CN109116547A - 内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内窥镜，涉及无损检测设备领域，用于提高内窥镜在高温环境下的检测成像质量。内窥镜包括内窥镜座，内窥镜座上设有呈管状的安装部，以及位于安装部的外周侧的遮挡结构；安装部的管内安装有摄像头模组，安装部的管外设有由遮挡结构与安装部围成的冷却通道；内窥镜座上还设有与冷却通道连通的冷却介质入口。本发明提供的内窥镜，能够有效降低摄像头模组附近的环境温度，使摄像头模组不易被高温灼伤，从而大幅提高内窥镜在高温环境中的检测成像质量。

Description

内窥镜

技术领域

本发明涉及无损检测设备领域，尤其涉及一种内窥镜。

背景技术

工业内窥镜是集光学、精密机械、电子机械、电子技术和显微摄像技术于一体的新型无损探伤检测仪器，常用于精密机械、管道、锅炉、容器内部、飞机涡轮、叶片、发动机、铸造件、燃烧腔体等设备，可在不需要拆卸或破坏组装的情况下对设备内部进行无损检测。

目前，对于运行时温度较高的设备，在故障停机后需要先对设备降温处理，然后再将内窥镜伸入设备内部以检测成像。然而，上述方案导致检测效率低且人工成本高，不能及时地对该设备的损坏部分进行检测，从而难以快速有效的获取设备损坏状态，不容易确定损坏原因及相应的解决措施，往往会造成重大的财产损失。因此，在某些状况下，为了提高检测效率，不对设备进行降温处理，就直接使用内窥镜对该设备进行检测，但由于此时该设备内部的温度较高，导致检测时位于内窥镜端部的摄像头模组非常容易被灼伤，极易造成图像模糊或无法成像现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内窥镜，用于提高内窥镜在高温环境中的检测成像质量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种内窥镜，包括内窥镜座，内窥镜座上设有呈管状的安装部，以及位于安装部的外周侧的遮挡结构；安装部的管内安装有摄像头模组，安装部的管外设有由遮挡结构与安装部围成的冷却通道；内窥镜座上还设有与冷却通道连通的冷却介质入口。

可选地，遮挡结构包括遮挡管；遮挡管套设在安装部的管外；遮挡管的管壁与安装部的管壁之间具有间隔。

可选地，遮挡结构包括遮挡片；遮挡片垂直于安装部的轴线的截面呈弧形；截面的圆心角大于或等于90度，并小于360度。

可选地，遮挡结构的第一端与内窥镜座密封连接，遮挡结构的第二端与安装部的管壁之间形成与冷却通道连通的冷却介质出口。

可选地，安装部面向遮挡结构的表面，和/或，遮挡结构面向安装部的表面，设有以安装部的轴线为螺旋中心线的螺纹状导向筋；或，安装部面向遮挡结构的表面，和/或，遮挡结构面向安装部的表面，设有多个与安装部的轴线方向平行的条形导向筋。

可选地，冷却通道的断面流量沿冷却介质的流动方向逐渐减小。

可选地，安装部的管内设置有中隔板，安装部包括分别位于中隔板两侧的第一管段和第二管段；摄像头模组安装在第一管段；第二管段的管壁上设有至少一个用于连通冷却介质入口和冷却通道的导流孔。

可选地，第一管段远离中隔板的端部设置有可拆卸的镜头保护罩。

可选地，内窥镜座背向安装部的一侧设有内窥镜管线组件；内窥镜管线组件包括：与冷却介质入口连通的冷却导管，以及与摄像头模组连接的通信线缆。

可选地，内窥镜管线组件还包括与内窥镜座固定连接的关节管；关节管包括多个套设在冷却导管和通信线缆外部的导向关节环，以及与各导向关节环连接且用于牵引各导向关节环进行导向的牵引绳。

