DE19517122B4 - Device and method for optical observation - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zur optischen Beobachtung von Gegenstandsbereichen, die dem Beobachter nicht
unmittelbar zugänglich
sind, wobei die Vorrichtung einen Verbindungsabschnitt aufweist,
der eine Optik trägt und
im Gebrauch der Vorrichtung so relativ zu dem zu beobachtenden,
nicht unmittelbar zugänglichen
Gegenstandsbereich angeordnet wird, daß durch diesen Verbindungsabschnitt
das von der Optik erzeugte Bild des betreffenden Gegenstands zugänglich wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
– der Verbindungsabschnitt
für eine
Durchströmung
eines Schutzfluids ausgelegt ist,
– der Verbindungsabschnitt
mit einer Flüssigkeitsaußenkühlung versehen
ist,
– in
diesem Verbindungsabschnitt eine Bildumwandlungseinheit vorgesehen
ist, die das von der Optik erzeugte Bild digitalisiert, und
– der Verbindungsabschnitt
zumindest im Außenbereich aus
thermisch hochtemperaturbeständigem
Material aufgebaut ist.Device for optically observing areas of objects that are not directly accessible to the observer, the device having a connecting portion which carries optics and is arranged in use of the device relative to the observed, not immediately accessible subject area, that through this connecting portion an optically generated image of the object in question, characterized in that
The connecting section is designed for a flow through a protective fluid,
The connection section is provided with an external fluid cooling,
In this connection section, an image conversion unit is provided which digitizes the image produced by the optics, and
- The connecting portion is constructed at least in the outer region of thermally high temperature resistant material.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Beobachtung von Gegenstandsbereichen, die dem Beobachter nicht unmittelbar zugänglich sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Periskop, vorzugsweise ein Hochtemperatur-Periskop.The The present invention relates to a device and a Method for the optical observation of object areas which are not immediately accessible to the observer. In particular, refers the present invention relates to a periscope, preferably a High temperature periscope.
In verschiedenen Bereichen der Technologie, insbesondere der Hochtemperatur-Technologie und der chemischen Technologie, besteht ein Bedürfnis nach einer Beobachtung von Vorgängen im Inneren von Behältern unter Betriebsbedingungen.In different areas of technology, especially high-temperature technology and chemical technology, there is a need for observation of operations inside of containers under operating conditions.
Zur Visualisierung von Verbrennungsvorgängen oder zur optischen Begutachtung von Feuerräumen gibt es bislang die Möglichkeiten, entweder Schaugläser in der Brennraumwand anzuordnen oder ein handelsübliches optisches Periskopsystem einzusetzen. Bei der ersten Möglichkeit ist der konstruktive Aufwand zur Realisierung der Sichtöffnungen und der stark eingeschränkte Blickwinkel nachteilig. Bei komplizierten Brennraumgeometrien können nur Teilbereiche eingesehen werden, so daß mehrere Sichtöffnungen anzubringen sind.to Visualization of combustion processes or for visual inspection of fire chambers So far, there are the possibilities either sight glasses to arrange in the combustion chamber wall or to use a commercially available optical periscope system. At the first possibility is the design effort for the realization of the viewing openings and the severely limited Viewpoint disadvantageous. For complicated combustion chamber geometries can only Subareas are viewed so that several viewing ports are to be attached.
Beim Einsatz eines handelsüblichen optischen Periskops kann der Brennraum bzw. der Verbrennungsvorgang durch Einbringen des Systems z. B. durch einen Beobachtungsstutzen optisch zugänglich gemacht werden. Dieses Periskop besteht im wesentlichen aus einem gekühlten Mantelrohr mit innenliegender Optik, die aus einem Objektivsystem, einem Leitsystem und einem Okularsystem besteht. Nachteilig hierbei ist der zur Unterbringung der Optik erforderliche Platzbedarf. Ohne zusätzliche Einrichtungen kann die Prozeßbeobachtung nur mit dem menschlichen Auge erfolgen, zur Registrierung muß zusätzlich eine hochempfindliche Photo- oder Filmkamera vor das Okular angebracht werden. Dann ist allerdings die direkte Prozeßbeobachtung nicht möglich. Außerdem war die Beobachtung durch optische Bedingungen hinsichtlich des Bereiches begrenzt.At the Use of a commercial optical periscope, the combustion chamber or the combustion process by introducing the system z. B. by an observation port optically accessible be made. This periscope consists essentially of a cooled Jacket tube with internal optics, consisting of a lens system, a Guidance system and an eyepiece system exists. The disadvantage here is the space required to accommodate the optics. Without additional Facilities can process monitoring only with the human eye done, for registration must additionally one highly sensitive photo or film camera mounted in front of the eyepiece become. Then, however, the direct process observation is not possible. also was the observation by optical conditions in terms of the area limited.
