Шахтное видеоконтрольное устройство Советский патент 1985 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к горному делу, конкретнее к шахтным видеоконтрольным устройствам, и может быт использовано шахтерами для наблюдени слабо освещенных объектов в лавах шахт, а также горноспасателями для наблюдения объектов в условиях темноты и для обнаружения скрытых очаго пожара. Известно видеоконтрольное устройство, содержащее установленные друг за другом светосильный объектив, электронно-оптический преобразовател и окуляр С0« Однако в этом видеоконтрольном устройстве для усиления изображения с помощью электронно-оптического пре образователя требуется сложное,дорого и энергоемкое электронное устройство с магнитной катушкой для фокусировки электронов в преобразователе и для пита ния катушки постоянными напряжениями и переменными напряжениями специапьной формы. Таким образом, данное видеоконтрольное устройство является сложным, крупногабаритным и дорогим прибором ночного видения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является шахтное видео контрольное устройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, генератор, вьшрямительумножитель напряжения и усилитель яркости, перед .фотокатодом которого установлен объектив, а.перед анодом окуляр. В этом устройстве генератор с выпрямителем типа удвоитаая выполнен в виде отдельного блока, низковольтная часть которого смонтирована на карболитовой панели, а выпрямитель вместе с трансформатором и конденсаторами залиты специальной изолирующей массой. В этот моноблок вставлены два безнакальных кенотрона На входном конце блок снабжен шнуром для подключения к источнику питания, а на выходном конце имеется высоковольтньй кабель для соединения с мон куляром, включающим объектив, преобр зователь и окуляр С 21. Недостатками известного видеоконтрольного устройства являются низкая безопасность и отсутствие искробезопасности. Это объясняется тем, .что генератор с вьтрямителем-удвоителем выполнен в виде отдельного блока, для соединения которого с усилителем яркости требуется высоковольтныйкабель. Высокое напряжение в кабеле порядка 10000 В не позволяет использовать его в шахтах, а утечки в кабеле приводят к дополнительным потерям электроэнергии. Устранить этот недостаток путем совмещения этого блока с монокулярами не представляется возможным, так как, хотя утечки в кабеле и уменьшаются, но не устранится опасность и, кроме того, не обеспечится искробезопасность по питанию. Кроме того, недостатком известного видеоконтрольного устройства является необходимость мощной инфракрасной подсветки с помощью специальных фар, что ввиду их большой энергоемкости недопустимо для использования в шахтах. Недостатком также является низкая чувствительность усилителя яркости, не позволяющая использовать его для обнарзшения скрытых очагов пожара. Цель изобретения - повышение безопасности, обеспечение искробезопасности и расширение функциональных возможностей за счет применения его в качестве обнаружения скрытых очагов пожара. Поставленная цель достигается тем, что в шахтном видеоконтрольном устройстве, содержащем последовательно соединенные источник питания, генератор, выпрямитель-умножитель напряжения и усилитель яркости, перед фотокатодом которого установлен объектив, а перед анодом - окуляр, усилитель яркости выполнен в виде цилиндра, концентрично размещенного в цилиндрическом кожухе, выпрямительумножитель напряж яия выполнен в виде цилиндрического кольца, размещенного концентрично в промежутке между усилителем яркости и хщлиндрическим кожухом, заполненным эпоксидным компаундом, а источник питания и генератор смонтированы в корпусе, который крепится к наружной поверхности цилиндрического коукуха. На фиг. 1 показано шахтное видеоконтрольное устройство, вид (кожух и цилиндрическое кольцо показаны в разрезе); на фиг. 2 - принципиальная схема источника питания с генератором и вьшрямителем-умножителем; на фиг. 3 - выполнение и заливка эпоксидньм компаундом выпря3мителя-умножителя (показана развертка выпря1чителя в лист) . Шахтное видеоконтрольное устройство состоит из цилиндрического модульного усилителя 1 яркости, перед фотокатодом которого установлен объе тив 2, а перед анодом усилителя 1 яркости - окуляр 3. Усилитель 1 яркости, объектив 2 и окуляр 3 скреплены между собой кожухом 4, к которому прикреплен корпус 5. Фотокатод 6 усилителя 1 яркости расположен в фокальной плоскости объектива 2, Анод 7 усилителя 1 яркости расположен перед объективом окуляра 3. Выпрямитель-умн.