专利名称：一种防雷摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及视频监控领域，具体涉及一种安装于室外时能抑制雷电脉冲对自身进行过电压保护之摄像机。
背景技术：
雷电是一种常见的自然现象，世界上每天约形成44000个雷暴中心，发生800万次雷闪放电，平均每秒放电100次左右，可见雷电活动是相当频繁的。
雷电的侵害方式主要分为直击雷危害、线路雷危害(线路中雷电波的侵入)、雷电感应危害以及日常操作中的电力系统操作过电压危害等，给人类的生活和财产带来了巨大的影响和损失。随着交通道路的发展，各类检测及监测系统尤其是摄像设备使用非常普遍，交通控制中心将充分利用检测的交通信息进行控制和管理，另外，上述系统还涉及小区及其他需要的场地的安全防护，但一般来说，这些检测及监测设备皆安装于室外，除人为损害外，其主要危害就是线路雷及雷电感应的危害。上世纪90年代末期，国外(主要是德国)开始研制了几种信号及电源防雷器来对摄像机进行保护，然而对于感应雷的防护主要还停留在外部的防护，也就是在线路进入摄像机之前在外部加装防雷器。这种装置具有下述缺陷1)在外部加装防雷器时必将增加生产成本和安装成本；2)由于摄像机为敏感器件，采用外接方式时，各连接部位必须进行防水处理或在整体上加装一个防水箱；3)在摄像机外部加装防雷器时必须要有足够的空间和固定位置，否则会造成安装的不方便；4)在外部加装电源和信号防雷器增加了摄像机插入损耗；5)由于摄像机和外加防雷装置之间还有一个匹配性和兼容问题，因此，在外部加装电源和信号防雷器时，增加了摄像机的故障系数。
中国专利局公开了一种防雷摄像机装置(申请号200420102721.5，授权公告日2005.12.7，授权公告号CN2745297Y)，其公开的技术方案仅是将现有的摄像机和外部加装的防雷器组合后移至另外设置的盒体内，这种装置虽然解决了外部加装防雷器造成的体积大、安装不方便的问题，但实际使用中需通过室外装置所设防雷板和室内防雷板联合控制才能实现防雷效果。由于摄像机的布置地点和数量随着城市的发展越来越多，并非是单个设置，因此控制起来非常麻烦，检修也很不方便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有监控系统中摄像机防雷装置需外部另外加装防雷器、或通过外部控制装置实现防雷功能之缺陷，提供了一种集摄像和防雷功能于一体，可保护摄像机免受雷电侵害之防雷摄像机。本实用新型还具有结构简单、产品体积小、便于安装检测之特点，可独立完成防雷功能，防雷效果好。
本实用新型为解决上述现有技术问题，所提出的技术方案是一种防雷摄像机，包括摄像机外壳、用于固定及连接各部件且与摄像机外壳相连之支架、摄像机镜头，所述摄像镜头固定在支架上，其特征在于所述支架上设置有用于视频信号采集的CCD模板视频模块、防雷模块、用于摄像机电源及控制信号输入之电源模块及接地部件，其中视频模块输入端连接摄像机镜头，输出端连接防雷模块，与电源连接之电源模块与视频模块相连，亦与外接控制及处理设备相接；所述防雷模块为由电源器件、视频信号器件和隔离器件组成的控制电路，其中电源器件接电源模块，视频信号器件连接视频模块及外接控制及处理设备，所述电源器件由电感和与之相连的气体放电管、抑制二极管构成，视频信号部件由整流桥和与之相连的固体放电管构成，隔离部件由压敏电阻和气体放电管构成，且引入接地端；其中气体放电管包括二极气体放电管和三极气体放电管，三极气体放电管分别与所述二极气体放电管和电感连接；所述视频模块采用SONY、SHARP或其它超级HAD CCD图像传感器，内置有数字图像处理芯片；所述支架上之接地部件为联接摄像机外壳和支架之间的紧固螺钉。
在所述气体放电管连接之线路上，还并联有LED灯。
本实用新型通过将用于视频信号采集的CCD模板视频模块、防雷模块和用于摄像机电源及控制信号输入之电源模块用支架固于一体，克服了现有摄像机通过外部加装防雷器保护摄像机免受雷电侵害时所出现的诸多问题，结构简单，安装方便，体积小；在视频模块和电源模块之间设防雷模块，可在当视频线和电源线进入防雷摄像机后，首先与之相连，经过其上控制线路进行滤波和隔离后再连接到摄像模板，从而实现了对摄像机的纯在线式保护，可完全避免摄像机受雷电冲击而损坏，且不需要外来控制系统或控制线进行信号控制，实现了信号的自动控制。同时，本发明对防雷模块上元器件各参数进行了优选，也解决了视频模块和防雷装置之间的匹配性和兼容问题，降低了故障发生率。
