DE4433851C1

DE4433851C1 - Optical recording device used underwater

Info

Publication number: DE4433851C1
Application number: DE19944433851
Authority: DE
Inventors: Edmund Roettig
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2014-09-23

Abstract

The device (1) is for the optical recording of surfaces located underwater. It incorporates an optical recording device (10) with which a predetermined view surface is determined and a mechanical cleaning device (20) for cleaning the view surface. The cleaning device has drivable brushes (21) arranged in a ring-shaped formation. Within the surface enclosed by the brushes is an inner sealing ring (24) which makes possible the formation of a space in which the optical recording device is arranged for viewing the view surface. Around the optical recording device and adjacent to the inside of the inner sealing ring suction apertures are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Auf zeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen.The invention relates to a device for optical on drawing of areas under water.

Bei Schiffen schreibt man vor, daß in festgelegten Zeitab ständen die Korrosionsschutzbeschichtung der ins Wasser ein tauchenden Schiffshaut zu untersuchen ist. Hierzu führt man in aufwendiger Weise folgende Arbeitsschritte durch:In the case of ships, it is stipulated that at specified times from the anti-corrosion coating would enter the water diving ship's skin is to be examined. One leads to this the following work steps in a complex manner:

- draining the ship;
- high pressure washing;
- visual assessment.

Aus der US-PS 48 21 665 geht eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen hervor. Die Vorrichtung besteht aus einer optischen Aufzeichnungs einrichtung zur Erfassung einer vorgegebenen Sichtfläche so wie einer mechanischen Reinigungseinrichtung zum Entfernen des Belages auf einer Schiffsaußenhaut. Als Reinigungsein richtung ist eine einzelne Bürste vorgesehen.From US-PS 48 21 665 a device for optical Recording of areas under water. The device consists of an optical recording device for detecting a predetermined visible area so like a mechanical cleaning device for removal of the coating on a ship's outer skin. As a cleaning unit direction is a single brush.

Die DE-AS 19 08 906 beschreibt eine Vorrichtung mit an treibbaren Bürsten zur Reinigung von unter Wasser liegenden Flächen. Um die Vorrichtung mit Unterdruck an die zu reinigenden Flächen zu pressen, ist sie von einem Gehäuse umgeben, aus dem Wasser gepumpt wird. Das Gehäuse, in dem die Bürsten an geordnet sind, schließt über einen Dichtring gegenüber den zu reinigenden Flächen ab.DE-AS 19 08 906 describes a device drivable brushes for cleaning underwater Surfaces. To vacuum the device to be cleaned To press surfaces, it is surrounded by a housing is pumped into the water. The housing in which the brushes are attached are arranged, closes with a sealing ring against the surfaces to be cleaned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung zu schaffen, die eine effiziente Begutachtung von unter Wasser befindlichen Flächen ermög licht.The invention has for its object a device to create optical recording that is efficient Assessment of areas under water possible light.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of the An Proverb 1 solved.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man in einfacher Weise beispielsweise in Wasser eintauchende Schiffsaußenflä chen hinsichtlich des Korrosionsschutzes untersuchen kann. In der hierzu ausgebildeten Vorrichtung zur optischen Aufzeich nung sind innerhalb eines GehäusesThe advantage of the invention is that it is easier Way, for example, immersed in the ship's outer surface Chen can examine with regard to corrosion protection. In the device for this purpose designed for optical recording are inside a housing

- A recording device, such as. B. a video sub water camera, and
- A cleaning device, which the mucus layer removed area to be displayed,

integriert. Daher erfolgt, während die Vorrichtung entlang einer zu untersuchenden Fläche bewegt wird, gleichzeitig die Reinigung und optische Erfassung. Die Reinigungseinrichtung besteht aus antreibbaren Bürsten, die ringförmig angeordnet sind. Innerhalb der von den Bürsten umschlossenen Fläche ist die Sichtfläche der opti schen Aufzeichnungseinrichtung angeordnet. Dadurch ermöglicht man es, daß die Vorrichtung problemlos von einem Ausgangs punkt aus in jede Richtung verschoben werden kann.integrated. Therefore, while the device is moving along of an area to be examined is moved simultaneously Cleaning and optical detection. The cleaning facility consists of drivable brushes that are arranged in a ring. The visible surface of the opti is within the area enclosed by the brushes arranged recording device. This enables one that the device easily from an output point can be moved in any direction.

