ES2316943T3 - Endoscopio de iluminacion ultravioleta. - Google Patents
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Abstract
Endoscopio con mira distal desviada para la detección de defectos de piezas por medio de una técnica de líquidos penetrantes, que comprende un tubo rígido (10) que contiene unos medios de iluminación y unos medios de observación, comprendiendo los medios de observación un prisma de mira (30) montado en el extremo distal del tubo y que definiendo un eje lateral de mira (40), y unos medios de transmisión de imagen que se extienden entre el prisma de mira (30) y el extremo proximal del tubo, comprendiendo los medios de iluminación un prisma de iluminación (48) montado en el extremo distal del tubo y que define un eje de iluminación (50) sensiblemente paralelo al eje de mira (40), caracterizado porque: - los medios de iluminación comprenden unos medios (44) de guiado de la luz que son transparentes a la radiación ultravioleta y que se extienden a lo largo del eje del tubo para desembocar en el prisma de iluminación (48), que desvía el haz luminoso ultravioleta que sale de los medios de guiado (44) para dirigirlo en una dirección sensiblemente paralela al eje de mira (40), siendo este prisma de reflexión unidireccional y realizado de cuarzo o vidrio transparente a la radiación ultravioleta, - y el prisma de mira (30) y el prisma de iluminación (48) se montan transversalmente lado a lado en el extremo distal del tubo en una misma placa (58) que puede girar alrededor de un eje transversal (60) perpendicular o sensiblemente perpendicular a los ejes de mira (40) y de iluminación (50), y están separados por una pantalla (56) opaca a la radiación ultravioleta que es portada o formada por la placa (58) que porta los prismas.
Description
Endoscopio de iluminación ultravioleta.
La invención se refiere a un endoscopio de
iluminación ultravioleta y de mira distal desviada destinado, en
particular, a la observación de defectos presentados por piezas
mecánicas y puestos de relieve por medio de líquidos
penetrantes.
La invención se aplica a la endoscopía de
vocación industrial, en particular, en el ámbito aeronáutico, para
la inspección visual de partes internas difícilmente accesibles,
tales como, por ejemplo, álabes de rotor de turborreactor o de
turbopropulsor, por medio de un endoscopio que se hace pasar por uno
orificio de pequeño diámetro (por ejemplo de 9 mm) que se dispone a
tal efecto en el cárter de la máquina a controlar, presentando esta
técnica la ventaja de no requerir un desmontaje previo, total o
parcial de esta máquina.
Se conocen endoscopios que están constituidos
esencialmente por una sonda rígida destinada ser introducida en una
cavidad oscura y equipada con medios de iluminación de un objeto a
inspeccionar y con medios ópticos que proporcionan al usuario una
imagen de este objeto. Estos medios ópticos comprenden en general un
objetivo distal de formación de imagen, y unos medios de
transmisión de imagen formados por una serie de lentes y de una
lente ocular proximal cuyo desplazamiento longitudinal permite un
ajuste de la claridad de la imagen observada por el usuario. Estos
medios ópticos se diseñan preferiblemente de modo que la imagen
transmitida por la lente ocular no esté invertida con respecto a la
realidad. Los medios de iluminación comprenden en general un haz de
fibras ópticas cuyo extremo distal está dispuesto cerca del objetivo
distal para iluminar el objeto, estando conectado el haz de fibras
en su extremo proximal a una fuente de luz.
Existen endoscopios, en particular, de mira
axial en los cuales el eje óptico del objetivo distal se confunde
con el eje longitudinal del endoscopio. Los medios de iluminación de
estos endoscopios están constituidos por un haz de fibras ópticas
cuyo extremo distal forma en general una corona de iluminación en
torno al objetivo distal.
Se conocen igualmente endoscopios de mira
desviada, en los que el eje del objetivo óptico está inclinado con
relación al eje longitudinal del endoscopio. Los medios ópticos de
observación de un endoscopio de este tipo comprenden un prisma
desviador distal que es, en general, un prisma de reflexión
unidireccional de la imagen, denominándose, por lo general a un
prisma de este tipo "prisma de reflexión parcial". En este
caso, los medios de transmisión de imagen montados en el endoscopio
comprenden en general un prisma corrector proximal que rectifica la
imagen invertida proporcionada por el prisma desviador distal.
