Телевизионный эндоскоп



Телевизионный эндоскоп
Телевизионный эндоскоп

 


Владельцы патента RU 2457521:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого (RU)

Эндоскоп используется для визуального поиска и измерения трехмерных дефектов на боковых поверхностях полостей. Внешний корпус конструктивно выполнен в виде трубки. Трубка содержит на одном из концов зеркало, расположенное под углом 45° к оси корпуса. Боковая поверхность корпуса содержит не менее двух отверстий. Одно из отверстий служит для подвода потока охлаждающего газа, а другое - для ввода потока излучения и выхода потока газа. Корпус и зеркало изготовлены из тугоплавких материалов, стойких к окислению. Технический результат - расширение температурного диапазона эксплуатации и обеспечение взрывобезопасности эндоскопа. 2 ил.

 

Изобретение относится к области конструирования оптических приборов, в частности к средствам наблюдения внутренних поверхностей полых нагретых тел. Телевизионный эндоскоп может быть использован в составе телевизионных систем для контроля в газовых турбинах самолетов, а также в производствах с высокотемпературными процессами: производстве стекла, металлов, сплавов, тепловой энергии.

Известна камерная вставка для печи (см. US №6229563, H04N 7/18, 2001), содержащая охлаждаемую керамическую трубу, один конец которой помещается в печь, другой приспособлен для оперативного наблюдения. Оптическая система устройства (камера и объектив) закреплена на удаленном конце трубы, расположенном в печи, и соединена с системой обработки изображения посредством электрического кабеля. Максимально допустимая температура эксплуатации устройства составляет 1100°C. Система охлаждается циркулирующей жидкостью и воздухом.

Недостатками такой камерной вставки являются взрывоопасность и отвод значительной тепловой мощности из высокотемпературной зоны за счет использования жидкостной системы охлаждения, а также недостаточно высокая температура эксплуатации и сложность конструкции устройства.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип автоколлимационный эндоскоп (см. RU 2294552, G02B 23/24, 2007). Данный эндоскоп используется для визуального поиска и измерения трехмерных дефектов на боковых поверхностях полостей. Конструктивно он выполнен в виде тонкостенной трубки, которая используется в качестве внешнего корпуса эндоскопа. На торце трубки под углом 45° к оптической оси эндоскопа установлено плоское зеркало.

Недостатком данного автоколлимационного эндоскопа является низкая температурная и химическая стойкость внешнего корпуса и элементов его конструкции.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение температурного диапазона эксплуатации и обеспечение взрывобезопасности эндоскопа за счет использования в конструкции термостойких материалов и применения газовой системы охлаждения.

Для решения этой задачи предложена конструкция телевизионного эндоскопа, внешний корпус которого выполнен в виде трубки с закрепленным на нем зеркалом под углом 45° к его оси. Кроме того, боковая поверхность корпуса содержит два отверстия, которые используются для подвода охлаждающего газа и формирования изображения исследуемой поверхности. При этом корпус и зеркало выполнены из тугоплавких соединений.

Предлагаемое изобретение позволяет получить следующий технический результат, который выражен в расширении температурного диапазона эксплуатации и повышении надежности конструкции устройства, за счет того что корпус и зеркало выполнены из тугоплавких материалов, стойких также к воздействию химически агрессивной среды. Кроме того, использование газовой системы охлаждения исключает опасность взрыва при разгерметизации эндоскопа и значительно уменьшает массу и объем конструкции корпуса эндоскопа, а также значительно уменьшает паразитный отвод тепла из нагретой зоны исследуемого объекта.

На фиг.1 изображен общий вид конструкции телевизионного эндоскопа. Устройство состоит из зеркала 1, соединенного с корпусом 2, двух отверстий 3, 4, телевизионного модуля 5, объекта исследования 6, высокотемпературной установки 7, персонального компьютера 8.

Устройство работает следующим образом: корпус 2 телевизионного эндоскопа, выполненный в виде трубки, помещают в высокотемпературную зону установки 7 и располагают таким образом, чтобы объект исследования 6 находился в его поле зрения. При этом через входное отверстие 4 в корпус подают газ с определенным значением массового или объемного расхода, который охлаждает стенки корпуса 2 и зеркало 1 до определенной температуры и через отверстие 3 выходит из корпуса. Формирование изображения исследуемого объекта 6 осуществляется, как и в прототипе, с помощью отверстия 3 (диафрагмы) и зеркала 1. Для дальнейшей регистрации изображения и вывода его на монитор ПК 8 используется телевизионный модуль 5.