Die Unteransprüche 2-9 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.The subclaims 2-9 give advantageous refinements of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Hierbei zeigenThe invention is based on one in the drawings gene illustrated embodiment explained in more detail. Show here

Fig. 1 eine Vorrichtung zur optischen Aufzeich nung von unter Wasser befindlichen Flä chen, im Betrieb mit hieran angeschlosse nen Einrichtungen in einer Schemaskizze dargestellt; Fig. 1 shows a device for optical recording of underwater surfaces, in operation with attached devices in a schematic diagram;

Fig. 2-4 die Vorrichtung zur optischen Aufzeich nung in Fig. 2-4, the device for optical recording in

- the front view,
- The side view in half section and
- the rear view.

Die Fig. 1 zeigt stark vereinfacht ein System, um beispiels weise in Wasser eintauchende Außenflächen von Schiffen zu be gutachten. Dieses System besteht zunächst aus einer Vorrich tung 1 zur optischen Aufzeichnung. Diese Vorrichtung 1 wird, wie dargestellt, manuell von einem Taucher entlang den zu untersuchenden Flächen bewegt. Zur leichten Handhabung weist die Vorrichtung 1 Griffe 2 (Fig. 2) auf. Zweckmäßig sind die Bedienungselemente der Vorrichtung an den Griffen angeordnet, was der Einfachheit halber nicht mit dargestellt ist. Insbe sondere und auch aus sicherheitstechnischen Gründen gilt dies für den Ein- und Ausschalter der mechanischen Reinigungsvor richtung. Zur Anzeige ist ein Monitor 19 (Fig. 1) an die Vor richtung 1 angeschlossen. Ein Stromversorgungsaggregat 9 lie fert der Vorrichtung 1 Energie. Fig. 1 shows a highly simplified system, for example, to be expert in water-immersed outer surfaces of ships. This system initially consists of a device 1 for optical recording. As shown, this device 1 is moved manually by a diver along the surfaces to be examined. For easy handling, the device 1 has handles 2 ( FIG. 2). The operating elements of the device are expediently arranged on the handles, which is not shown for the sake of simplicity. In particular, and also for safety reasons, this applies to the on and off switch of the mechanical cleaning device. To display a monitor 19 ( Fig. 1) is connected to the device 1 before. A power supply unit 9 supplies the device 1 with energy.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen in verschiedenen Ansichten Einzel heiten der Vorrichtung 1 zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen. Die Vorrichtung 1 ist so konzi piert, daß in einem Arbeitsgang sowohl eine Reinigung der zu erfassenden Sichtfläche als auch die Aufzeichnung erfolgt. Dies erreicht man, indem in einem Gehäuse 4 (Fig. 3) eine op tische Aufzeichnungseinrichtung 10 und eine mechanische Rei nigungseinrichtung 20 untergebracht sind. Mit der optischen Aufzeichnungseinrichtung 10 erfaßt man eine vorgegebene und von der mechanischen Reinigungseinrichtung 20 gereinigte Prüffläche. Die Reinigungsvorrichtung 20 weist Bürsten 21 auf, die eine Ringfläche reinigen und von der Schleimschicht (Algenbewuchs einschließlich anhaftenden Muscheln) befreien. Innerhalb dieser Ringfläche und über einen umlaufenden Innen dichtring 24 getrennt ist die Sichtfläche der optischen Auf zeichnungseinrichtung 10 angeordnet. Die ringförmige Reini gung und Aufzeichnung im Zentrum erlaubt eine richtungsunab hängige Verschiebung der Vorrichtung 1 im Betrieb. Der Innen dichtring 24 ist in senkrechter Richtung zur Sichtfläche elastisch ausgebildet, um sich gekrümmten Bereichen der Schiffshaut anzupassen. Figs. 2 to 4 show various views of individual units of the device 1 to the optical recording of submerged surfaces. The device 1 is konzi piert that both cleaning of the visible surface to be detected and the recording takes place in one operation. This is achieved by accommodating an optical recording device 10 and a mechanical cleaning device 20 in a housing 4 ( FIG. 3). With the optical recording device 10 , a predetermined test area is cleaned which has been cleaned by the mechanical cleaning device 20 . The cleaning device 20 has brushes 21 which clean an annular surface and remove the layer of mucus (algae growth including adhering mussels). Within this ring area and separated by a circumferential inner sealing ring 24 , the visible surface of the optical recording device 10 is arranged. The annular cleaning and recording in the center allows a direction-independent shift of the device 1 in operation. The inner sealing ring 24 is designed to be elastic in the direction perpendicular to the visible surface in order to adapt to curved regions of the ship's hull.