可选地，内窥镜管线组件还包括：套设在关节管外的防水套管，以及套设在防水套管外的钨丝网套管。

可选地，内窥镜管线组件还包括：与关节管连接的弹簧管，以及与弹簧管连接的固定管；牵引绳穿过弹簧管和固定管，且牵引绳的牵引端从固定管远离弹簧管的端部伸出。

可选地，固定管的管壁上设置有转接头；冷却导管通过转接头与冷却介质供给装置连接。

与现有技术相比，本发明提供的内窥镜具有如下有益效果：

本发明提供的内窥镜，在内窥镜座上设置呈管状的安装部，将摄像头模组安装在安装部的管内，一方面实现了对摄像头模组的固定，另一方面能够对摄像头模组起到较好的保护作用，使外部杂质不易划伤摄像头模组。进一步地，本发明提供的内窥镜，在内窥镜座上设置有位于安装部外周侧的遮挡结构，遮挡结构与安装部配合，以在安装部的管外围成冷却通道，冷却介质能够从内窥镜座上的冷却介质入口进入冷却通道中，流经冷却通道的冷却介质能够降低摄像头模组附近的环境温度，实现对安装部内的摄像头模组进行冷却。利用该内窥镜，在高温设备发生故障时，无需提前对高温设备进行降温处理，即可直接对高温设备内部进行无损检测，且检测过程中不易出现摄像头模组灼伤的情况，进而不易产生图像模糊或者无法成像现象，提高了检测成像质量，有利于及时确定故障原因并做出相应处理，提高了检测效率，降低了人工成本，不容易造成重大的财产损失。

综上，本发明提供的内窥镜，能够有效降低摄像头模组附近的环境温度，使摄像头模组不易被高温灼伤，从而大幅提高内窥镜在高温环境中的检测成像质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个实施例的内窥镜的剖视结构示意图；

图2示出了图1中内窥镜A处的结构示意图；

图3示出了图2中内窥镜C处的结构示意图；

图4示出了图1中内窥镜B处的结构示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的内窥镜座的结构示意图；

图6示出了本发明的另一个实施例的内窥镜座的主视示意图；

图7示出了本发明的另一个实施例的内窥镜座的左视示意图；

图8示出了本发明的再一个实施例的内窥镜座的结构示意图；

图9示出了本发明的一个实施例的冷却介质供给装置的结构示意图。

附图标记：

10-内窥镜座， 102-安装部， 104-冷却通道，

106-冷却导管， 108-导流孔， 110-中隔板，

112-冷却介质出口， 114-条形导向筋， 116-螺纹状导向筋，

118-冷却介质入口， 20-遮挡结构， 30-摄像头模组，

302-镜头保护罩， 40-内窥镜管线组件， 402-关节管，

404-固定管， 406-管连接件， 408-转接头，

410-关节环， 412-牵引绳， 414-防水套管，

416-钨丝网套管， 418-箍环， 420-弹簧管，

50-冷却介质供给装置， 502-输送导管， 504-外壳，

506-容纳腔体， 508-输送泵， 510-电池。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本发明的实施例提供的内窥镜进行详细描述。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的内窥镜，包括内窥镜座10，内窥镜座10上设有呈管状的安装部102，以及位于安装部102的外周侧的遮挡结构20；安装部102的管内安装有摄像头模组30，安装部102的管外设有由遮挡结构20与安装部102围成的冷却通道104；内窥镜座10上还设有与冷却通道104连通的冷却介质入口118。示例性的，摄像头模组30可以通过卡接、粘接、以及螺钉连接中的任意一种或几种方式实现固定在安装部102的管内。其中，可以理解的是，摄像头模组30和安装部102之间的连接方式包括但不限于上述示出的几种方式，能够将摄像头模组30固定在安装部102的管内的其他连接方式均能够应用于此。

