第9章特殊环境电视9.1高温电视9.1.1风冷系统风冷系统一般采用直接冷却，净化空气作为冷却剂直接送入防护罩中，将摄像机的热量带出，使摄像机温度下降。风冷防尘系统由风冷防尘罩、空气滤清箱、半固定云台、空气调压、分水滤气器、送风软管和线缆护管等组成，如图9―1所示。图9―1风冷防尘系统示意图由管道送来的压缩空气经截止阀调压，由分水滤气器过滤后送至空气滤清箱。空气调压分水滤气器采用双通道方式，当分水滤气器发生故障或需要维修时，打开另一通道，以保证系统继续工作。空气滤清箱由箱体、空气过滤器、消音层和油水排泄管等组成，用来对经调压、油水分离后的空气作进一步的减压、净化和消音处理。经它处理后的空气用送风软管送入风冷防护(尘)罩。风冷防尘罩由遮光罩和防护箱体组成。遮光罩中装有隔热玻璃，以免外界辐射热损坏摄像机镜头。防护箱体中设有摄像机导轨，摄像机通过安装板固定在导轨上，前后位置可以调整。送到防护箱体的冷却空气首先将摄像机冷却，继而均匀地吹向遮光罩中的隔热玻璃，将辐射热量带走。冷却气流冲出遮光罩，阻止粉尘进入风冷防尘罩内，从而达到风冷防尘的目的。半固定云台用于固定风冷防尘罩，其仰角可调，并用螺丝锁定。9.1.2水冷系统当环境温度更高，靠风冷无法控制摄像机温度时，可采用水冷系统。因为水的导热系数和比热均比空气大，水冷与风冷相比较，具有换热热阻小，冷却效率高等优点。用水作为冷却剂的液体冷却每平方厘米的换热量为40～80W，最大可达120W。液体冷却的缺点是：系统复杂，体积大、价格高和维修难。1.水冷防尘电视系统水冷防尘电视系统由水冷防尘罩、气调压系统、水调压系统、控制系统、半固定云台、摄像机和监视器等组成。图9―2为水冷防尘防护罩的示意图。经过调压的冷却水液从防护罩前端流入，在环形隔套中形成紊流（指流体流速超过临界值时分子紊乱无章的运动，且产生涡流，促进能量交换），分别从内水冷套外壁和外水冷套内壁获得热量，形成热流体，从防护罩后端流出，达到冷却的目的。同时水冷套前端有密封隔热玻璃，隔热玻璃前端有锥形喷气孔，压缩空气从进气管送入将隔热玻璃上的辐射热带出，同时在隔热玻璃前部中心形成气流屏障，阻挡烟尘，实现水冷防尘功能。水冷防尘电视系统用于冶金、化工等行业，在加热炉、玻璃熔炉附近高温多粉尘环境中对作业现场进行监视，一般应在环境温度低于80℃的场合使用。图9―2水冷防尘防护罩示意图2.炉用高温型电视设备炉用高温型电视设备包括高温防护罩、带高温针孔镜头摄像机、空气调压分水滤气系统、送风软管，送水软管、线缆护管、控制器、云台、报警系统、快门和水泵等设备。高温防护罩可直接安装在炉窑壁上，通过窥视孔监视炉内温度高达1600℃的景物。高温防护罩包括水冷套、水冷中套、风冷套和摄像机座架等。摄像机安装在机架上，针孔镜头隔热玻璃位于风冷套内侧。冷却水先进入水冷套，然后流经水冷中套带出热量，冷却摄像机。为了减少外界辐射热的影响，水冷套外层装有隔热海绵胶板和辐射罩。为了减少炉窑壁高温对摄像机的影响，高温防护罩分为水冷套，水冷中套和风冷套三段，相互之间采用石棉橡胶板衬垫，炉窑壁的影响明显降低。压缩冷却空气经调压、分水滤气后分两路送至风冷套：一路流向针孔镜头前的隔热玻璃上，换热后经风冷套窥视孔向前喷出；另一路经风筒喇叭口风孔形成锥形气流，与窥视孔喷出的压缩空气一起阻挡炉窑内高温和烟尘对摄像机的影响。喷出的压缩空气的气压必须比炉内压力大两倍。为了防止停水、停气导致高温防护罩内摄像机温度超出上限值，系统设有故障报警装置。风冷套内还有快门装置，当停风或摄像机需维修时，可用快门将窥视孔关闭。9.1.3半导体致冷半导体致冷又叫温差电致冷。当任何两种不同的导体组成一对电偶，并通以直流电流时，在电偶的相应接头处就会发生吸热和放热现象，这种效应在金属中很弱，在半导体中则比较显著。1.半导体致冷原理半导体致冷的电偶是利用特制的N型和P型半导体用铜片连接而成的，半导体致冷原理如图9―3所示。当直流电从N型半导体流向P型半导体时，则在②、③端的铜联接片上产生吸热现象(称冷端)，而在①、④端的铜联接片上产生放热现象(称热端)。若电流方向相反，则冷、热端互换。图9―3半导体致冷原理示意图半导体致冷的原理可用载流子(电子或空穴)流过结点时热能的变化来解释。由于载流子在金属和半导体中的势能大小是不同的，因此载流子在流过结点时，必然会引起能量的传递。当载流子由较低的势能变到较高的势能时，必须吸收外界的能量；反之，必然放出能量。P型半导体是空穴导电，空穴在金属中具有的势能低于在P型半导体中具有的势能。当空穴在电场作用下由金属片通过结点②到达P型半导体时必须增加一部分势能，空穴从金属片中吸收热量，把热能变成空穴的势能，因此，结点②处的金属片被冷却下来；当空穴沿P型半导体通过结