Имеется конкретный пример реализации предлагаемого изобретения, приведенный на фиг.2.

Пример. В данном примере (фиг.2) применения изобретения в телевизионном эндоскопе в качестве материала корпуса 2, выполненного в виде длинной цилиндрической трубы с двумя отверстиями для подачи охлаждающего газа 4 и ввода изображения исследуемого объекта 3, используется поликристаллический карбид кремния, который обладает известной термической и химической стойкостью (см. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Полупроводниковые соединения АIVВIV. - В кн.: Справочник по электротехническим материалам. / Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. С.461-463; см. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. - М.: Металлургия, 1976, с.379-380). Поэтому не происходит эрозии поверхности корпуса 2 и геометрические размеры отверстий 3, 4 остаются постоянными. В качестве материала зеркала 1 используется монокристаллический карбид кремния политипа 6Н, компенсированного типа. Такой выбор обеспечивает высокую отражательную способность карбида кремния в видимом спектральном диапазоне, а также термическую и химическую стойкость (см. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Полупроводниковые соединения АIVВIV - В кн.: Справочник по электротехническим материалам. / Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. С.461-463; см. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. - М.: Металлургия, 1976, с.379-380). Поэтому не происходит эрозии поверхности зеркала 1 и не изменяется коэффициент отражения оптически прозрачного SiC. Кроме того, для выбранного известного диапазона температур собственное тепловое излучение зеркала оказывается минимальным, что позволяет регистрировать качественное изображение исследуемого объекта с помощью телевизионного модуля (5). Такой выбор конструкционных материалов обеспечивает возможность эксплуатации телевизионного эндоскопа при температурах свыше 1000°C, в том числе и в агрессивных средах.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

- повысить надежность конструкции телевизионного эндоскопа;

- обеспечить взрывобезопасность при эксплуатации в высокотемпературной и химически агрессивной среде;

- осуществлять боковой обзор в нагретых труднодоступных зонах при температурах свыше 1000°C.

Телевизионный эндоскоп для визуального поиска и измерения трехмерных дефектов на боковых поверхностях полостей, внешний корпус которого конструктивно выполнен в виде трубки, содержащей на одном из концов зеркало, расположенное под углом 45° к оси корпуса, отличающийся тем, что боковая поверхность корпуса содержит не менее двух отверстий, одно из которых служит для подвода потока охлаждающего газа, а другое для ввода потока излучения и выхода потока газа, причем корпус и зеркало изготовлены из тугоплавких материалов, стойких к окислению.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к различным областям машиностроения, приборостроения и медицины и предназначено для контроля внутренних стенок полостей и трубопроводов, заполненных или транспортирующих мутные, рассеивающие жидкости.

Изобретение относится к области медицины. .

Изобретение относится к области медицины. .

Изобретение относится к области обследования герметичных объектов большого объема, в частности, содержащих после подрыва в них взрывного устройства высокотоксичные экологически опасные продукты.

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, в частности, к устройствам для эндоскопических малоинвазивных оперативных вмешательств. .

Эндоскоп // 2377947
Изобретение относится к области медицины. .

Световод // 2469364
Изобретение относится к световоду, который применяется в горелках газотурбинных установок

Изобретение относится к измерительным приборам неразрушающего контроля технологического оборудования атомных электростанций в условиях затрудненного доступа, в сильных радиационных полях, в жидких и воздушных средах, а именно для дистанционного визуального контроля реакторного пространства, внутренней поверхности технологических каналов, элементов графитовой кладки, подводных металлоконструкций транспортно-технологических емкостей, трубопроводов, сосудов, емкостей, полостей и т.п

Изобретение относится к приборам неразрушающего контроля технологического оборудования атомных электростанций в условиях затрудненного доступа, в сильных радиационных полях, в жидких и воздушных средах, а именно для дистанционного визуального контроля реакторного пространства, внутренней поверхности технологических каналов, элементов графитовой кладки, подводных металлоконструкций транспортно-технологических емкостей, трубопроводов, сосудов, емкостей, полостей и т.п., а также для наблюдения за технологическими операциями в бассейнах выдержки топлива, технологических шахтах, хранилищах радиоактивных отходов

Изобретение относится к устройству охарактеризованного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения рода для отображения внутренней поверхности полости в детали