本方案中，在内窥镜座10上设置有呈管状的安装部102，将摄像头模组30安装在安装部102的管内，一方面实现了对摄像头模组30的固定，另一方面对摄像头模组30起到较好的保护作用，使外部杂质不易对内窥镜的检测成像质量产生影响。进一步地，在内窥镜座10上设置有位于安装部102外周侧的遮挡结构20，遮挡结构20与安装部102配合，以在安装部102的管外围成冷却通道104，冷却介质能够从内窥镜座10上的冷却介质入口118进入冷却通道104中，流经冷却通道104的冷却介质能够迅速带走安装部102的管壁上的热量，从而降低摄像头模组30附近的环境温度，实现对安装部102内的摄像头模组30进行冷却。在高温设备发生故障时，无需提前对高温设备进行降温处理，即可利用该内窥镜直接对高温设备进行检测，且检测过程中不易出现摄像头模组30灼伤的情况，进而不易产生图像模糊或者无法成像现象，提高了成像质量，有利于及时确定故障原因并做出相应处理，提高了检测效率，降低了人工成本，不易造成重大的财产损失。其中，冷却介质包括但不限于空气、水、以及其他具有冷却效果的冷却液，优选地，选用无腐蚀性的流体。

值得指出的是，本发明提供的内窥镜，适用于各类特检机构、电力系统、汽车制造、船舶制造、轨道交通、石油化工、制药机械、模具制造、管道容器、航空航天、警用侦查、防爆安检以及军工装备的在线、离线探伤，例如发动机、铸造件以及高温锅炉管道等，市场量巨大。在实际检测过程中，能够在高温环境下长时间使用，解决了现有的内窥镜无法在高温环境下进行检测工作的难题，不需要浪费时间对被检测对象进行降温处理，可以直接进行检测工作，大幅度提高检测效率，节约人工成本。

本实施例中的遮挡结构20用于与安装部102的管壁围出冷却通道104，需要说明的是，遮挡结构20包括但不限于管状、片状、块状以及其他不规则形状的结构，其能够固定在内窥镜座10上，且垂直于安装部102轴线方向上的正投影落在安装部102的管壁上，即可在遮挡结构20和安装部102的管壁之间形成冷却通道104，冷却介质在流经冷却通道104时，能够迅速将安装部102管壁上的热量带走。可选地，遮挡结构20的第一端连接在内窥镜座10上，遮挡结构20的第二端悬空，在遮挡结构20的第二端与安装部102之间形成连通冷却通道104的冷却介质出口112。

示例性的，如图1至图3所示，遮挡结构20为遮挡管，遮挡管套设在安装部102的管外，且遮挡管的管壁与安装部102的管壁之间具有间隔，从而在遮挡管的管壁与安装部102的管壁形成环形冷却通道104，该间隔为冷却介质在冷却通道104内流动时的径向宽度。通过上述方案，使冷却介质能够充分地与安装部102进行热交换，换热效率高，进一步降低了摄像头模组30热损坏的风险。其中，可选地，可以设置该间隔大于或等于0.1mm，以减少冷却通道104堵塞的情况。

可选地，上述遮挡管的第一端与内窥镜座10之间密封连接，遮挡管的第二端与安装部102的管壁之间形成的呈环形的冷却介质出口112，冷却介质从远离冷却介质出口112的一侧进入冷却通道104，然后从冷却介质出口112排出冷却通道104外，进一步提高了换热效率。进一步地，还可以在呈环形的冷却介质出口112上设置环形板，并在环形板上设置多个小孔，以达到一定的过滤效果。

示例性的，遮挡结构20也可以设置成遮挡片，该遮挡片在垂直于安装部102轴线方向上的正投影落在安装部102的管壁上，以在遮挡片与安装部102的管壁之间形成冷却通道104。通过上述方案，可以在安装部102上温度较高的管壁位置的外周侧设置遮挡板，以针对性的降低摄像头模组30的局部温度。可选地，遮挡片垂直于安装部102的轴线的截面呈弧形，该截面的圆心角大于或等于90度，并小于360度，以使冷却通道104内的冷却介质能够选择性地流经安装部102的大部分管壁，有利于降低经济成本，提高实用性。其中，遮挡片的一端与内窥镜座10密封连接，遮挡片除与内窥镜座10连接一端以外的端部与安装部102的管壁之间均形成冷却介质出口112，冷却介质进入冷却通道104，即遮挡片与安装部102的管壁之间的间隔区域后，从冷却介质出口112排出至冷却通道104外，实现有效降低安装部102的局部温度。

