RU180587U1

RU180587U1 - TELEVISION ENDOSCOPE

Info

Publication number: RU180587U1
Application number: RU2017120931U
Authority: RU
Inventors: Матвей Нестерович Барашев
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-06-19

Abstract

Полезная модель относится к оптическим приборам, в частности к средствам неразрушающего контроля внутренних поверхностей полых нагретых тел, и может быть использована в составе телевизионных систем контроля газовых турбин, а также в производствах с высокотемпературными процессами. Заявленный телевизионный эндоскоп для визуального исследования дефектов на внутренних поверхностях высокотемпературных полостей, корпус которого выполнен в виде трубки, содержащей не менее двух отверстий, одно из которых служит для подвода охлаждающего газа, а другое для ввода изображения и выхода потока газа. Также телевизионный эндоскоп содержит напротив отверстия ввода изображения зеркало, расположенное под углом 45° к оси корпуса, и линзу, расположенную между отверстием ввода изображения и зеркалом. Корпус снабжен экраном в виде трубки, расположенной коаксиально с корпусом, закрытой со стороны зеркала. При этом экран имеет отверстие ввода изображения, расположенное напротив линзы, отверстие для подвода охлаждающего газа и отверстия малого диаметра для выхода охлаждающего газа, расположенные на боковой поверхности и торце, обращенном к зеркалу, а внешняя поверхность экрана покрыта светоотражающим слоем. Технический результат - повышение предельных значений температуры эксплуатации эндоскопа и увеличение его ресурса.1 илл.The utility model relates to optical devices, in particular to non-destructive testing of the internal surfaces of hollow heated bodies, and can be used as part of television gas turbine control systems, as well as in industries with high-temperature processes. The claimed television endoscope for visual examination of defects on the internal surfaces of high-temperature cavities, the casing of which is made in the form of a tube containing at least two holes, one of which serves to supply cooling gas, and the other to enter the image and exit the gas stream. Also, the television endoscope contains, opposite the image input hole, a mirror located at an angle of 45 ° to the axis of the housing, and a lens located between the image input hole and the mirror. The housing is provided with a screen in the form of a tube located coaxially with the housing, closed on the side of the mirror. In this case, the screen has an image input hole opposite the lens, an opening for supplying cooling gas and small-diameter holes for the exit of cooling gas located on the side surface and the end facing the mirror, and the outer surface of the screen is coated with a reflective layer. The technical result is an increase in the limiting values of the operating temperature of the endoscope and an increase in its resource. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к оптическим приборам, в частности к средствам неразрушающего контроля внутренних поверхностей полых нагретых тел, и может быть использована в составе телевизионных систем контроля газовых турбин, а также в производствах с высокотемпературными процессами.The utility model relates to optical devices, in particular to non-destructive testing of the internal surfaces of hollow heated bodies, and can be used as part of television gas turbine control systems, as well as in industries with high-temperature processes.

Известен телевизионный эндоскоп (RU 2457521, G02B 23/24, 2012), который используется для наблюдения и контроля внутренних поверхностей полых нагретых тел. Внешний корпус эндоскопа конструктивно выполнен в виде трубки с закрепленным на одном из концов зеркалом, расположенным под углом 45° к оси корпуса. Боковая поверхность корпуса содержит не менее двух отверстий, одно из которых служит для подвода потока охлаждающего газа, другое - для ввода изображения и выхода потока газа. Корпус и зеркало изготовлены из тугоплавких материалов, стойких к окислению.A known television endoscope (RU 2457521, G02B 23/24, 2012), which is used to monitor and control the internal surfaces of hollow heated bodies. The outer casing of the endoscope is structurally made in the form of a tube with a mirror fixed at one end and located at an angle of 45 ° to the axis of the casing. The side surface of the housing contains at least two holes, one of which serves to supply a flow of cooling gas, the other to enter an image and exit the gas stream. The body and mirror are made of refractory materials that are resistant to oxidation.

Известен телевизионный эндоскоп (RU 2527663, G02B 23/24, 2012), аналогичный предыдущему, который с целью увеличение углового поля зрения эндоскопа дополнительно оснащен термостойкой линзой, расположенной между отверстием ввода изображения и зеркалом. При этом линза, обдувается потоком движущегося газа. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа, так как является наиболее близким к предлагаемой полезной модели.A known television endoscope (RU 2527663, G02B 23/24, 2012), similar to the previous one, which in order to increase the angular field of view of the endoscope is additionally equipped with a heat-resistant lens located between the image input hole and the mirror. In this case, the lens is blown by the flow of moving gas. This technical solution is selected as a prototype, as it is closest to the proposed utility model.