In Abweichung zum dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorrichtung 1 manuell von einem Taucher bewegt wird, kann die Führung der Vorrichtung entlang den zu untersuchenden Flächen auch automatisiert erfolgen. Folgende Möglichkeiten kommen in Betracht:In deviation from the exemplary embodiment shown, in which the device 1 is moved manually by a diver, the device can also be guided automatically along the surfaces to be examined. The following options are possible:

- A drive is integrated in the device 1 .
- The device is connected to external drives, such as. B. rope shoots connected.

Sowohl bei der manuellen als auch bei der automatisierten Be wegung der Vorrichtung kann man fein dosierbar auf folgenden Wegen die Anpreßkraft der Vorrichtung auf die zu untersuchen den Flächen einstellen:Both in manual and in automated loading Movement of the device can be finely metered on the following Because of the contact pressure of the device to be examined adjust the areas:

- With electromagnets.
- Generation of a vacuum to achieve a suction effect tes.

Nachdem das Funktionsprinzip der Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung erläutert wurde, werden nachfolgend die einzel nen Funktionseinheiten im Detail erläutert.After the operating principle of the device for optical Recording has been explained, the individual NEN functional units explained in detail.

Increase in light transmittance between recordings direction and visible surface

Verschmutztes Wasser zwischen der Aufzeichnungseinrichtung 10 (Fig. 3) und der Sichtfläche beeinträchtigt die Qualität der Aufnahmen erheblich. Daher führt man an vorgegebenen Punkten Wasser mit geringem Schwebstoffanteil zu und pumpt es an an derer Stelle wieder ab. Hierzu dienen die weiteren in Fig. 1 eingezeichneten Aggregate:Dirty water between the recording device 10 ( Fig. 3) and the viewing surface significantly affects the quality of the recordings. Therefore, water with a small amount of suspended matter is added at predetermined points and pumped out again at this point. The further units shown in FIG. 1 serve for this purpose:

- A pressurized water unit 49 , which frees seawater from suspended matter and the device 1 via line 41 ( Fig. 2) feeds.
- A pumping unit 59 , which pumps out the water supplied via line 51 ( FIG. 2) again.

Vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei derTraining in which

- Around the optical recording device 10 ( FIG. 4) and adjacent to it the supply openings 40 for water with a low amount of suspended matter and
- Around the optical recording device 10 and be adjacent to the inside of the inner sealing ring 24, the suction openings 50th

angeordnet sind. Einer einfachen Fertigung kommt zugute, daß die Zuführungsöffnungen 40 und die Absaugöffnungen 50 auf konzentrischen Kreislinien angeordnet sind, deren Mittelpunkt mit dem der optischen Aufzeichnungseinrichtung 10 zusammen fällt. Mit der vorgenannten Anordnung erreicht man, daß die Optik mit klarem Wasser umspült wird, um gute Aufnahmen zu erzielen. Da das zugeführte Wasser nahe des Innendichtrings 24 abgepumpt wird, wird seine Abdichtfunktion unterstützt. Denn verschmutztes Wasser des ringförmigen Reinigungsberei ches, welches den Innendichtring 24 passiert, wird sofort abgesaugt.are arranged. A simple manufacture benefits from the fact that the feed openings 40 and the suction openings 50 are arranged on concentric circular lines, the center of which coincides with that of the optical recording device 10 . With the above arrangement it is achieved that the optics are washed with clear water in order to achieve good recordings. Since the supplied water is pumped out near the inner sealing ring 24 , its sealing function is supported. Because dirty water of the ring-shaped cleaning area, which passes through the inner sealing ring 24 , is immediately sucked off.