Los medios de iluminación de un endoscopio con
mira distal desviada están constituidos en general por un haz de
fibras ópticas cuyo extremo distal está acodado para constituir una
ventana de iluminación lateral entre el prisma desviador distal y
el extremo distal del endoscopio, siendo el eje de iluminación
sensiblemente paralelo al eje de mira.
Las fibras ópticas de iluminación son fibras de
vidrio capaces de transmitir sin debilitamiento sensible los
componentes espectrales de una luz blanca proporcionada por una
fuente de luz del tipo lámpara de cuarzo-yodo o
lámpara de xenon. Estos medios de iluminación no están adaptados
para la transmisión de una luz ultravioleta producida, por ejemplo,
por una lámpara de vapor de mercurio, y para transmitir la radiación
ultravioleta es necesario utilizar fibras de cuarzo o material
plástica apropiado, o incluso un conductor líquido (una envoltura
rellena de un líquido apropiado transparente a la radiación
ultravioleta), teniendo estos conductores de luz una determinada
rigidez que no permite acodar su extremo distal con un rayo de
curvatura suficientemente pequeño para permitir su montaje en un
endoscopio.
Se ha solucionado este problema en la técnica
anterior asociando a un endoscopio de mira axial que comprende un
conductor de luz ultravioleta, una boquilla distal que incluye un
espejo de reenvío, pero esta solución es poco satisfactoria debido
a la limitación del campo óptico y a la degradación en el tiempo del
rendimiento de la reflexión de la luz ultravioleta por el espejo,
creando los defectos y manchas del espejo unas pérdidas energéticas
que no permiten una iluminación de un objeto con una intensidad
suficiente y que perjudican a la observación devolviendo una imagen
difusa del objeto iluminado.
El documento
US-B1-6.560.013 describe un
endoscopio que comprende en su extremo distal una pluralidad de
prismas de iluminación y de observación algunos de los cuales son
pivotantes alrededor de un eje perpendicular al eje del endoscopio,
para modificar la dirección de mira.
El documento
GB-A-895,893 describe un endoscopio
de mira distal desviada destinado a ser fijado permanentemente
sobre un reactor nuclear para observar el centro del mismo,
comprendiendo este endoscopio tres prismas desviadores en su
extremo distal.
El documento
US-A-3.880.148 describe un
endoscopio que comprende en su extremo distal dos prismas de
iluminación y dos prismas de observación, estando montados algunos
de estos prismas rotatorios alrededor de un eje perpendicular al eje
del endoscopio.
El documento
DE-A1-195 12518 describe un
endoscopio para el tratamiento de tumores en el cuerpo humano.
El documento EP-0 350 603
describe un endoscopio de mira distal desviada para la detección de
defectos de piezas por medio de una técnica de líquidos penetrantes
con iluminación ultravioleta. Comprende dos prismas fijos de
observación y de iluminación.
La invención tiene por objetivo, en particular,
aportar una solución simple, eficaz y poco costosa a los problemas
de la técnica anterior.
Tiene por objeto un endoscopio de iluminación
ultravioleta y de mira distal desviada, que no presenta los
inconvenientes antes citados.
Propone a tal efecto un endoscopio de mira
distal desviada tal como se define en la reivindicación 1.
La disposición transversal lado a lado de los
dos prismas es poco voluminosa y facilita la utilización del
endoscopio.
Los medios de guiado de luz son medios de guiado
de luz ultravioleta y desembocan longitudinalmente en el extremo
distal del tubo sobre el prisma desviador de los medios de
iluminación.
Eso permite utilizar medios de guiado de luz que
no son acodados.
Ventajosamente, el endoscopio comprende unos
medios de control del giro de la placa desde el extremo proximal de
tubo.
Eso permite de tener un objetivo pro grado,
lateral o retrógrado y mejorar las condiciones de observación de los
objetos a examinar.