Aus
der
Ausgehend vom vorliegenden Stand der Technik war es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zu entwickeln, das im Vergleich zu bekannten Periskopen flexibler, kompakter, einfacher zu handhaben und leichter an unterschiedliche Umgebungen anpassbar ist. Vorzugsweise sollte die optische Zugänglichkeit z. B. eines Feuerraumes bei simultaner Visualisierung für das menschliche Auge und Registrierung der Bildinformationen ermöglicht werden. Zur besseren Handhabung und zur universellen Einsetzbarkeit ist die Minimierung der äußeren Abmessungen ein weiteres Ziel.outgoing It was the object of the present prior art Invention to develop a system and a method that compares to known periscopes more flexible, compact, easier to handle and more easily adaptable to different environments. Preferably should be the optical accessibility z. B. a firebox with simultaneous visualization for the human Eye and registration of image information will be enabled. For better Handling and universal applicability is the minimization the outer dimensions another goal.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Beobachtung von Gegenstandsbereichen, die dem Beobachter nicht unmittelbar zugänglich sind, gelöst, wie sie in Anspruch 1 und Anspruch 11 gekennzeichnet sind. Es wurde dadurch ein Gerät geschaffen, das in vorteilhafter Weise mit kleinen Abmessungen realisiert werden konnte.According to the invention was This object is achieved by a device and a method for optical Observation of subject areas not directly to the observer accessible are, solved, as characterized in claim 1 and claim 11. It was thereby a device created, realized in an advantageous manner with small dimensions could be.
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur optischen Beobachtung von Gegenstandsbereichen aus, die dem Beobachter nicht unmittelbar zugänglich sind, wobei die Vorrichtung einen Verbindungsabschnitt aufweist, der eine Optik trägt und im Gebrauch der Vorrichtung derart relativ zu dem zu beobachtenden, nicht unmittelbar zugänglichen Gegenstandsbereich angeordnet wird, daß durch diesen Verbindungsabschnitt das von der Optik erzeugte Bild des betreffenden Gegenstandsbereichs zugänglich wird. Erfindungsgemäß ist der Verbindungsabschnitt für eine Durchströmung eines Schutzfluids ausgelegt, der Verbindungsabschnitt mit einer Flüssigkeitsaußenkühlung versehen, in diesem Verbindungsabschnitt eine Bildumwandlungseinheit vorgesehen, die das von der Optik erzeugte Bild digitalisiert, und der Verbindungsabschnitt zumindest im Außenbereich aus thermisch hochtemperaturbeständigem Material aufgebaut. Die in dem Verbindungsabschnitt vorgesehene Bildumwandlungseinheit ist bevorzugterweise ein optisch-elektrischer Wandler, insbesondere eine CCD-Empfangseinrichtung, die das optische Bild in digitale elektrische Signale umwandelt. Die Optik ist vorzugsweise fernfokussierbar.The The invention relates to a device for optical observation of Subject areas not directly accessible to the observer; the device having a connecting portion having a Optics contributes and in use of the device so relative to the one to be observed, not immediately accessible Subject area is arranged that through this connection section the optically generated image of the subject area accessible becomes. According to the invention Connection section for a flow a protective fluid designed, the connecting portion with a Provided liquid external cooling, an image conversion unit is provided in this connection section, which digitizes the image produced by the optics, and the connecting section at least outdoors made of thermally high temperature resistant Material built. The provided in the connecting portion Image conversion unit is preferably an optical-electrical Transducer, in particular a CCD receiving device, the optical Image converted to digital electrical signals. The optics are preferred fernfokussierbar.
Es kann auch eine Videokamera in dem Verbindungsabschnitt angeordnet werden. Es ist bevorzugt, daß der optisch-elektrische Wandler über eine Kabelverbindung mit einem außerhalb des Verbindungsabschnitts angeordneten Steuerteil, und insbesondere einem Videorecorder und einem Monitor, verbunden ist.It For example, a video camera may also be arranged in the connection section become. It is preferred that the optical-electrical converter over a cable connection with one outside the connection section arranged control part, and in particular a video recorder and a monitor connected.