另外，通过采用支架和壳体之间连接的紧固件为接地部件，既简单方便，又非常可靠；防雷模块上所设LED灯还便于检测控制线路故障和元器件损坏情况。
图1为本实用新型结构装配图；图2为本实用新型视频及电源线路的内部接线图；图3为本实用新型防雷模块元器件连接线路图。
其中1-摄像机镜头；2-视频模块； 3-支架；4-防雷模块； 5-电源模块； 6-电源；7-外接控制及处理设备；8-接地部件； 9-摄像机外壳；10-二极气体放电管； 11-整流桥； 12-固定放电管；13-三极气体放电管； 14-二极气体放电管； 15-压敏电阻；16-抑制二极管。
具体实施方式
目前，现有的安防监控系统，一般由以下三部分组成前端部分主要由黑白(彩色)摄像机、云台、防护罩、支架等组成。
传输部分使用同轴电缆、电线、多芯线，采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输音频、视频、控制信号和馈送交、直流电源等。
终端部分主要由控制设备、画面分割器、监视器、录像存储设备等组成。
本实用新型是针对前端部分的室外黑白(彩色)摄像机进行保护，这是因为室外的设备是最容易遭受雷击损坏。
如图1所示，本实用新型结构包括摄像机外壳9、支架3、摄像机镜头1，所述的支架3为支持部件，用于固定及连接各部件，与摄像机外壳9相连，为整个装置的包覆件；所述摄像机镜头1固定在支架3前端上，为图像的摄取部件。本实用新型在所述支架3上设置有用于视频信号采集的CCD模板视频模块2、防雷模块4、用于摄像机电源及控制信号输入之电源模块5及接地部件8，其中视频模块2输入端与摄像机镜头1连接，输出端连接防雷模块4，与电源6连接之电源模块5与视频模块2相连，亦与外接控制及处理设备7相接。
所述视频模块2采用SONY、SHARP或其它超级HAD CCD图像传感器，内置有数字图像处理芯片(DSP)，图像可达NTSC＝270K/PAL＝320K，具有高灵敏度，低拖尾，高信噪比，抗晕光之特点，可提供自动电子快门(AES)，自动光圈(AL)，自动增益(AGC)，自动白平衡(AWB)，背光补偿(BLC)功能；自动光圈提供DC和VIDEO驱动方式；提供C型接圈可方便C和CS镜头；DC 12V供电(可选功能AC24V/220V带线路锁定)，可完成对监控对象图像的摄取。
如图2、图3所示，本实用新型防雷模块4为由电源器件、视频信号器件和隔离器件组成的控制电路，其中电源器件接电源模块5，视频信号器件连接视频模块2及外接控制及处理设备7，外接控制及处理设备7可为硬盘录像机或其它图像处理器件；所述电源器件由两电感L、气体放电管及抑制二极管构成，其中气体放电管包括二极气体放电管10和三极气体放电管13，三极气体放电管13分别与所述二极气体放电管10和电感L连接并与接地部件8相连，两抑制二极管16之一与三极气体放电管13串接，另一接于两电感L之间，由于抑制二极管16能量最小、响应最快，可对进入防雷模块4之雷电流或浪涌抑制后产生瞬间放电，并迅速引入地下；所述视频信号部件由整流桥11和与之相连的固体放电管12构成，可对进入防雷模块4之视频信号和电源信号进行滤波处理；隔离部件由金属氧化物压敏电阻15和二极气体放电管14构成，且引入接地端。
本实用新型各元器件型号为电源器件中二极气体放电管10为15KE39CA，抑制二极管16为16KE68CA，电阻R为12K OHM 1/4W，电感L为100±10UH，三极气体放电管13为BTR90V，视频信号部件中电阻为12K OHM 1/4W，整流桥11为DB106，固体放电管12为P008DEA；隔离部件中压敏电阻为MOV 201KD14，二极气体放电管14为BBS75V。