值得一提的是，为了控制冷却介质在冷却通道104内的流动方向，在安装部102面向遮挡结构20的表面和/或遮挡结构20面向安装部102的表面上设置有导向筋。例如，在安装部102面向遮挡结构20的表面设有多个与安装部102的轴线方向平行的条形导向筋114；或在遮挡结构20面向安装部102的表面设有多个与安装部102的轴线方向平行的条形导向筋114；或在安装部102面向遮挡结构20的表面和遮挡结构20面向安装部102的表面上均设有多个与安装部102的轴线方向平行的条形导向筋114。再或者是，在安装部102面向遮挡结构20的表面设有以安装部102的轴线为螺旋中心线的螺纹状导向筋116，或在遮挡结构20面向安装部102的表面上设有以安装部102的轴线为螺旋中心线的螺纹状导向筋116，或在安装部102面向遮挡结构20的表面和遮挡结构20面向安装部102的表面上均设有以安装部102的轴线为螺旋中心线的螺纹状导向筋116。

示例性的，如图6和图7所示，在安装部102的管壁上设置有条形导向筋114，每两个条形导向筋114之间形成能够使冷却介质流通的凹槽，凹槽靠近内窥镜座10的一端设有导流孔108，凹槽远离内窥镜座10的一端设有冷却介质出口112。可选地，可以设置条形导向筋114的数量为多个，并使多个条形导向筋114沿安装部102的周向均匀布置，以使得摄像头模组30的四周温度均匀，降低摄像头模组30被灼伤的概率。

示例性的，请参照图8，在安装部102的管壁上设置有螺纹状的导向筋，通过螺纹状的导向筋能够使冷却介质在冷却通道104内环绕安装部102的管壁流动，有效降低了摄像头模组30附近的环境温度，实现对安装部102内的摄像头模组30进行冷却。

更加值得一提的是，为了提高冷却介质在流经摄像头模组30附近时的流速，提高热交换效果，在一些实施例中，可以设置冷却通道104的断面流量沿冷却介质的流动方向逐渐减小。其中，断面流量是指单位时间内流经某一过冷却介质断面的冷却介质量。

示例性的，如图1至图3所示，当遮挡结构20为遮挡管时，遮挡管可以设置为变径管，即遮挡管的第一端至遮挡管第二端，距离安装管的管壁之间的间隔逐渐减小，从而实现冷却通道104的断面流量沿冷却介质的流动方向逐渐减小。同样的，当遮挡结构20为遮挡片时，通过遮挡片各个位置与安装部102的管壁之间的最小间距的变化，即可实现使冷却通道104的断面流量沿冷却介质的流动方向逐渐减小。通过上述方案，能够使冷却介质在流经摄像头模组30附近时的流速较快，有利于提高热交换效率，进一步降低摄像头模组30被灼伤的现象，提高摄像头模组30在高温环境下的成像质量。

请参照图1至图3以及图5和图7，安装部102的管内设置有中隔板110，安装部102包括分别位于中隔板110两侧的第一管段和第二管段；摄像头模组30安装在第一管段；第二管段的管壁上设有至少一个用于连通冷却介质入口118和冷却通道104的导流孔108。本方案中，冷却介质从冷却介质入口118进入第二管段后，再经导流孔108流入冷却通道104，冷却介质在第二管段内时，能够对摄像头模组30的后端进行冷却，进一步降低了摄像头模组30热损坏的风险。

值得指出的是，中隔板110可以设置为平板或弧形板，还可以在中隔板110的中间部位设置与摄像头模组30后端形状相适配的凹腔，如图1和图2所示，至少部分摄像头模组30设于该凹腔中，通过上述方案，提高了摄像头模组30后端与第二管段内的冷却介质之间的热交换效率。优选地，还可以将至少部分摄像头模组30贴合于中隔板110，以进一步提高摄像头模组30后端与第二管段内的冷却介质之间的热交换效率。

此外，通过将导流孔108设置在第二管段的管壁上，使导流孔108的轴线与第二管段的轴线不平行，从导流孔108进入冷却通道104中的冷却介质能够打在遮挡结构20上，不易出现冷却介质直进直出现象，进而使冷却介质能够充分流经安装部102的管壁，提高了换热效果。示例性的，如图5所示，导流孔108的数量为多个，多个导流孔108绕第二管段的轴线均匀布置，提高了冷却介质的输入量，并能够使冷却介质均匀的向摄像头模组30四周流动，有利于降低摄像头模组30附近的环境温度，使摄像头模组30不易被灼伤。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，第一管段远离中隔板110的端部设置有可拆卸的镜头保护罩302，镜头保护罩302使外部杂质不易对摄像头模组30产生影响，提高了摄像头模组30的工作稳定性。其中，可选地，镜头保护罩302呈片状或帽状，通过镜头保护罩302还可以对摄像头模组30进一步固定。

请参照图1和图4，内窥镜座10背向安装部102的一侧设有内窥镜管线组件40；内窥镜管线组件40包括：与冷却介质入口118连通的冷却导管106，以及与摄像头模组30连接的通信线缆，摄像头模组30采集的图像通过通信线缆传输到后端显示屏以后，操作人员即可直接观测的摄像头模组30采集到的图像，进而实现对设备内部的无损检测。其中，中隔板110上设有用于穿过通信线缆的线缆通孔，通信线缆穿过线缆通孔后，将线缆通孔密封，以限制冷却介质通过线缆通孔进入到第一管段中。

上述实施例中，如图1、图2和图4所示，内窥镜管线组件40还包括与内窥镜座10固定连接的关节管402；关节管402包括多个套设在冷却导管106和通信线缆外部的导向关节环410，以及与各导向关节环410连接且用于牵引各导向关节环410进行导向的牵引绳412。示例性的，如图1和图4所示，牵引绳412将导向关节环410串连后，一端连接内窥镜座10，另一端向外伸出，通过拉动牵引绳412，即可调节关节管402的弯曲角度。其中，牵引绳412可以选用钢丝绳。

在本发明的一些实施例中，如图2和图4所示，内窥镜管线组件40还包括：套设在关节管402外的防水套管414，以及套设在防水套管414外的钨丝网套管416。其中，通过设置防水套管414，使防水套管414前端与内窥镜座10密封连接，能够降低水汽进入关节管402、并从关节管402进入摄像头模组30的风险，提高了防水防潮作用。通过在防水套管414外设有钨丝网套管416，具有较佳的耐磨效果，不易出现防水套管414磨破现象。其中，钨丝网套管416是由钨丝编织而成的网状套管，可选地，钨丝网套管416的两端可以通过箍环418箍紧在关节管402上，之后再打胶固定，有利于提高牢固性和可靠性。

在本发明的一些实施例中，如图1和图4所示，内窥镜管线组件40还包括：与关节管402连接的弹簧管420，以及与弹簧管420连接的固定管404；牵引绳412穿过弹簧管420和固定管404，且牵引绳412的牵引端从固定管404远离弹簧管420的端部伸出。其中，弹簧管420具有保护牵引绳412和支撑关节管402的作用，通过在固定管404和关节管402之间设置弹簧管420，提高了整个内窥镜管线组件40的灵活性，使关节管402与固定管404之间不易折断，提高了可靠性。示例性的，固定管404由多层钨丝网套管416叠加而成，具有较高的耐磨效果，牢固性和可靠性高，能够有效保护内部的冷却导管106和通信线缆。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，固定管404的管壁上设置有转接头408；冷却导管106通过转接头408与冷却介质供给装置50连接。示例性的，钨丝网套管416包括第三管段和第四管段，第三管段和第四管段之间设有管连接件406，转接头408设置在管连接件406的上，冷却导管106通过转接头408连接至冷却介质供给装置50。