Изобретение может быть использовано для определения геометрических несовершенств стенки магистральных трубопроводов (вмятин, трещин, овальностей и т.д.) и напряженно-деформированного состояния трубопроводов. Устройство содержит фотокамеру, проектор и компьютер, соединенные между собой контроллером, установленным на платформу. Фотокамера и проектор установлены на площадке, имеющей возможность вращаться посредством шагового электродвигателя, связанного с контроллером. Фотокамера способна совершать вращательные движения за счет шагового электродвигателя, установленного на площадку и связанного с контроллером. Площадка соединена с платформой, имеющей возможность совершать поступательные движения внутри трубопровода посредством электропривода с колесами, связанного с контроллером. Устойчивость положения и защиту от механических повреждений обеспечивает система рычагов и колес, присоединенных к платформе, электропитание и автономность работы обеспечивает аккумуляторная батарея, установленная на платформу. Управление движением осуществляется посредством радиоуправления через контроллер, получающий сигналы от компьютера, находящегося вне трубопровода. Технический результат - повышение точности измерения геометрических несовершенств стенки магистральных трубопроводов. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается системы регистрации параметров движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах. Система содержит расположенный перед поверхностью вдоль направления ее движения оптическое средство трансляции информации о динамике состояния поверхности, связанное с регистратором изображения поверхности. Средством трансляции информации о динамике состояния поверхности служит жесткий технический эндоскоп, обеспеченный возможностью подсветки регистрируемой поверхности. Кроме того, эндоскоп может быть оснащен каналом лазерной подсветки, а регистратором может служить цифровая камера. При этом цифровая камера может быть связана с вычислительным центром для обработки результатов регистрации. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности системы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к ориентируемой структуре типа катетера или эндоскопа, предназначенной для обследования изнутри трехмерной системы, такой как турбогенератор (газотурбинный двигатель). Заявленная ориентируемая структура типа катетера или эндоскопа, предназначенная для наблюдения или обработки скрытого объекта через узкий и/или извилистый проход, содержит эластично деформируемый продольный корпус (22, 28), содержащий, по меньшей мере, один приводной механизм (16, 38) из материала с памятью формы, продольно встроенный в продольный корпус (22, 28), а также средство нагрева тепловым действием тока для продольного сокращения приводного механизма (16, 38), вызывающего изгиб продольного корпуса (22, 28), при этом приводной механизм (16, 38) размещен, по меньшей мере, на части (22, 28) продольного корпуса с изменяемой жесткостью, а ориентируемая структура содержит на своем дистальном конце (20) упругие средства (52, 58), оказывающие продольное толкающее усилие и связанные с головкой (54, 56), снабженной средствами неразрушающего контроля. Технический результат заключается в создании структуры типа катетера или эндоскопа, являющегося простым, эффективным и экономичным, которая позволяет проникнуть в части системы, не доступные для известных средств, достигаемый посредством изменяемой жесткости продольного корпуса, обеспечивая таким образом малый изгиб в зонах, где жесткость является значительной, и больший изгиб в зонах с меньшей жесткостью, что позволяет получить профиль кривизны структуры с изменяемыми вдоль структуры. радиусами кривизны. 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается телевизионного эндоскопа, предназначенного для наблюдения внутренних поверхностей полых нагретых тел. Телевизионный эндоскоп состоит из тугоплавкого корпуса, зеркала, закрепленного под углом 45° к оси корпуса, и термостойкой линзы. Корпус выполнен в виде тонкостенной трубы и содержит отверстие для подвода охлаждающего газа, а также отверстие, которое служит для ввода потока излучения и выхода охлаждающего газа. Термостойкая линза помещается между зеркалом и отверстием ввода изображения. Для обеспечения дополнительного отвода потока охлаждающего газа зеркало выполнено перфорированным. Технический результат заключается в увеличении углового поля зрения телевизионного эндоскопа и обеспечении возможности работы в труднодоступных зонах при температурах свыше 1000°С. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в теплоэнергетике для контроля футеровки функционирующей дымовой трубы. В способе кольцевая лазерная подсветка продольно перемещается с одновременным перемещением визирования отраженного изображения на подсвеченном участке поверхности трубы. Визирование отраженного сигнала осуществляется дискретно и периодически с гиростабилизированной горизонтальной платформы. Суждение о состоянии поверхности трубы осуществляют в зависимости от степени и формы искажения полученного кольцевого изображения. Способ реализуют два варианта устройства. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение точности контроля, повышение надежности и уменьшение энергопотребления. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх