專利名稱：一種防雷攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及視頻監(jiān)控領域，具體涉及一種安裝于室外時能抑制雷電脈沖對自身進行過電壓保護之攝像機。
背景技術：
雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，世界上每天約形成44000個雷暴中心，發(fā)生800萬次雷閃放電，平均每秒放電100次左右，可見雷電活動是相當頻繁的。
雷電的侵害方式主要分為直擊雷危害、線路雷危害(線路中雷電波的侵入)、雷電感應危害以及日常操作中的電力系統(tǒng)操作過電壓危害等，給人類的生活和財產(chǎn)帶來了巨大的影響和損失。隨著交通道路的發(fā)展，各類檢測及監(jiān)測系統(tǒng)尤其是攝像設備使用非常普遍，交通控制中心將充分利用檢測的交通信息進行控制和管理，另外，上述系統(tǒng)還涉及小區(qū)及其他需要的場地的安全防護，但一般來說，這些檢測及監(jiān)測設備皆安裝于室外，除人為損害外，其主要危害就是線路雷及雷電感應的危害。上世紀90年代末期，國外(主要是德國)開始研制了幾種信號及電源防雷器來對攝像機進行保護，然而對于感應雷的防護主要還停留在外部的防護，也就是在線路進入攝像機之前在外部加裝防雷器。這種裝置具有下述缺陷1)在外部加裝防雷器時必將增加生產(chǎn)成本和安裝成本；2)由于攝像機為敏感器件，采用外接方式時，各連接部位必須進行防水處理或在整體上加裝一個防水箱；3)在攝像機外部加裝防雷器時必須要有足夠的空間和固定位置，否則會造成安裝的不方便；4)在外部加裝電源和信號防雷器增加了攝像機插入損耗；5)由于攝像機和外加防雷裝置之間還有一個匹配性和兼容問題，因此，在外部加裝電源和信號防雷器時，增加了攝像機的故障系數(shù)。
中國專利局公開了一種防雷攝像機裝置(申請?zhí)?00420102721.5，授權公告日2005.12.7，授權公告號CN2745297Y)，其公開的技術方案僅是將現(xiàn)有的攝像機和外部加裝的防雷器組合后移至另外設置的盒體內(nèi)，這種裝置雖然解決了外部加裝防雷器造成的體積大、安裝不方便的問題，但實際使用中需通過室外裝置所設防雷板和室內(nèi)防雷板聯(lián)合控制才能實現(xiàn)防雷效果。由于攝像機的布置地點和數(shù)量隨著城市的發(fā)展越來越多，并非是單個設置，因此控制起來非常麻煩，檢修也很不方便。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)中攝像機防雷裝置需外部另外加裝防雷器、或通過外部控制裝置實現(xiàn)防雷功能之缺陷，提供了一種集攝像和防雷功能于一體，可保護攝像機免受雷電侵害之防雷攝像機。本實用新型還具有結構簡單、產(chǎn)品體積小、便于安裝檢測之特點，可獨立完成防雷功能，防雷效果好。
本實用新型為解決上述現(xiàn)有技術問題，所提出的技術方案是一種防雷攝像機，包括攝像機外殼、用于固定及連接各部件且與攝像機外殼相連之支架、攝像機鏡頭，所述攝像鏡頭固定在支架上，其特征在于所述支架上設置有用于視頻信號采集的CCD模板視頻模塊、防雷模塊、用于攝像機電源及控制信號輸入之電源模塊及接地部件，其中視頻模塊輸入端連接攝像機鏡頭，輸出端連接防雷模塊，與電源連接之電源模塊與視頻模塊相連，亦與外接控制及處理設備相接；所述防雷模塊為由電源器件、視頻信號器件和隔離器件組成的控制電路，其中電源器件接電源模塊，視頻信號器件連接視頻模塊及外接控制及處理設備，所述電源器件由電感和與之相連的氣體放電管、抑制二極管構成，視頻信號部件由整流橋和與之相連的固體放電管構成，隔離部件由壓敏電阻和氣體放電管構成，且引入接地端；其中氣體放電管包括二極氣體放電管和三極氣體放電管，三極氣體放電管分別與所述二極氣體放電管和電感連接；所述視頻模塊采用SONY、SHARP或其它超級HAD CCD圖像傳感器，內(nèi)置有數(shù)字圖像處理芯片；所述支架上之接地部件為聯(lián)接攝像機外殼和支架之間的緊固螺釘。
在所述氣體放電管連接之線路上，還并聯(lián)有LED燈。
本實用新型通過將用于視頻信號采集的CCD模板視頻模塊、防雷模塊和用于攝像機電源及控制信號輸入之電源模塊用支架固于一體，克服了現(xiàn)有攝像機通過外部加裝防雷器保護攝像機免受雷電侵害時所出現(xiàn)的諸多問題，結構簡單，安裝方便，體積??；在視頻模塊和電源模塊之間設防雷模塊，可在當視頻線和電源線進入防雷攝像機后，首先與之相連，經(jīng)過其上控制線路進行濾波和隔離后再連接到攝像模板，從而實現(xiàn)了對攝像機的純在線式保護，可完全避免攝像機受雷電沖擊而損壞，且不需要外來控制系統(tǒng)或控制線進行信號控制，實現(xiàn)了信號的自動控制。同時，本發(fā)明對防雷模塊上元器件各參數(shù)進行了優(yōu)選，也解決了視頻模塊和防雷裝置之間的匹配性和兼容問題，降低了故障發(fā)生率。
另外，通過采用支架和殼體之間連接的緊固件為接地部件，既簡單方便，又非?？煽?；防雷模塊上所設LED燈還便于檢測控制線路故障和元器件損壞情況。


圖1為本實用新型結構裝配圖；圖2為本實用新型視頻及電源線路的內(nèi)部接線圖；圖3為本實用新型防雷模塊元器件連接線路圖。
其中1-攝像機鏡頭；2-視頻模塊； 3-支架；4-防雷模塊； 5-電源模塊； 6-電源；7-外接控制及處理設備；8-接地部件； 9-攝像機外殼；10-二極氣體放電管； 11-整流橋； 12-固定放電管；13-三極氣體放電管； 14-二極氣體放電管； 15-壓敏電阻；16-抑制二極管。
具體實施方式
目前，現(xiàn)有的安防監(jiān)控系統(tǒng)，一般由以下三部分組成前端部分主要由黑白(彩色)攝像機、云臺、防護罩、支架等組成。
傳輸部分使用同軸電纜、電線、多芯線，采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸音頻、視頻、控制信號和饋送交、直流電源等。
終端部分主要由控制設備、畫面分割器、監(jiān)視器、錄像存儲設備等組成。
本實用新型是針對前端部分的室外黑白(彩色)攝像機進行保護，這是因為室外的設備是最容易遭受雷擊損壞。
如圖1所示，本實用新型結構包括攝像機外殼9、支架3、攝像機鏡頭1，所述的支架3為支持部件，用于固定及連接各部件，與攝像機外殼9相連，為整個裝置的包覆件；所述攝像機鏡頭1固定在支架3前端上，為圖像的攝取部件。本實用新型在所述支架3上設置有用于視頻信號采集的CCD模板視頻模塊2、防雷模塊4、用于攝像機電源及控制信號輸入之電源模塊5及接地部件8，其中視頻模塊2輸入端與攝像機鏡頭1連接，輸出端連接防雷模塊4，與電源6連接之電源模塊5與視頻模塊2相連，亦與外接控制及處理設備7相接。
所述視頻模塊2采用SONY、SHARP或其它超級HAD CCD圖像傳感器，內(nèi)置有數(shù)字圖像處理芯片(DSP)，圖像可達NTSC＝270K/PAL＝320K，具有高靈敏度，低拖尾，高信噪比，抗暈光之特點，可提供自動電子快門(AES)，自動光圈(AL)，自動增益(AGC)，自動白平衡(AWB)，背光補償(BLC)功能；自動光圈提供DC和VIDEO驅(qū)動方式；提供C型接圈可方便C和CS鏡頭；DC 12V供電(可選功能AC24V/220V帶線路鎖定)，可完成對監(jiān)控對象圖像的攝取。
如圖2、圖3所示，本實用新型防雷模塊4為由電源器件、視頻信號器件和隔離器件組成的控制電路，其中電源器件接電源模塊5，視頻信號器件連接視頻模塊2及外接控制及處理設備7，外接控制及處理設備7可為硬盤錄像機或其它圖像處理器件；所述電源器件由兩電感L、氣體放電管及抑制二極管構成，其中氣體放電管包括二極氣體放電管10和三極氣體放電管13，三極氣體放電管13分別與所述二極氣體放電管10和電感L連接并與接地部件8相連，兩抑制二極管16之一與三極氣體放電管13串接，另一接于兩電感L之間，由于抑制二極管16能量最小、響應最快，可對進入防雷模塊4之雷電流或浪涌抑制后產(chǎn)生瞬間放電，并迅速引入地下；所述視頻信號部件由整流橋11和與之相連的固體放電管12構成，可對進入防雷模塊4之視頻信號和電源信號進行濾波處理；隔離部件由金屬氧化物壓敏電阻15和二極氣體放電管14構成，且引入接地端。
本實用新型各元器件型號為電源器件中二極氣體放電管10為15KE39CA，抑制二極管16為16KE68CA，電阻R為12K OHM 1/4W，電感L為100±10UH，三極氣體放電管13為BTR90V，視頻信號部件中電阻為12K OHM 1/4W，整流橋11為DB106，固體放電管12為P008DEA；隔離部件中壓敏電阻為MOV 201KD14，二極氣體放電管14為BBS75V。
當視頻線和電源線進入本實用新型后，首先進入防雷模塊4，防雷模塊4對這二組線路進行濾波和隔離后再連接到視頻模塊2，從而對攝像機進行純在線式保護。在有雷電流或浪涌沿線路入侵時，由于雷電流或浪涌的電壓大大高于攝像機的工作電平，防雷模塊4中的壓敏電阻15能在納秒級的時間內(nèi)啟動，同時配合氣體放電管將雷電流或浪涌通過地線絕大部份泄放到大地，即在感應電流到達監(jiān)控單元的剎那間已經(jīng)將感應雷電安全地釋放，從而保護攝像機免受雷電的危害。