示例性的，如图1和图9所示，冷却介质供给装置50包括用于容纳冷却介质的容纳腔体506，连接在容纳腔体506和转接头408之间的输送导管502，设于输送导管502上的输送泵508，以及用于向输送泵508提供电力的电池510。示例性的，管连接件406是一个三通结构，管连接件406的第一端连接第三管段，管连接件406的第二端连接第四管段，转接头408包括设置在输送导管502上的第一接头和设置在管连接件406的第三端的第二接头，第一接头和第二接头之间可以通过螺纹连接、卡接等方式实现可拆卸连接，操作方便，且连接可靠。进一步地，还可以在第一接头和第二接头之间设置用于防止冷却介质泄露的密封件，例如密封胶和密封垫。

可选地，如图9所示，还可以在电池510以及容纳腔体506外设置外壳504，以通过外壳504对电池510和容纳腔体506进行保护，且具有携带方便，操作简单的优点，实用性和安全性高。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种内窥镜，其特征在于，包括内窥镜座，所述内窥镜座上设有呈管状的安装部，以及位于所述安装部的外周侧的遮挡结构；

所述安装部的管内安装有摄像头模组，所述安装部的管外设有由所述遮挡结构与所述安装部围成的冷却通道；

所述内窥镜座上还设有与所述冷却通道连通的冷却介质入口。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述遮挡结构包括遮挡管；所述遮挡管套设在所述安装部的管外；所述遮挡管的管壁与所述安装部的管壁之间具有间隔。

3.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述遮挡结构包括遮挡片；所述遮挡片垂直于所述安装部的轴线的截面呈弧形；所述截面的圆心角大于或等于90度，并小于360度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述遮挡结构的第一端与所述内窥镜座密封连接，所述遮挡结构的第二端与所述安装部的管壁之间形成与所述冷却通道连通的冷却介质出口。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述安装部面向所述遮挡结构的表面，和/或，所述遮挡结构面向所述安装部的表面，设有以所述安装部的轴线为螺旋中心线的螺纹状导向筋；或，

所述安装部面向所述遮挡结构的表面，和/或，所述遮挡结构面向所述安装部的表面，设有多个与所述安装部的轴线方向平行的条形导向筋。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述冷却通道的断面流量沿冷却介质的流动方向逐渐减小。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述安装部的管内设置有中隔板，所述安装部包括分别位于所述中隔板两侧的第一管段和第二管段；

所述摄像头模组安装在所述第一管段；

所述第二管段的管壁上设有至少一个用于连通所述冷却介质入口和所述冷却通道的导流孔。

8.根据权利要求7所述的内窥镜，其特征在于，

所述第一管段远离所述中隔板的端部设置有可拆卸的镜头保护罩。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述内窥镜座背向所述安装部的一侧设有内窥镜管线组件；

所述内窥镜管线组件包括：与所述冷却介质入口连通的冷却导管，以及与所述摄像头模组连接的通信线缆。

10.根据权利要求9所述的内窥镜，其特征在于，

所述内窥镜管线组件还包括与所述内窥镜座固定连接的关节管；

所述关节管包括多个套设在所述冷却导管和所述通信线缆外部的导向关节环，以及与各所述导向关节环连接且用于牵引各所述导向关节环进行导向的牵引绳。

11.根据权利要求10所述的内窥镜，其特征在于，

所述内窥镜管线组件还包括：套设在所述关节管外的防水套管，以及套设在所述防水套管外的钨丝网套管。

12.根据权利要求10或11所述的内窥镜，其特征在于，

所述内窥镜管线组件还包括：与所述关节管连接的弹簧管，以及与所述弹簧管连接的固定管；

所述牵引绳穿过所述弹簧管和所述固定管，且所述牵引绳的牵引端从所述固定管远离所述弹簧管的端部伸出。

13.根据权利要求12所述的内窥镜，其特征在于，

所述固定管的管壁上设置有转接头；所述冷却导管通过所述转接头与冷却介质供给装置连接。