La pantalla opaca está montada entre los dos
prismas, para evitar que una luz de iluminación parásita sea
captada directamente por los medios de observación, estando esta
pantalla opaca, por ejemplo, fijada a la placa o formada por la
placa que porta los dos prismas.
Se puede prever en el endoscopio según la
invención que el eje de mira y el eje de iluminación sean
sensiblemente convergentes en una distancia lateral determinada del
tubo del endoscopio, para una mejor iluminación y una mejor
observación de los objetos situados a esta distancia.
Se comprenderá mejor la invención y aparecerán
más claramente otras características, detalles y ventajas de ésta
mediante la lectura de la siguiente descripción, hecha a título de
ejemplo, haciendo referencia a los dibujos anexos en los que:
- la figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva de un endoscopio de la técnica anterior;
- la figura 2 es una vista esquemática en
perspectiva de un endoscopio según la invención;
- la figura 3 es una vista parcial que ilustra
un montaje particular de los prismas del endoscopio según la
invención;
- la figura 4 es otra vista esquemática con
despiece ordenado en perspectiva que representa el montaje pivotante
de los prismas del endoscopio según la invención.
Se hace referencia en primer lugar a la figura 1
que representa un endoscopio conocido, que comprende esencialmente
un tubo rectilíneo rígido 10 que contiene unos medios de iluminación
y unos medios de observación, incluyendo este tubo 10 un extremo
proximal que forma una empuñadura 12 y provisto de un casquillo 14,
y un extremo distal 16 destinado a ser introducido en el interior
de un cárter, por ejemplo, por un orificio de pequeño diámetro de
éste.
Los medios de iluminación colocados en el tubo
10 comprenden un conductor de luz 18, tal como un cable de fibras
ópticas, cuyo extremo proximal se monta en una base de conexión 20
portada por la empuñadura 12 del endoscopio y destinada a recibir
el extremo de un cable de iluminación 22 conectado a una fuente de
iluminación de luz blanca. El extremo distal 24 del conductor de
luz 18 está acodado, por ejemplo sensiblemente según un ángulo
recto, y determina un eje de iluminación 26 que está inclinado con
respecto al eje longitudinal 28 del endoscopio.
Los medios de observación comprenden un prisma
de mira 30 que se monta sobre el eje longitudinal 28 del endoscopio
en el extremo distal de éste y que se asocia a unos medios de
transmisión de imágenes que se colocan en el tubo 10 sobre el eje
28 e incluyen un objetivo 32 de formación de imagen y una serie de
lentes acromáticas 34, así como una lente ocular 36 móvil
axialmente y cuyo desplazamiento longitudinal 38 permite un ajuste
de la puesta a punto de la imagen. El prisma 30 determina un eje de
mira 40 que es sensiblemente paralelo al eje de iluminación 26 y es
por ejemplo un prisma de reflexión unidireccional que produce una
imagen invertida. En ese caso, se puede montar un prisma corrector
42 sobre el eje 28 del endoscopio entre la lente 36 y el casquillo
14, para rectificar la imagen.
Este endoscopio conocido permite una iluminación
de luz blanca de objetos a examinar, pero no se puede utilizar para
la detección de defectos puestos en evidencia por una técnica de
líquidos penetrantes, que requiere la iluminación de estos defectos
mediante la luz ultravioleta.
Se hace referencia ahora a la figura 2, que
representa esquemáticamente un método de realización de un
endoscopio según la invención.
Este endoscopio comprende el mismo tubo rígido
rectilíneo 10 que el de la figura 1 y unos medios de observación
que son similares a los ya descritos y que comprenden un prisma de
mira 30 cuyo eje de mira 40 está inclinado con respecto al eje
longitudinal 28 del tubo 10, un objetivo 32, una serie de lentes
acromáticas 34, una lente ocular 36 desplazable axialmente tal como
se indica en 38 para el ajuste de la claridad de la imagen, un
prisma rectificador 42 y un casquillo 14 montado en el extremo de
la empuñadura 12 del endoscopio.
