基于热电冷却的监控摄像机散热装置的研究

摘要

监控摄像机广泛应用在各种安全监控场合，特别是一些高温场合。监控摄像机大多采用CCD作为感光元件，这种元件受温度影响很大，导致监控摄像机在高温下引起拍摄失真。传统的散热装置散热效果并不好，本文采用热电制冷的方法研制了一套监控摄像机散热装置，并对这套装置进行了优化分析。
　　 本文针对监控摄像机的两种典型的高温场合下运行进行研究：一是夏日室外40℃高温场合，二是室内70℃高温场合。首先对这两种场合运行的监控摄像机装置进行热力计算，针对实际情况设计了散热系统。其次分别对该散热系统的热电制冷部分和温度控制部分进行结构设计和制作，完成了热电制冷式摄像机散热装置的研制。接下来对该散热装置在高温下进行实验研究。实验研究表明：该散热装置能够保持摄像机防护罩内部的温度在恒定的温度范围内。室外40℃高温场合下，防护罩内部摄像机正上方0.01m测点处的温度达到27℃。室内70℃高温场合下，防护罩内部测点温度达到约50℃，温降可达20℃。
　　 本文还对这套监控摄像机散热装置进行了数值模拟。模拟结果与实验结果较吻合，验证了数值模拟的准确性。数值模拟结果表明：本文研究热电制冷器在运行电流为3～5A时性能较好，环境温度越高，冷、热端的温差越大。最后对该热电制冷器的热端散热器进行了优化，并将优化前、后的结果进行对比，发现优化后的装置测点温度可以降得更低，制冷器性能得到了提高。
　　 本文研究表明，采用热电制冷器能在一定环境温度范围内解决高温下监控摄像机的散热问题。