In vorteilhafter Weise eignet sich das Abpumpaggregat 59 (Fig. 1) auch dazu, um die Vorrichtung 1 mit einer definier ten Kraft an die zu untersuchende Fläche zu pressen. Denn mit dem Abpumpaggregat kann der Innenraum, der an die Sichtfläche grenzt, auf Unterdruck eingestellt werden, was einen Saug effekt bewirkt.In an advantageous manner, the pumping unit 59 ( FIG. 1) is also suitable for pressing the device 1 against the surface to be examined with a defined force. Because with the pumping unit, the interior that borders on the visible surface can be set to negative pressure, which creates a suction effect.

Illumination of the visible surface

Zur Beleuchtung der Sichtfläche ist eine Ringleuchte 30 (Fig. 3) vorgesehen, die konzentrisch um die optische Auf zeichnungseinrichtung 10 herum und benachbart zu dieser ange ordnet ist. Die Ringleuchte 30 ist durch eine Lichtfalle 31 von der Aufzeichnungseinrichtung 10 getrennt, um eine hohe Aufnahmegüte ohne Blendeinwirkungen auf die Optik zu erzie len. Zur besseren Lichtausbeute und zur gleichmäßigen Be leuchtung der Sichtfläche dient ein Reflektor 32. Die Reflek torfläche ist ein Ausschnitt der Mantelfläche einer Kugel und daher leicht herstellbar. Um Tageslicht zu simulieren, ver wendet man eine sogenannte Tageslicht-Ringleuchte und be schichtet die Reflektorfläche in mattem Weiß.For illuminating the visible surface, a ring light 30 ( FIG. 3) is provided, which is arranged concentrically around the optical recording device 10 and adjacent to it. The ring light 30 is separated by a light trap 31 from the recording device 10 in order to achieve a high recording quality without dazzling effects on the optics. A reflector 32 is used for better luminous efficiency and for uniform illumination of the visible surface. The reflector is a section of the outer surface of a ball and therefore easy to manufacture. To simulate daylight, a so-called daylight ring light is used and the reflector surface is coated in matt white.

Einer guten Beleuchtung der Sichtfläche kommt zugute, daß die Zuführungsöffnungen 40 (Fig. 4) verteilt sowohl nach innen als auch nach außen zur Ringleuchte 30 angeordnet sind. Daher wird auch die Ringleuchte 30 mit klarem, gut lichtdurchgängi gem Wasser umspült.A good illumination of the visible surface benefits from the fact that the feed openings 40 ( FIG. 4) are arranged both inwards and outwards to the ring light 30 . Therefore, the ring light 30 is washed around with clear, light-permeable water.

Training of the cleaning facility

Eine hohe Reinigungsleistung wird dadurch erreicht, daß eine Mehrzahl von topfförmigen Bürsten 21 (Fig. 4) kreisförmig angeordnet sind und jeweils um ihre Symmetrieachse rotierbar sind. In einfacher Weise werden die einzelnen Bürsten 21 (Fig. 3) über einen gemeinsamen Motor 23 und einem Riemen 22 zur Kraftübertragung angetrieben. Die Verwendung eines Zahn riemens verhindert ein Durchrutschen. Anstelle des Riemens 22 könnten die Elemente zur Kraftübertragung auch Zwischenräder sein, die über eine Verzahnung mit den Bürsten 21 in Eingriff stehen. Um sich gekrümmten Bereichen der Schiffshaut anzupas sen und um selbst hartnäckigen Schmutz zu lösen, sind die Bürsten 21 in Richtung der Rotationsachse federnachgiebig gehaltert. Zum Schutz des Tauchers gegen Teilchen, die von den Bürsten herumgeschleudert werden, weist die Reinigungs vorrichtung 10 einen Außendichtring 25 auf.A high cleaning performance is achieved in that a plurality of cup-shaped brushes 21 ( FIG. 4) are arranged in a circle and can each be rotated about their axis of symmetry. The individual brushes 21 ( FIG. 3) are driven in a simple manner via a common motor 23 and a belt 22 for power transmission. The use of a toothed belt prevents slipping. Instead of the belt 22 , the elements for power transmission could also be intermediate wheels which engage the brushes 21 via a toothing. In order to adapt to curved areas of the ship's skin and to loosen even stubborn dirt, the brushes 21 are spring-loaded in the direction of the axis of rotation. To protect the diver against particles that are flung around by the brushes, the cleaning device 10 has an outer sealing ring 25 .