Los medios de iluminación comprenden unos medios
44 de guiado de una luz ultravioleta, que están contenidos en el
tubo 10 y se extienden a lo largo del eje 28, siendo rectilíneo el
extremo distal 46 de estos medios de guiado y paralelos a el eje 28
para desembocar en una prisma 48 de reflexión unidireccional, del
mismo tipo que el prisma 30 de los medios de observación, desviando
el prisma 48 el haz luminoso ultravioleta que sale de los medios de
guiado 44 para dirigir este haz en una dirección 50 que es
sensiblemente paralela al eje de mira 40.
El extremo proximal 52 de los medios 44 de
guiado de luz es exterior al endoscopio e incluye una boquilla 54
de conexión a una fuente de luz ultravioleta.
En ese caso, los medios 44 de guiado de luz
ultravioleta pueden ser fibras de cuarzo, fibras de material
plástico apropiado o un conductor líquido (una envoltura rellena de
un líquido apropiado transparente a la radiación ultravioleta).
Como alternativa, el extremo proximal de los
medios 44 de guiado de luz ultravioleta puede conectarse a una base
de conexión portada por la empuñadura 12 del endoscopio, como en el
método de realización de la figura 1, y se une un cable conductor
de luz ultravioleta provisto de una boquilla apropiada a esta base.
Los medios de guiado de luz 44 son preferiblemente fibras de cuarzo
y el cable externo es preferiblemente un cable líquido.
El prisma de iluminación 48 es de cuarzo o de
vidrio transparente a la radiación ultravioleta y transmite con un
rendimiento muy bueno (por ejemplo superior al 99%) la luz
ultravioleta proporcionada por la fuente externa.
En todos los casos, la fuente de luz
ultravioleta conectada a los medios de guiado 44 incluye un filtro
de paso de banda centrado en la longitud de onda ultravioleta
elegida por el usuario del endoscopio.
Se montan los prismas 40 y 48 en la proximidad
inmediata del extremo distal del tubo 10, tan cerca como sea
posible de este extremo, y se monta una pantalla 56 opaca a la
radiación ultravioleta entre los dos prismas, para evitar toda
entrada parásita de la luz de iluminación en el prisma 30, el
objetivo 32 y las lentes 34 de los medios de observación.
Como se representa esquemáticamente en la figura
3, al menos uno de los prismas 30, 48 está inclinado lateralmente
en dirección hacia el otro prisma, de manera que los ejes de mira 40
y de iluminación 50 convergen, al menos aproximadamente, en una
determinada distancia del endoscopio, formando el uno con el otro un
ángulo pequeño 52. Se mejora así la iluminación y la observación de
los objetos que están situados a una distancia radial del
endoscopio correspondiendo aproximadamente a la distancia en la cual
los ejes 40 y 50 convergen.
En una variante no cubierta por la
reivindicación 1, las orientaciones de estos ejes con respecto al
eje longitudinal 28 del endoscopio pueden ser fijas y
predeterminadas, con una mira pro grado (orientada hacia la parte
delantera del endoscopio), lateral (a 90º aproximadamente del eje
longitudinal 28) o retrógrada (orientada hacia la parte posterior
del endoscopio).
Según la invención y como se representa
esquemáticamente en la figura 4, los prismas 30 y 48 se montan sobre
una misma placa 58 que está a su vez montada pivotante alrededor de
un eje transversal 60 tal como se indica por la doble flecha 62,
siendo el eje transversal 60 perpendicular al eje longitudinal 28
del endoscopio y perpendicular o sensiblemente perpendicular a los
ejes de mira 40 y de iluminación 50, siendo estos ejes paralelos o
convergentes como se representa en la figura 3.
La placa 58 puede incluir dos alojamientos 64,
66 destinados respectivamente a recibir el prisma 30 y el prisma
48, estando separados estos alojamientos por una división intermedia
68 que forma pantalla entre los dos pris-
mas.
mas.