当视频线和电源线进入本实用新型后，首先进入防雷模块4，防雷模块4对这二组线路进行滤波和隔离后再连接到视频模块2，从而对摄像机进行纯在线式保护。在有雷电流或浪涌沿线路入侵时，由于雷电流或浪涌的电压大大高于摄像机的工作电平，防雷模块4中的压敏电阻15能在纳秒级的时间内启动，同时配合气体放电管将雷电流或浪涌通过地线绝大部份泄放到大地，即在感应电流到达监控单元的刹那间已经将感应雷电安全地释放，从而保护摄像机免受雷电的危害。
本实用新型接地方式采用摄像机机壳9直接接地，如图1所示，所述支架3上之接地部件8为联接摄像机外壳9和支架3之间的紧固螺钉，这样，紧固螺钉既可作为外壳9与支架3之间的连接件，又可作为接地部件，这种接地结构有效保证了接地面积，避免了传统外接型信号防雷器需通过另外的接地导线重复接地的麻烦，也减少了由于接地不良而引发故障的可能性。
由于本实用新型安装于室外，相对来说较之其它器件容易损坏。为便于观察和检测，在所述气体放电管连接之线路上并联有LED灯，本实用新型实施例之LED灯与三极气体放电管13并联，当有强直击雷发生时，侵入的雷电流超过防雷模块4承受范围将防雷模块4损坏，或因其它原因导致防雷模块4损坏，LED灯将会启动提示防雷模块4需要更换，此时摄像机的摄像功能仍能正常运行。
本实用新型可以同时对监控摄像机电源线路、视频线路、云台控制线路进行电涌保护，在摄像机前不需再装防雷器。
本实用新型安全、可靠，经上海防雷测试中心高压实验室测试，其防高电压、高电流冲击在3KA以上。在同等测试条件下，与传统防雷摄像机相比，其高压放电时间可控制在几十纳秒，符合国家标准GB50343-2004的要求。
本实用新型可应用于所有室外有防雷需求的公共安全领域，江、河、湖、海港口以及水文水利监测等容易遭受雷击的室外安防系统，小区、别墅的室外监控系统，机场、公路等交通系统，包括高速公路收费系统以及金融等系统室外摄像设备。
权利要求1.一种防雷摄像机，包括摄像机外壳、用于固定及连接各部件且与摄像机外壳相连之支架、摄像机镜头，所述摄像镜头固定在支架上，其特征在于所述支架上设置有用于视频信号采集的CCD模板视频模块、防雷模块、用于摄像机电源及控制信号输入之电源模块及接地部件，其中视频模块输入端连接摄像机镜头，输出端连接防雷模块，与电源连接之电源模块与视频模块相连，亦与外接控制及处理设备相接。
2.根据权利要求1所述的防雷摄像机，其特征在于所述防雷模块为由电源器件、视频信号器件和隔离器件组成的控制电路，其中电源器件接电源模块，视频信号器件连接视频模块及外接控制及处理设备，所述电源器件由电感和与之相连的气体放电管、抑制二极管构成，视频信号部件由整流桥和与之相连的固体放电管构成，隔离部件由压敏电阻和气体放电管构成，且引入接地端。
3.根据权利要求1所述的防雷摄像机，其特征在于所述视频模块采用SONY、SHARP或其它超级HAD CCD图像传感器，内置有数字图像处理芯片。
4.根据权利要求1所述的防雷摄像机，其特征在于所述支架上之接地部件为联接摄像机外壳和支架之间的紧固螺钉。
5.根据权利要求2所述的防雷摄像机，其特征在于所述气体放电管包括二极气体放电管和三极气体放电管，三极气体放电管分别与所述二极气体放电管和电感连接。
6.根据权利要求2、5所述的防雷摄像机，其特征在于所述气体放电管连接之线路上并联有LED灯。
专利摘要一种防雷摄像机，包括摄像机外壳、用于固定及连接各部件且与摄像机外壳相连之支架、摄像机镜头，所述摄像镜头固于支架上，其特征在于所述支架上分设有用于视频信号采集的CCD模板视频模块、含有气体放电管、抑制二极管之防雷模块、用于摄像机电源及控制信号输入之电源模块及接地部件，其中视频模块输入端接摄像机镜头，输出端接防雷模块，与电源连接之电源模块与视频模块相连，亦与外接控制及处理设备相接。本实用新型结构简单、安装方便、体积小，实现了对摄像机的纯在线式保护，可完全避免摄像机受雷电冲击而损坏，且不需外来控制系统控制。另外，所设接地部件简单方便、可靠，防雷模块上之LED灯还便于检测控制线路故障和元器件损坏情况。
文档编号H04N5/225GK2891530SQ20062001366
公开日2007年4月18日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者董飚 申请人:董飚