ожитель 8 выполнен в -виде запитого эпоксидным компаундом 9 цилиндрического кольца 10, принципиальная схема его дана на фиг. 2 а развертка конструкции - на фиг. 3 1|илиндрическое кольцо 10, усилитель 1 яркости и кожух 4 концентричны друг другу. К корпусу 5 прикреплена ручка 11 для переноски шахтного видеоконтрольного устройства. На кор пусе 5 установлена кнопка 12 для подключения источника питания к гене ратору- Генератор на частоту 5 кЛц выполнен на транзисторах 13 и 14, ре зисторах 15-18 и соединен с источником 19 питания в виде двух гапьванических элементов РЦ-83 на 1,5 В каждый и на выходе генератор содержит трансформатор 20 с тремя обмотками. Отмотка возбуждения выполнена со средней точкой, выводы 21 и 22 вы соковольтной вторичной обмотки подсоединены к выпрямителю-умножителю 8 выводы 23 и 25 обмотки возб ждения через резисторы 15 и 16 соединены с базами транзисторов 13 и 14, а средняя точка 24 обмотки возбуждения под ключена к резисторам 17 и 18. Крайня точка 26 обмотки нагрузки соединена с коллектором транзистора 13, средня 21 - с кнопкой 12, а вторая крайняя точка 28 обмотки соединена с коллектором транзистора 14. Нечетные конде саторы выложены в пилообразную линей ку 29, а четные - в линейку 30. Чет ные диоды 31 и нечетные диоды 32 выложены в общую линейку Д1,Д2, ..., Д25, Диоды и конденсаторы соединены между собой, как показано на фиг. 2 и 3. При такой конструкции невозможно м.еханическое замыкание между анодом и катодом. Устройство работает следующим обр зом. 614 При нажатии кнопки 12 от источника 19 питания напряжение подается на генератор собранный по стандратной двухтактной автогенераторной схеме. Переменное напряжениеоколо 400 В из высоковольтной вторичной обмотки по выводам 21 и 22 подается на выпpямитeль-y {нoжитeль 8. Частота генератора выбрана равной 5 кГц, что в сочетании со схемой автогенератора, напряжения 400 В и 25-кратного ibfHoжителя 8 обеспечивает искробезопаснос.ть по цепи питания от источника 19 и по цепи высоковольтной вторичной обмотки 21 и 22. Это сочетание является устойчивым так, что изменение любого из этих параметров в ту или другую сторону ьосудшает искробезопасность устройства по указанным цепям. После вьшрямпения переменного напряжения 400 В и 25-кратного его умножения постоянное напряжения 10000 В подается на усилитель 1 яркости. Плюс подается на анод 7, а минус - на фотокатод 6. Конденсаторы С 25 и С 1 расположены в непосредственной близости соответственно к аноду 7 и фотокатоду 6. Выводы из этих конденсаторов проходят пряью под ними через эпоксидный компаунд кольца 9 в тело усилителя 1 яркости.Выполнение выпрямителя-умножителя в виде залитого эпоксидным компаундом цилиндрического кольца, в середине толщи которого залиты конденсаторы и диоды, расположение конденсаторов С 1 и С 25 в непосредственной близости к фотокатоду и аноду, выводы из этих конденсаторов вниз под них через эпоксидный компаунд к фотокатоду и аноду, герметизация эпоксидным компаундом 9 сочлененных деталей 1, 8 и 4 (заливка эпоксидным компаундом осуществляется после концентричной установки усилителя 1 яркости, спаянного согласно схеме на фиг. 3, вьшрямителя-умножителя 8 и кожуха 4) обеспечивают искробезопасность по цепи высокого выпрямленного напряжения 10000 В и минимизируют возможные утечки электроэнергии по указанной цепи. Изображение объекта объективом 2 переносится на фотокатод 6 усилителя 1 яркости. Под действием падающих на фотокатод б фотонов света из последнего выбиваются электроны. Количество электронов из каждой точки фитокатода прямо пропорционально яркости этой точки. Выбитые из фотокатода электроны под действием приложенного между фотокатодом и анодом электрического поля,вызванного напряжением 10000 В, устремляются к аноду так, что электроны из соответствующей точки фотокатода попадают на аналогичную точку анода. Под . действием ускоренных электронов анод люминесцирует. Яркость свечения люми несценции анода в каждой точке прямо пропорщюнальна количеству попадающих на эту точку электронов. При этом на аноде получается люминесцент ное изображение предмета, яркость которого в десятки тысяч раз выше яркости освещения фотокатода. Люминесцентное изображение на аноде наблюдается в окуляр 3. Применение в качестве преобразователя 1 модульног усилителя яркости позволяет одновременно увеличить его световое усиление дает возможность наблюдать слабоосвещенные объекты и обнаруживать скрытые очаги пожара. Кроме того, применение модульного усилителя яркости улучшает видимость через пыль и туман от орошения. Выпрямитель-умножитель выполнен в виде залитого эпоксидным компаундом цилиндрического кольца с 25-кратньм выпрямителем-умножителем напряжения, а преобразователь - в виде 1Ц1пиндрического модульного усилителя яркости, вставленного в цилиндрическое кольцо, на которое надет кожух с прикрепленным к нему корпусом с встроенным в него источником питания и генератором, что позволило повысить безопасность за счет обеспечения искробезопасности при наблюдении слабоосвещенных объектов и обнаружении скрытых очагов пожара в условиях опасных по газу и пыли угольных шахт.

«м

«V)

5

ШАХТНОЕ ВИДЕОКОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные источник питания, генератор, выпрямитель-умножитель напряжения и усилитель яркости, перед фотокатодом которого установлен объектив, а перед анодом - окуляр, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности за счет.обеспечения искробезопасности, усилитель яркости вьтолнен в виде цилиндра, концентрично размещенного в цилиндрическом кожухе, выпрямительумножитель напряжения выполнен в виде цилиндрического кольца, размещенного концентрично в промежутке между усилителем яркости и цилиндри- д ческим кожухом, заполненным эпоксидным компаундом, а источник питания и генератор смонтированы в корпусе, который крепится к наружной поверхности цилиндрического кожуха. оА Сд J ti (Э Ind