DE1064100B

DE1064100B - Fernsteuerbare Fernsehkamera

Info

Publication number: DE1064100B
Application number: DEF19850A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Richard Felgel-Farnholz; Dr Herbert Windischbauer
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1956-03-22
Filing date: 1956-03-22
Publication date: 1959-08-27

Description

Fernsteuerbare Fernsehkamera Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkamera mit verschiedenen Zusatzeinrichtungen, wie sie speziell für industrielle Anwendungen vorteilhaft sind.
Es ist bekannt, industrielle Fernsehanlagen einzusetzen, um einen außerhalb des optischen Sichtbereiches liegenden Vorgang sichtbar zu machen, der sich beispielsweise in Bohrlöchern abspielt, wie sie im Kohlenbergbau notwendig sind und Tiefen bis zu 250 m erreichen können. Außerdem sind bereits viele Industriekameraanordnungen bekanntgeworden, die aber alle zu starr an irgendeinem Träger befestigt sind und die zu wenig Eigenbeweglichkeit aufweisen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird dieser Nachteil vermieden.
Erfindungsgemäß wird das Kameragehäuse einer fernsteuerbaren Fernsehkamera zum Zwecke der Untersuchung der Innenwandung von Rohrleitungen mittels Elektromotor angetrieben und läuft auf mindestens vier Rollen (Basisrollen und Führungsrollen) davon denen mindestens eine federnd gelagert ist -auf der Innenwand der Rohre. Dabei gehen die Mittelebenen der Rollen durch die Längsachse der Fernsehkamera, und drei Mittelebenen davon schließen vorzugsweise gleiche Winkel miteinander ein. Außerdem ist je eine Rolle als Basisrolle nahe dem vorderen und rückwärtigen Ende der Fernsehkamera angebracht, und die Resultierende der Kräfte, welche senkrecht zur Kameralängsachse auf die Führungsrollen angreifen, trifft die Verbindungslinie bzw. die Verbindungsfläche der Mittelpunkte der Basisrollen. Auf diese Weise liefert die Fernsehkamera auf einen entfernt aufgestellten Schirm ein Fernsehbild, welches wenigstens Teile des Raumwinkels zeigt, der von der am Gehäuse angebrachten Beleuchtung beleuchtet wird. Die Fernsehkamera soll hinsichtlich der Bewegung, vorzugsweise vom Bildschirm aus, fernsteuerbar sein.
Um die Kamera auch in explosionsgefährdeten Räumen, beispielsweise Gasleitungen, zu verwenden und die Kamera und auch die übrige Anordnung vor Verstaubung zu schützen, ist es günstig, in der Kamera und im Gehäuse mittels Preßgas einen höheren Druck aufrechtzuerhalten. Dabei sollen Mittel vorhanden sein, mit denen die Befestigung der Kamera im Gehäuse derart vorgenommen wird, daß die Erschütterung des Gehäuses nur gedämpft auf die Kamera übertragen wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Eigenantrieb der Fernsehkamera von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang bzw. umgekehrt umschaltbar. Dem Kameraobjektiv sind dabei strahlablenkende optische Mittel derart drehbar vorgelagert, daß jeweils nur ein gewisser Teil des gesamten Raumwinkels im Strahlengang der Kamera liegt und daß die Drehung dieser strahlablenkenden optischen Mittel mit der Längsbewegung der Fernsehkamera derart verkoppelt ist, daß mit der Bewegung der Fernsehkamera längs der Führungsbahn jeder Teil des gesamten Sichtbereiches mindestens einmal auf der Bildröhre sichtbar wird.
Als Objektiv wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Weitwinkellinse verwendet, mittels der ein zylinderförmiges Stück der inneren Rohrwandung beobachtet werden kann. Dabei umgibt ein ringförmiger Beleuchtungskörper die Kameraoptik derart, daß Stellen der inneren Rohrwandung im wesentlichen nur von einem Bereich des Beleuchtungskörpers aus angestrahlt werden, welcher zwischen ihnen und der Längsachse der Fernsehkamera liegt. Die Betriebsspannungen, Synchronimpulse und Bildströme werden mittels Kabel der Fernsehkamera zu- bzw. abgeführt. und eine elektrische Kupplung ist zwischen dem Antriebsrad und der Antriebswelle vorgesehen, mittels welcher der Antrieb ausgekuppelt werden kann, wenn die Kamera nicht in Betrieb ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben, wobei gleiche Bauteile in allen Figuren mit gleichen Ziffern bezeichnet werden.
Fig. 1 zeigt ein wasser- und staubdichtes Gehäuse 1 einer Fernsehkamera, der mittels des Kabels 2 Betriebsspannungen und Synchronimpulse zugeführt werden und durch welches auch gleichzeitig die Bildströme abgegeben werden. Das Objektiv der Fernsehkamera 3, dessen Blickwinkel durch die Strahlen 4 begrenzt wird, erlaubt, die innere Zylinderfläche des Rohres 6 ab den Punkten 7 einzusehen. Die Beleuchtung der inneren Rohroberfläche geschieht mittels einer ringförmigen Lichtquelle 8, deren Leuchtwinkel durch die Lichtstrahlen 9 angedeutet ist. Die Fernsehkamera ist mittels Rollen 11, 12 und 13 im Rohr ver schiebbar, wobei die Rolle 12 federnd gelagert ist. Der Abstand aller Rollen von der Längsachse der Kamera kann mittels geeigneter Gestänge verändert werden um das Gerät für verschiedene Rohrdurchmesser verwenden zu können.