Недостатками указанных телевизионных эндоскопов является не эффективная система охлаждения, ограничивающая температуру их использования и снижающая ресурс эксплуатации без ухудшения качества передаваемого изображения. Корпус прототипа не защищен от нагрева излучением, а так же не защищен от нагрева через контакт с горячими газами исследуемого объекта. Охлаждающий газ, транспортируемый внутри корпуса, нагревается от разогретых стенок корпуса и поступает к зеркалу и линзе, обладая более высокой собственной температурой, что значительно снижает эффективность их охлаждения. Линза не имеет охлаждения со стороны, обращенной к исследуемому объекту, а зеркало не имеет охлаждения с обратной стороны. Поскольку линза обдувается потоком охлаждающего газа только по поверхности обращенной внутрь эндоскопа, противоположная ей, обращенная к высокотемпературному исследуемому объекту, поверхность линзы обладает более высокой температурой. Разница температур ведет к выгибанию линзы, изменяется кривизна ее обеих поверхностей, что меняет ее оптические характеристики. Аналогично искривляется и зеркало, в результате изображение исследуемого объекта искажается, а кроме этого и получение резкого изображения при этих условиях затруднительно.The disadvantages of these television endoscopes is an inefficient cooling system that limits the temperature of their use and reduces the service life without compromising the quality of the transmitted image. The prototype body is not protected from heating by radiation, and is also not protected from heating through contact with hot gases of the test object. The cooling gas transported inside the housing is heated from the heated walls of the housing and flows to the mirror and lens, having a higher intrinsic temperature, which significantly reduces the efficiency of their cooling. The lens does not have cooling from the side facing the object under study, and the mirror does not have cooling from the back. Since the lens is blown by the flow of cooling gas only along the surface facing the inside of the endoscope, the opposite side facing the high-temperature object under study, the surface of the lens has a higher temperature. The temperature difference leads to the bending of the lens, the curvature of its both surfaces changes, which changes its optical characteristics. The mirror is likewise bent, as a result, the image of the object under study is distorted, and in addition, obtaining a sharp image under these conditions is difficult.

Задача полезной модели заключается в повышении температурного диапазона эксплуатации и увеличение ресурса за счет использования в конструкции более эффективной газовой системы охлаждения.The objective of the utility model is to increase the temperature range of operation and increase the resource due to the use of a more efficient gas cooling system in the design.

Поставленная техническая задача решается созданием дополнительного контура охлаждения, направленного на эффективное охлаждение линзы, зеркала и корпуса эндоскопа. Для этих целей на корпус эндоскопа, выполненный в виде трубки, коаксиально с ним, устанавливается защитный экран, выполненный в виде трубки с внутренним диаметром большим, чем внешний диаметр корпуса. Торец экрана, обращенный к зеркалу, закрыт. Защитный экран оснащен отверстием для подачи охлаждающего газа в полость между корпусом и защитным экраном, отверстием для ввода изображения, которое служит и для выхода охлаждающего газа на внешнюю (обращенную к исследуемому объекту) поверхность линзы, а также отверстиями меньших размеров, которые расположены в стенках защитного экрана и на его торце, расположенном со стороны зеркала. Разница диаметров корпуса и экрана, размер указанных отверстий их количество определяются исходя из возможностей по расходу охлаждающего газа.The stated technical problem is solved by creating an additional cooling circuit aimed at efficient cooling of the lens, mirror, and endoscope body. For these purposes, a protective shield is installed on the endoscope body made in the form of a tube, coaxially with it, made in the form of a tube with an inner diameter larger than the outer diameter of the case. The end of the screen facing the mirror is closed. The protective screen is equipped with an opening for supplying cooling gas to the cavity between the housing and the protective screen, an opening for inputting an image, which also serves to exit the cooling gas to the external (facing the object under study) lens surface, as well as smaller openings located in the walls of the protective screen and at its end located on the side of the mirror. The difference between the diameters of the case and the screen, the size of the indicated holes, their number is determined based on the possibilities for the flow of cooling gas.

Внешняя поверхность защитного экрана покрыта светоотражающим слоем, уменьшающим нагрев защитного экрана излучением исследуемой высокотемпературной полости.The outer surface of the protective screen is covered with a reflective layer, which reduces the heating of the protective screen by radiation of the investigated high-temperature cavity.

