料的采用，减低了成像的色差，提高了成像质量。

上述变焦凸轮机构包括变焦凸轮、与变焦凸轮连接的变焦传动组件，变焦凸轮上设置有两条凸轮槽，凹弯月透镜片和凹透镜片固定安装在同一镜架上，镜架滑动安装在导向杆上，镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动嵌装于变焦凸轮的上凸轮槽中；导向杆上还滑动安装有固定安装凸透镜片的镜架，该镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动安装在变焦凸轮的下凸轮槽中。聚焦凸轮机构包括聚焦凸轮、与聚焦凸轮连接的聚焦传动组件，聚焦凸轮上设置有凸轮槽，凸弯月透镜片固定安装在镜架上，镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动安装在聚焦凸轮的凸轮槽中。凸轮机构的使用，提高了镜片的定位精度，减少了误差，提高了成像质量；通过凸轮及凸轮上的凸轮槽的趋向控制两组镜片相对移动，进行光学成像的机械补偿，使镜头在变焦的过程中，每一个焦距成像清晰。

上述的红外成像镜头的聚焦和调焦由外部信号控制，电动连续调整，便于控制对远近不同的物体清晰成像。

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》的进一步改进还有，壳体加固密封，内充氮气，其具有防雨防腐蚀，易于安装使用。

上述的成像组件与控制电路板连接，控制电路板与设置在壳体外部的航空插头连接。通过该机构将成像输出，实现监控。

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》中6个镜片的具体参数可以设计如下：

采用上述具体参数可以实现焦距在50～150毫米范围内的变化调整，实现3倍光学变焦。

连续变焦的非制冷红外热成像仪有益效果

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，整机结构紧凑，易于安装使用，可以进行昼夜连续完全被动的监控，能够在全黑的夜晚和恶劣天气条件下使用。

本质安全是指操作失误时，设备能自动保证安全；当设备出现故障时，能自动发现并自动消除，能确保人身和设备的安全。为使设备达到本质安全而进行的研究、设计、改造和采取各种措施的最佳组合称为本质安全化。

设备是构成生产系统的物质系统，由于物质系统存在各种危险与有害因素，为事故的发生提供了物质条件。要预防事故发生，就必须消除物的危险与有害因素，控制物的不安全状态。本质安全的设备具有高度的可靠性和安全性，可以杜绝或减少伤亡事故 ，减少设备故障，从而提高设备利用率，实现安全生产。本质安全化正是建立在以物为中心的事故预防技术的理念上，它强调先进技术手段和物质条件在保障安全生产中的重要作用。希望通过运用现代科学技术、特别是安全科学的成就，从根本上消除能形成事故的主要条件 ；如果暂时达不到时，则采取两种或两种以上的安全措施，形成最佳组合的安全体系，达到最大限度的安全。同时尽可能采取完善的防护措施，增强人体对各种伤害的抵抗能力。设备本质安全化的程度并不是一成不变的，它将随着科学技术的进步而不断提高。

从人机工程理论来说，伤害事故的根本原因是没有做到人—机—环境系统的本质安全化。因此，本质安全化要求对人—机—环境系统作出完善的安全设计，使系统中物的安全性能和质量达到本质安全程度。从设备的设计、使用过程分析，要实现设备的本质 安全，可以从三方面入手：

（1）设计阶段：采用技术措施来消除危险，使人不可能接触或接近危险区，如在设计中对齿轮系采用远距离润滑或自动润滑，即可避免因加润滑油而接近危险区。又将危险区完全封闭，采用安全装置，实现机械化和自动化等，都是设计阶段应该解决的安全措施。

（2）操作阶段：建立有计划的维护保养和预防性维修制度；采用故障诊断技术，对运行中的设备进行状态监督；避免或及早发现设备故障，对安全装置进行定期检查，保证安全装置始终处于可靠和待用状态，提供必要的个人防护用品等。

（3）管理措施：指导设备的安全使用，向用户及操作人员提供有关设备危险性的资料、安全操作规程、维修安全手册等技术文件；加强对操作人员的教育和培训，提高工人发现危险和处理紧急情况的能力。

根据事故致因理论，事故是由于物的不安全状态 和人的不安全行为在一定的时空里的里交叉所致。据此，实现本质安全化的基本途径有：从根本上消除发生事故的条件（即消除物的不安全状态，如替代法、降低固有危险法、被动防护法等）；设备能自动防止操作失误和设备故障（即避免人操作失误或设备自身故障所引起的事故，如联锁法、自动控制法、保险法）；通过时空措施防止物不安全状态和人不安全行为的交叉（如密闭法、隔离法、避让法等）；通过人—机—环境系统的优化配置，使系统处于最安全状态。

总之，本质安全化从控制导致事故和“物源”方面入手，提出防止事故发生的技术途径与方法，对于从根本上发现和消除事故与危害的隐患 ，防止误操作及设备故障可能发生伤害具有重要的作用。它贯穿于方案论证、设计、基本建设、生产、科研、技术改造等一系列过程的诸多方面，是确保安全生产所须遵循的“物的安全原则”2100433B