Mittels des Gummikabels 2 wird außer den Betriebsspannungen auch Preßluft in das Kameragehäuse und in die Fernsehkamera zugeführt. so daß sich im Innern der Kamera kein Staub festsetzen kann. Die Frontfläche der Kameraoptik wird mittels der Röhren 14 mit Preßluft angeblasen. um ein Verstauben der Objektivoberflächen zu verhindern.
Fig. 2 zeigt einen Seitenriß der eben beschriebenen Anordnung. Im Gehäuse 15 ist ein Elektromotor angebracht, mittels dessen die Rollen 11 angetrieben werden.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem vor dem Objektiv der Aufnahmekamera ein drehbar gelagerter prismatischer Spiegel 16 angebracht ist, mittels dessen jeweils eine Fläche der Innenwand des Rohres näher beobachtet werden kann. Der Strahlengang dieser optischen Anlage wird durch die Strahlen 17 begrenzt. Eine Beleuchtungseinrichtung 18, deren Grenzlichtstrahlen mittels der Linien 19 dargestellt sind, beleuchtet den Rohrquerschnitt.
Mittels mehrerer Röhren 21, die an die Preßluftleitung angeschlossen sind, wird der Staub von der inneren Rohrwand weggeblasen. Ähnliche Einrichtungen sind vorgesehen, um eine Staubablagerung an den optisch wirksamen Oberflächen des prismatischen Spiegels und des Objektivs zu verhindern.
Es hat sich auch als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn man das Preßgas dadurch erzeugt, daß man der Rohrleitung Gas entnimmt, komprimiert und in komprimiertem Zustand der Kamera bzw. dem damit verbundenen Antriebsmotor (Turbine) zuführt.
Die Federung der Rolle 22 wird - bei diesem Ausführungsbeispiel - mittels eines teleskopartigen Gestänges 23 vorgenommen. Der Antrieb der Anordnung im Rohr ist mit der Drehbewegung des prismatischen Spiegels 16 derart verkoppelt, daß bei einmaligem Durchfahren des Rohres die gesamte Rohroberfläche am Fernsehbildschirm einmal sichtbar wird.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn gewisse elektrisch-mechanische zusätzliche Mittel vorhanden sind, womit die lichte Weite des Rohrdurchmessers bzw. der Abstand angenähert gegenüberliegender Rollen angezeigt wird und welche man am besten im Bereich des Fernsehbildschirms ablesen kann.
Sehr zweckmäßig sind auch weitere zusätzliche Einrichtungen zur Wandstärkemessung des Rohres bzw. zur Dickemessung der auf der Innenwand des Rohres anliegenden Schicht einzubauen. Dabei ist es günstig, eines der Räder als Auflage für die Meßeinrichtung zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜcHE: 1. Fernsteuerbare Fernsehkamera, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Untersuchung der Innenwandung von Rohrleitungen das Kameragehäuse mittels Elektromotor angetrieben wird und auf mindestens vier Rollen (Basisrollen und Führungsrollen) - von denen mindestens eine federnd gelagert ist - auf der Innenwand der Rohre läuft, wobei die Mittelebenen der Rollen durch die Längsachse der Fernsehkamera gehen, daß drei Mittelebenen davon vorzugsweise gleiche Winkel miteinander einschließen, daß je eine Rolle als Basisrolle nahe dem vorderen und rückwärtigen Ende der Fernsehkamera angebracht ist. daß die Resultierende der Kräfte, welche senkrecht zur Kameralängsachse auf die Führungsrollen angreifen, die Verbindungslinie bzw. die Verbindungsfläche der Mittelpunkte der Basisrollen trifft, daß die Fernsehkamera auf einen entfernt aufgestellten Schirm ein Fernsehbild liefert, welches wenigstens Teile des Raumwinkels zeigt, der von der am Gehäuse angebrachten Beleuchtung beleuchtet wird. und daß die Fernsehkamera hinsichtlich der Bewegung, vorzugsweise vom Bildschirm aus, fernsteuerbar ist.
2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsspannung über das Rohr zu- oder abgeführt wird.
3. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Übertragung der Bildsignale dienender drahtloser Sender elektrischer oder akustischer Signale eingebaut ist.
4. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsbedarf der Kamera und der Hilfseinrichtungen von einem mitgeführten Akkumulator und/oder durch Preßluft bzw. Preßgas gedeckt wird.
5. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Preßgas vorzugsweise der Rohrleitung entnommen wird, komprimiert wird und in komprimiertem Zustand der Kamera bzw. dem damit verbundenen Antriebsmotor zugeführt wird.
6. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Preßluftzuleitung bzw.

