Spezialfall Embedded

Die Kühlung von Platinenkameras und Prozessorboards ist aufwändiger. Bei Gehäusekameras kümmert sich der Kamerahersteller um die Wärmeanbindung. Dagegen ist die Integration von Leiterplatten und Embedded-Vision-Systemen in ein Schutzgehäuse immer individuell zu klären und lohnt sich wirtschaftlich nur bei größeren Stückzahlen. Mit Wärmeleitfolie und passgenau gefrästen Aluminiumblechen lässt sich eine thermische Brücke zum Schutzgehäuse herstellen. So hat AutoVimation gerade erst ein Nvidia-Board in ein Turtle-Gehäuse eingebaut und dabei den obligatorischen Lüfter durch gute thermische Anbindung an die Peltier-Kühlplatte des Gehäuses ersetzt.

Treibhauseffekt unterm Kuppelfenster

Das Turtle-Gehäuse mit Peltier-Element ist eine einfach zu installierende Lösung, die für den Kühlbetrieb nur mit 24V/75W Spannung versorgt werden muss. Je nach Regler kann das System automatisch zwischen Kühl- und Heizbetrieb wechseln, wodurch es sich für alle Klimazonen eignet. Auch die exakt gradgenaue Kameratemperierung ist mit einem speziellen Regler möglich. Dies ist erforderlich für bestimmte Messanwendungen, z.B. für manche Hyperspektralanwendungen. Die Technik ist praxiserprobt – Vorgängermodelle werden seit zwölf Jahren erfolgreich in den heißesten Wüstengebieten eingesetzt. So ist ein Turtle-Gehäuse mit Kuppelfenster u.a. in der Wüste Gobi im Einsatz, um vor der Entscheidung über ein Photovoltaikkraftwerk ein Jahr lang mit Fischaugenlinsen die Bewölkung zu überwachen. Die Sonne erhitzt das Objektiv unter dem Kuppelfenster, was durch eine noch effektivere Wärmeanbindung zwischen Kühleinheit und Kamera sowie gute Isolierung nach außen kompensiert wurde. Dadurch erreicht die Turtle-Kühlung einen exzellenten Wirkungsgrad. Wo ähnlich funktionierende Schaltschrankkühlsysteme eine Temperaturreduzierung von 20°K erzielt haben, konnte AutoVimation die Kameras um 30°K abkühlen. Weniger hätte nicht genügt bei bis zu 56°C Umgebungstemperatur und über 300W/m² Sonneneinstrahlung.

Heiß und kalt

Die Wasserkühlsysteme erfordern etwas mehr Installationsaufwand, da Wasserschläuche zwischen Kameraschutzgehäuse und Rückkühleinheit verlegt werden müssen. Da das System die Umgebungsluft zur Kühlung des Wassers nutzt, muss die Kühleinheit nahe Raumtemperatur betrieben werden. Das Kühlwasser wird durch Kühlplatten auf dem Kameraschutzgehäuse gepumpt und kühlt die Kamera durch die Gehäusewand. Auf diese Weise ist je nach Installation der Betrieb von -40 bis 200°C möglich, denn die Kamera wird bei niedrigen Umgebungstemperaturen automatisch durch das ca. 20°C warme Wasser geheizt. Ideal ist diese Betriebsart für Klimakammeranwendungen, z.B. in der Automobilindustrie, wo jedes Bauteil von -40°C bis mindestens 80°C getestet werden muss und Kameras einen möglichen Ausfall eines Displays protokollieren müssen.

AutoVimations geregelte Heizplatte kommt bei niedrigen Temperaturen zum Einsatz. Typische Anwendungsbeispiele sind Kühlhäuser oder Außeninstallationen bis in die Antarktis. Durch die Regelung der außen am Gehäuse angeklemmten Heizplatte wird die Kamera unabhängig von der Außentemperatur auf maximal 20°C erwärmt. Durch das gleichmäßige Heizen des gesamten Gehäuses werden Taupunkte im Inneren und dadurch Kondensation vermieden.

Die nächste Produktneuheit ist bereits in Vorbereitung: Ab dem Sommer wird das Elefant-Gehäuse auch mit integrierten Wasserkühlkanälen erhältlich sein. Ohne die sonst nötige externe Wasserkühlplatte ist dies eine besonders kosten- und platzsparende Lösung.

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