Im Betrieb sammeln sich im ringförmigen Raum zwischen dem Außendichtring 25 und Innendichtring 24 viele Schmutzteilchen an. Daher saugt man das Wasser im ringförmigen Raum ab, wozu das Abpumpaggregat 59 (Fig. 1) mit verwendet wird. Um zu ver hindern, daß sich im Ringraum ein starker Unterdruck aufbaut, sind im Gehäuse 4 (Fig. 3) Bohrungen angeordnet, damit Wasser dem ringförmigen Raum zufließen kann.During operation, many dirt particles collect in the annular space between the outer sealing ring 25 and the inner sealing ring 24 . Therefore, one sucks off the water in the annular space, for which the pumping unit 59 ( FIG. 1) is also used. To prevent ver that a strong negative pressure builds up in the housing 4 ( Fig. 3) holes are arranged so that water can flow to the annular space.

BezugszeichenlisteReference list

1 Vorrichtung
2 Griff
4 Gehäuse
9 Stromversorgungsaggregat
10 optische Aufzeichnungseinrichtung
19 Monitor
20 Reinigungseinrichtung
21 Bürste
22 Zahnriemen
23 Antriebmotor
24 Innendichtring
25 Außendichtring
30 Ringleuchte
31 Lichtfalle
32 Reflektor
40 Zuführungsöffnung für Wasser mit geringem Schwebstoffanteil
41 Leitung
49 Druckwasseraggregat
50 Absaugöffnung
51 Leitung
59 Abpumpaggregat 1 device
2 handles
4 housing
9 power supply unit
10 optical recording device
19 monitor
20 cleaning device
21 brush
22 timing belts
23 drive motor
24 inner sealing ring
25 outer sealing ring
30 ring light
31 light trap
32 reflector
40 Feed opening for water with a low amount of suspended matter
41 line
49 Pressurized water unit
50 suction opening
51 line
59 Pumping unit

Claims

1. Device ( 1 ) for the optical recording of areas under water,

- Consisting of an optical recording device ( 10 ) with which a predetermined visible area can be detected, and
- A mechanical cleaning device ( 20 ) for cleaning the visible surface to be detected, such
- That the cleaning device ( 20 ) has drivable brushes ( 21 ), such that they are arranged in a ring, and
- That within the area of the brushes ( 21 ) enclosed an inner sealing ring ( 24 ) enables the formation of a space in which the optical recording device ( 10 ) is arranged for viewing the visible surface.

2. Device according to claim 1, in which

- Around the optical recording device ( 10 ) and adjacent to this supply openings ( 40 ) for water with low suspended matter content, and
- Around the optical recording device ( 10 ) and adjacent to the inside of the inner sealing ring ( 24 ) suction openings ( 50 )

are arranged.

3. Device according to claim 1 or 2, in which

- around the optical recording device ( 10 ),
- adjacent to this and
- Separated by a light trap ( 31 )

a ring light ( 30 ) is arranged, with which the test surface can be illuminated supported by a reflector ( 32 ).

4. The device according to claim 3, wherein the reflector surface of the reflector ( 32 ) is a section of the outer surface of a ball.

5. The device according to claim 2 in connection with claim 3 or 4, wherein the feed openings ( 40 ) are distributed both inwards and outwards to the ring light ( 30 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the drivable brushes ( 21 ) are individual, cup-shaped brushes ( 21 )

- each rotatable about their axis of symmetry and
- Can be driven via a common motor ( 23 )

are.

7. The device according to claim 6, in which the brushes ( 21 ) are each spring-loaded in the direction of their axis of rotation GE.

8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the cleaning device ( 20 ) has an outer sealing ring ( 25 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, in which

- a monitor ( 19 ) to the recording device ( 10 ),
- At the feed openings ( 40 ) a pressurized water unit ( 49 ) and
- A pumping unit ( 59 ) to the suction openings ( 50 )

can be connected.