本實用新型接地方式采用攝像機機殼9直接接地，如圖1所示，所述支架3上之接地部件8為聯(lián)接攝像機外殼9和支架3之間的緊固螺釘，這樣，緊固螺釘既可作為外殼9與支架3之間的連接件，又可作為接地部件，這種接地結構有效保證了接地面積，避免了傳統(tǒng)外接型信號防雷器需通過另外的接地導線重復接地的麻煩，也減少了由于接地不良而引發(fā)故障的可能性。
由于本實用新型安裝于室外，相對來說較之其它器件容易損壞。為便于觀察和檢測，在所述氣體放電管連接之線路上并聯(lián)有LED燈，本實用新型實施例之LED燈與三極氣體放電管13并聯(lián)，當有強直擊雷發(fā)生時，侵入的雷電流超過防雷模塊4承受范圍將防雷模塊4損壞，或因其它原因?qū)е路览啄K4損壞，LED燈將會啟動提示防雷模塊4需要更換，此時攝像機的攝像功能仍能正常運行。
本實用新型可以同時對監(jiān)控攝像機電源線路、視頻線路、云臺控制線路進行電涌保護，在攝像機前不需再裝防雷器。
本實用新型安全、可靠，經(jīng)上海防雷測試中心高壓實驗室測試，其防高電壓、高電流沖擊在3KA以上。在同等測試條件下，與傳統(tǒng)防雷攝像機相比，其高壓放電時間可控制在幾十納秒，符合國家標準GB50343-2004的要求。
本實用新型可應用于所有室外有防雷需求的公共安全領域，江、河、湖、海港口以及水文水利監(jiān)測等容易遭受雷擊的室外安防系統(tǒng)，小區(qū)、別墅的室外監(jiān)控系統(tǒng)，機場、公路等交通系統(tǒng)，包括高速公路收費系統(tǒng)以及金融等系統(tǒng)室外攝像設備。
權利要求1.一種防雷攝像機，包括攝像機外殼、用于固定及連接各部件且與攝像機外殼相連之支架、攝像機鏡頭，所述攝像鏡頭固定在支架上，其特征在于所述支架上設置有用于視頻信號采集的CCD模板視頻模塊、防雷模塊、用于攝像機電源及控制信號輸入之電源模塊及接地部件，其中視頻模塊輸入端連接攝像機鏡頭，輸出端連接防雷模塊，與電源連接之電源模塊與視頻模塊相連，亦與外接控制及處理設備相接。
2.根據(jù)權利要求1所述的防雷攝像機，其特征在于所述防雷模塊為由電源器件、視頻信號器件和隔離器件組成的控制電路，其中電源器件接電源模塊，視頻信號器件連接視頻模塊及外接控制及處理設備，所述電源器件由電感和與之相連的氣體放電管、抑制二極管構成，視頻信號部件由整流橋和與之相連的固體放電管構成，隔離部件由壓敏電阻和氣體放電管構成，且引入接地端。
3.根據(jù)權利要求1所述的防雷攝像機，其特征在于所述視頻模塊采用SONY、SHARP或其它超級HAD CCD圖像傳感器，內(nèi)置有數(shù)字圖像處理芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述的防雷攝像機，其特征在于所述支架上之接地部件為聯(lián)接攝像機外殼和支架之間的緊固螺釘。
5.根據(jù)權利要求2所述的防雷攝像機，其特征在于所述氣體放電管包括二極氣體放電管和三極氣體放電管，三極氣體放電管分別與所述二極氣體放電管和電感連接。
6.根據(jù)權利要求2、5所述的防雷攝像機，其特征在于所述氣體放電管連接之線路上并聯(lián)有LED燈。
專利摘要一種防雷攝像機，包括攝像機外殼、用于固定及連接各部件且與攝像機外殼相連之支架、攝像機鏡頭，所述攝像鏡頭固于支架上，其特征在于所述支架上分設有用于視頻信號采集的CCD模板視頻模塊、含有氣體放電管、抑制二極管之防雷模塊、用于攝像機電源及控制信號輸入之電源模塊及接地部件，其中視頻模塊輸入端接攝像機鏡頭，輸出端接防雷模塊，與電源連接之電源模塊與視頻模塊相連，亦與外接控制及處理設備相接。本實用新型結構簡單、安裝方便、體積小，實現(xiàn)了對攝像機的純在線式保護，可完全避免攝像機受雷電沖擊而損壞，且不需外來控制系統(tǒng)控制。另外，所設接地部件簡單方便、可靠，防雷模塊上之LED燈還便于檢測控制線路故障和元器件損壞情況。
文檔編號H04N5/225GK2891530SQ20062001366
公開日2007年4月18日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權日2006年4月20日
發(fā)明者董飚 申請人:董飚