Preßgaszuleitung zum Gehäuse und/oder zur Kamera vorgesehen ist, mittels der in der Kamera bzw. im Gehäuse ein höherer Druck aufrechterhalten wird als außerhalb des Gehäuses.
7. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Kamera im Gehäuse durch Mittel, beispielsweise Schwingmetall, erfolgt, welche die Erschütterungen des Gehäuses nur gedämpft auf die Kamera übertragen.
8. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eigenantrieb der Fernsehkamera vom Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang bzw. umgekehrt umschaltbar ist.
9. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera in einem staubdichten, vorzugsweise wasserdichten Gehäuse untergebracht ist.
1.0. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kameraobjektiv strahlablenkende optische Mittel derart vorgelagert sind, daß jeweils nur ein Teil des gesamten Raumwinkels im Strahlengang der Kamera liegt, und daß die Drehung dieser strahlablenkenden optischen Mittel mit der Längsbewegung der Fernsehkamera derart verkoppelt ist, daß mit der Bewegung der Fernsehkamera längs der Führungsbahn jeder Teil des gesamten Sichtbereiches mindestens einmal auf der Bildröhre sichtbar wird.
11. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Objektiv eine Weitwinkellinse verwendet wird, mittels der ein zylinderförmiges Stück der inneren Rohrwandung beobachtet wird.
12. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungen, die Synchronimpulse und die Bildströme mittels eines Kabels der Fernsehkamera zu- bzw. abgeführt werden.
13. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Beleuchtungskörper die Kameraoptik derart umgibt, daß Stellen der inneren Rohrwandung im wesentlichen nur von einem Bereich des Beleuchtungskörpers aus angestrahlt werden, welcher zwischen ihnen und der Längsachse der Fernsehkamera liegt.
14. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Kupplung zwischen dem Antriebsrad und der Antriebswelle vorgesehen ist, welche den Antrieb auskuppelt, wenn die Kamera nicht in Betrieb ist.
15. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Einrichtungen zur Wandstärkemessung des Rohres bzw. zur Dickemessung der auf der Innenwand des Rohres anliegenden Schicht vorhanden sind.
16. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Räder als Auflage für die Meßeinrichtungen zur Wandstärkemessung dient.
17. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch-mechanische Mittel eingebaut sind, womit die lichte Weite des Rohrdurchmessers bzw. der Abstand angenähert gegenüberliegender Rollen angezeigt wird und vorzugs- weise im Bereich des Fernsehbildschirms ablesbar ist.
18. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel, mit dem die Betriebsspannungen zu- bzw. abgeführt werden, auch einen Kanal für die Zufuhr von Preßluft bzw.

Preßgas aufweist.
19. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, mit welchen ein Preßluftstrahl bzw. Preßgasstrahl auf die Kameraoptik und/oder die optisch wirksamen Oberflächen gerichtet wird, so daß sich dort keine Staubteilchen festsetzen können.
20. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mittels derer ein Preßluftstrahl bzw. Preßgasstrahl auf die jeweils von der Fernsehkamera beobachteten Stellen geblasen wird.
21. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen mittels einer Vorrichtung derart einstellbar sind, daß sich verschiedene Abstände der Rollen von der Längsachse der Kamera ergeben, womit die Apparatur an verschiedene Rohrdurchmesser angepaßt werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 717 569; »radio mentor«, 1955, S. 270 bis 279; »Elektron. Rundschau«, 1955, S. 438; »NWDR-Tlechn. Hausmitteilungen«, 1955, S. 189.