Охлаждение линзы и зеркала производится с лицевых и обратных сторон. Охлаждающий газ, подаваемый внутри корпуса на лицевую поверхность зеркала и на линзу, транспортируется к ним с меньшим нагревом во время следования внутри корпуса, что обеспечивается защитным экраном, защищающим корпус от нагрева конвективным теплом и излучением.The lens and mirror are cooled from the front and back sides. The cooling gas supplied inside the case to the front surface of the mirror and to the lens is transported to them with less heat while following inside the case, which is provided by a protective screen that protects the case from heating by convective heat and radiation.

Более низкая температура охлаждающего газа подаваемого внутри корпуса обеспечивает более эффективный теплообмен между нагретыми поверхностями линзы и зеркала и охлаждающим их газом.The lower temperature of the cooling gas supplied inside the housing provides a more efficient heat transfer between the heated surfaces of the lens and mirror and the gas cooling them.

Обратная сторона зеркала охлаждается газом, транспортируемым в пространстве между корпусом и защитным экраном.The reverse side of the mirror is cooled by gas transported in the space between the housing and the protective screen.

Технический результат полезной модели - повышение предельных значений температуры эксплуатации эндоскопа и увеличение его ресурса без ухудшения качества передаваемого изображения.The technical result of the utility model is to increase the limiting values of the operating temperature of the endoscope and increase its life without compromising the quality of the transmitted image.

Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 схематически изображен общий вид телевизионного эндоскопа. Устройство состоит из зеркала 1, соединенного с корпусом 2, отверстия 3 для выхода газа из корпуса и отверстия 4 для подачи охлаждающего газа, линзы 5, телевизионного модуля 6, защитного экрана 7, отверстия в экране 8 предназначенного для ввода изображения и подачи охлаждающего газа на внешнюю поверхность линзы. Устройство имеет отверстия малого диаметра в стенках защитного экрана и на его торце, расположенном со стороны зеркала (на фиг. 1 не показаны).The utility model is illustrated in the drawing. In FIG. 1 schematically shows a general view of a television endoscope. The device consists of a mirror 1 connected to the housing 2, an opening 3 for gas outlet from the housing and an opening 4 for supplying cooling gas, a lens 5, a television module 6, a protective screen 7, an opening in a screen 8 for inputting an image and supplying cooling gas to the outer surface of the lens. The device has holes of small diameter in the walls of the protective screen and at its end located on the side of the mirror (not shown in Fig. 1).

Устройство работает следующим образом: корпус 2 телевизионного эндоскопа, выполненный в виде трубки, помещают в высокотемпературную зону исследуемого объекта и располагают таким образом, чтобы объект исследования находился в его поле зрения. При этом через входное отверстие 4 в корпус и в полость между корпусом и защитным экраном подают газ с определенным значением массового или объемного расхода, который охлаждает зеркало 1, линзу 5, стенки корпуса 2, стенки экрана и выходит через отверстия 3 и 8, а также через отверстия малого диаметра, расположенные на боковой поверхности и торце экрана, со стороны зеркала. Линза формирует изображение, которое регистрируется телевизионным модулем 6.The device operates as follows: the housing 2 of the television endoscope, made in the form of a tube, is placed in the high-temperature zone of the studied object and positioned so that the object of study is in its field of view. At the same time, gas is supplied through the inlet 4 into the housing and into the cavity between the housing and the protective shield with a certain mass or volume flow rate, which cools the mirror 1, the lens 5, the walls of the housing 2, the walls of the screen and exits through openings 3 and 8, and through holes of small diameter located on the side surface and the end of the screen, from the side of the mirror. The lens forms an image that is recorded by the television module 6.

Claims

A television endoscope for visual examination of defects on the internal surfaces of high-temperature cavities, the casing of which is made in the form of a tube containing at least two holes, one of which serves to supply cooling gas, and the other to enter the image and exit the gas stream, containing a mirror opposite the image input hole located at an angle of 45 ° to the axis of the housing, and a lens located between the image input hole and the mirror, characterized in that the housing is equipped with a screen in the form of a tube, located coaxially with the housing closed on the side of the mirror, the screen has an image input hole located opposite the lens, a cooling gas inlet and small diameter holes for cooling gas output, located on the side surface and the end facing the mirror, and the outer surface The screen is covered with a reflective layer.