Weitere bevorzugte Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden im folgenden aufgelistet:
- a. Der Verbindungsabschnitt ist für eine Durchströmung eines Spülgases ausgelegt;
- b. der Verbindungsabschnitt ist mit einer Wasseraußenkühlung versehen;
- c. eine optische Umlenkeinrichtung, insbesondere ein Umlenkspiegel, ist an oder in dem Verbindungsabschnitt angeordnet. Diese Umlenkeinrichtung ist vorzugsweise vor der Optik angeordnet;
- d. der Verbindungsabschnitt ist als Rohr mit vorzugsweise kreisförmigem Außenquerschnitt ausgebildet;
- e. der Verbindungsabschnitt ist aus mehreren konzentrischen Rohren aufgebaut;
- f. der Verbindungsabschnitt weist einen Kühlmantel mit je einem Zufuhranschluß und einem Abfuhranschluß für Kühlflüssigkeit, insbesondere für Kühlwasser, auf;
- g. das thermisch hochtemperaturbeständige Material ist insbesondere aus erst über 500°C erweichendem bzw. schmelzendem Material aufgebaut;
- h. der Verbindungsabschnitt weist einen Gaszuleitungsanschluß für die Zufuhr von Spülgas in das Innere des Verbindungsabschnitts auf;
- i. der Verbindungsabschnitt ist als langgestrecktes rohrförmiges Bauteil von vorzugsweise 1 bis 5 m Länge gestaltet;
- j. der Verbindungsabschnitt ist so gestaltet, dass er in einer Behälterwand verschoben werden kann;
- k. der Verbindungsabschnitt ist so gestaltet, dass er in einer Behälterwand gedreht werden kann;
- l. vor oder hinter der Optik ist ein Filter angeordnet
- m. hinter der Optik ist eine vorzugsweise von außen verstellbare Blende angeordnet;
- n. der Verbindungsabschnitt weist ein Schutzglas auf, durch das hindurch die Beobachtung erfolgt und das vorzugsweise zumindest von einer Seite von Spülgas überströmt wird;
- o. der Verbindungsabschnitt ist für Außentemperaturen bis zu 1600°C und für einen Überdruck im Inneren des Verbindungsabschnitts gegenüber dem Außenbereich bis zu 50 kPa ausgelegt;
- p. vor oder hinter einer Umlenkeinrichtung, insbesondere eines Spiegels, ist eine Einrichtung zur optischen Wiederherstellung der Seitenrichtigkeit des Bildes, insbesondere ein Prisma, vorgesehen.
- a. The connecting portion is designed for a flow through a purge gas;
- b. the connecting section is provided with a water external cooling;
- c. an optical deflection device, in particular a deflection mirror, is arranged on or in the connection section. This deflection device is preferably arranged in front of the optics;
- d. the connecting portion is formed as a tube with preferably circular outer cross section;
- e. the connecting portion is composed of a plurality of concentric tubes;
- f. the connecting portion has a cooling jacket, each with a supply port and a discharge port for cooling fluid, in particular for cooling water, on;
- G. the material which is resistant to high temperatures is, in particular, constructed of material softening or melting above 500 ° C;
- H. the connection portion has a gas supply port for supplying purge gas to the inside of the connection portion;
- i. the connecting portion is designed as an elongate tubular member of preferably 1 to 5 m in length;
- j. the connecting portion is designed so that it can be moved in a container wall;
- k. the connecting portion is designed so that it can be rotated in a container wall;
- l. in front of or behind the optics a filter is arranged
- m. behind the optics a preferably adjustable from the outside aperture is arranged;
- n. the connecting portion has a protective glass, through which the observation takes place and which is preferably flowed over at least from one side of purge gas;
- o. The connecting section is designed for outdoor temperatures up to 1600 ° C and for an overpressure inside the connecting section with respect to the outdoor area up to 50 kPa;
- p. Before or behind a deflection device, in particular a mirror, a device for optical restoration of the lateral correctness of the image, in particular a prism, is provided.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben, in der ein erfindungsgemäßes Hochtemperatur-Videoperiskop schematisch dargestellt ist.A preferred embodiment the invention will be described in connection with the drawing, in a high-temperature Videoperiskop according to the invention is shown schematically.
Das
Videoperiskop wird durch die Kombination eines wassergekühlten Kühlmantels
oder Schutzmantels
Je
nach Anwendungsfall kann vor der Linse der Kamera ein Spiegel
Der
Kühlmantel
besteht aus mehreren konzentrisch angeordneten Rohren, wobei die
Miniaturkamera im Innenrohr
Der
Kühlmantel
kann in seinem Außenbereich
insbesondere aus hochtemperaturfestem Stahl oder Keramikmaterial
aufgebaut sein. Der besondere Anwendungsfall bestimmt letztlich,
welches Material für
den Kühlmantel
bzw. den Schutzmantel
Mit
Claims (11)
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- 1994-05-27 DE DE9408736U patent/DE9408736U1/en not_active Expired - Lifetime
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