El eje 60 de giro de la placa 58 se materializa
por todos los medios apropiados, por ejemplo por dos dedos
diametralmente opuestos portados por el extremo distal del tubo 10 y
que se encajan en dos orificios de la placa.
Ventajosamente, se prevén unos medios para hacer
girar la placa 58 en torno al eje 60 desde el extremo proximal del
endoscopio, comprendiendo estos medios, por ejemplo, una pata
longitudinal 70 cuyo extremo distal se monta articulado sobre la
placa 58 alrededor de un eje paralelo al eje 60, y cuyo extremo
proximal es solidario de un tubo 72 montado deslizante en el
interior del tubo 10 del endoscopio, siendo el extremo proximal de
este tubo 72 desplazable por el usuario en translación axial.
Por ejemplo, el extremo distal de la pata 70
incluye un dedo cilíndrico transversal 74 recibido en un vaciado
semicilíndrico transversal 76 de la parte inferior de la placa
58.
Eso permite al usuario controlar la rotación de
la placa 58 en torno al eje 60, y en consecuencia la orientación de
los ejes de mira 40 y de iluminación 50 en torno a este eje, para
una mira pro grado, lateral o retrógrada.
Claims (8)
1. Endoscopio con mira distal desviada para la
detección de defectos de piezas por medio de una técnica de
líquidos penetrantes, que comprende un tubo rígido (10) que contiene
unos medios de iluminación y unos medios de observación,
comprendiendo los medios de observación un
prisma de mira (30) montado en el extremo distal del tubo y que
definiendo un eje lateral de mira (40), y unos medios de transmisión
de imagen que se extienden entre el prisma de mira (30) y el
extremo proximal del tubo,
comprendiendo los medios de iluminación un
prisma de iluminación (48) montado en el extremo distal del tubo y
que define un eje de iluminación (50) sensiblemente paralelo al eje
de mira (40), caracterizado porque:
- -
- los medios de iluminación comprenden unos medios (44) de guiado de la luz que son transparentes a la radiación ultravioleta y que se extienden a lo largo del eje del tubo para desembocar en el prisma de iluminación (48), que desvía el haz luminoso ultravioleta que sale de los medios de guiado (44) para dirigirlo en una dirección sensiblemente paralela al eje de mira (40), siendo este prisma de reflexión unidireccional y realizado de cuarzo o vidrio transparente a la radiación ultravioleta,
- -
- y el prisma de mira (30) y el prisma de iluminación (48) se montan transversalmente lado a lado en el extremo distal del tubo en una misma placa (58) que puede girar alrededor de un eje transversal (60) perpendicular o sensiblemente perpendicular a los ejes de mira (40) y de iluminación (50), y están separados por una pantalla (56) opaca a la radiación ultravioleta que es portada o formada por la placa (58) que porta los prismas.
2. Endoscopio según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de transmisión de imagen
comprenden un objetivo (32) y una serie de lentes acromáticas (34)
así como un prisma corrector proximal (42) de rectificación de la
imagen invertida proporcionada por el prisma de objetivo (30).
3. Endoscopio según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende unos medios (70, 72,74) de
control del giro de la placa (58) desde el extremo proximal del
tubo (10).
4. Endoscopio según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el eje de mira (40) y el
eje de iluminación (50) son sensiblemente convergentes.
5. Endoscopio según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque los medios (44) de guiado
de luz ultravioleta comprenden un cable de fibras de cuarzo, o un
cable de fibras de material plástico apropiado o una envoltura
estanca rellena de un líquido apropiado.
6. Endoscopio según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque los medios (44) de guiado
de la luz ultravioleta comprenden un extremo proximal (52) externo
al tubo (10) y provisto de una boquilla (54) de conexión a una
fuente de luz ultravioleta.
7. Endoscopio según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque los medios (44) de guiado de luz
ultravioleta tienen un extremo proximal montado en una base
solidaria del tubo (10) y destinada a ser conectada a un conductor
de luz exterior al tubo (10).
8. Endoscopio según la reivindicación 7,
caracterizado porque el conductor de luz exterior al tubo
(10) es una envoltura rellena de un líquido apropiado.
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