RU2168166C2 - Рентгенооптический эндоскоп - Google Patents
Рентгенооптический эндоскоп Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168166C2 RU2168166C2 RU98105263A RU98105263A RU2168166C2 RU 2168166 C2 RU2168166 C2 RU 2168166C2 RU 98105263 A RU98105263 A RU 98105263A RU 98105263 A RU98105263 A RU 98105263A RU 2168166 C2 RU2168166 C2 RU 2168166C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- ray
- visual
- channel
- mirror
- Prior art date
Links
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а именно к устройствам рентгеновской и изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях. Рентгенооптический эндоскоп состоит из расположенных в едином корпусе и конструктивно объединенных двух оптически сопряженных оптических систем - визуального и рентгеновского информационных каналов. Устройство позволяет формировать, передавать и воспроизводить одновременно или последовательно рентгеновское и визуальное изображение объектов с помощью единой черно-белой телевизионной системы. Получаемые изображения полностью вписываются в растр ПЗС-матрицы телевизионной системы с помощью поликоллиматорной оптической системы с телецентрическим ходом лучей между элементами. Телевизионная система может быть выполнена на базе цветной ПЗС-матрицы и цветного монитора, что позволяет контролировать объекты по визуальному каналу в естественных цветах или спектрозональным методом, например, для спектрального контрастирования дефектов типа налетов и наплывов. Технический результат заключается в расширении технических возможностей устройства, а также в обеспечении максимальной емкости рентгеновского и оптического изображений объектов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно - к устройствам рентгеновской и/или изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях.
Известно устройство для радиационного контроля объектов в труднодоступных полостях, состоящее из волоконно-оптического жгута с фоконом на входном торце, на внешней стороне которого установлен люминофор, защищенный бериллиевой фольгой от механических повреждений и посторонних засветок, объектива, установленного перед выходным торцом световода и проектирующего его изображение на фотокатод электронно-оптического усилителя яркости изображения (УЯИ), выходной экран которого с помощью светосильного объектива оптически сопряжен с мишенью черно-белой телевизионной передающей трубки, формирующей видеоизображение, наблюдаемое на экране телевизионного монитора [1].
Недостатком устройства является невозможность наблюдения на мониторе одновременно с рентгеновским оптического изображения объекта, что затрудняет ориентировку системы в процессе контроля, а также потери света при переносе изображения с выходного торца волоконно-оптического жгута на фотокатод УЯИ с помощью объектива.
Наиболее близким предложенному является переносной флюороскоп типа ФП-4, разработанный МНПО "Спектр" [2], содержащий фокон с люминофором на входном торце, состыкованный с выходным торцом фокона световод, выходной торец которого находится в контакте с волоконно-оптической шайбой фотокатодного узла УЯИ, выходной экран которого наблюдается визуально с помощью окуляра с возможностью стыковки с черно-белой системой. В этом прототипе световые потери сведены до минимума, однако принципиальным его недостатком является, как и в первом устройстве, невозможность визуального контроля ориентации рентгенооптического преобразователя относительно объекта внутри контролируемой полости.
Таким образом, существует техническая задача объединения в одном устройстве - средств визуального осмотра объекта и одновременно наблюдения его рентгеновского изображения.
Предложено решение вышеуказанной технической задачи, основанное на совместном использовании в едином устройстве - рентгенооптическом эндоскопе (РОЭ) двух оптически сопряженных каналов - канала наблюдения рентгеновского изображения объекта и канала его визуального контроля.
При этом для фотометрического выравнивания яркостей изображений оптического и рентгеновского каналов использован оптический аттенюатор, например, в виде оптического клина, а для геометрического совмещения этих изображений в плоскости ПЗС-матрицы телевизионной системы РОЭ использована коллиматорная система с оптическим выравниванием размеров изображений за счет использования объективов с фокусными расстояниями, пропорциональными размерам соответствующих изображений.
Схема РОЭ поясняется чертежом, на котором изображены источник рентгеновского излучения 1, исследуемый объект 2, а также элементы рентгенооптического и визуально-оптического каналов. РОЭ состоит из расположенных в едином корпусе и конструктивно объединенных двух оптически сопряженных систем - визуального и рентгеновского информационных каналов.
Рентгенооптический канал состоит из фокона 6 с расположенным на его торце рентгенолюминофором 5, защищенным фольгой 4, волоконно-оптического регулярного жгута 7, выходного фокона 8, состыкованного торцами со жгутом 7 и входной волоконно-оптической шайбой электронно-оптического усилителя яркости изображения (УЯИ) 9 и коллиматорного объектива 10 с фокусным расстоянием f1, фокальная плоскость которого совпадает с выходным торцом волоконно-оптической шайбы УЯИ.
Визуально-оптический канал состоит из регулярного жгута 16, объектива 15, окуляра 19 с фокусным расстоянием f2, установленного так, что его фокальная плоскость совпадает с выходным торцом жгута 16, и блока осветителя 21 с лампой 18, перед которой установлен оптический аттенюатор 22.
Оптическое совмещение рентгенооптического и визульно-оптического каналов на входе РОЭ осуществляется с помощью системы из полупрозрачного зеркала 3 и зеркала 14, обеспечивающих совмещение оптических осей обоих каналов. Оптическое совмещение каналов на выходе РОЭ осуществляется с помощью зеркала 11, светоделителя 20 и коллиматорного объектива 12 с фокусным расстоянием f3, фокальная плоскость которого совпадает с плоскостью фоточувствительного слоя ПЗС-матрицы 13 телевизионной системы, формирующей изображение на мониторе 23. Зеркала 11 и 20 параллельны друг другу, образуя перископическую систему и обеспечивая совпадение оптических осей объективов 10, 19 и 12.
Рентгенооптический эндоскоп работает следующим образом. При включенном источнике рентгеновского излучения 1 на люминофоре 5 возникает изображение внутренней структуры объекта 2, которое с помощью фоконов 6, 8 и регулярного волоконно-оптического жгута 7 поступает на вход УЯИ 9, усиливается по яркости в 103 - 104 раз и затем с помощью объектива 10, зеркала 11, светоделителя 20 и объектива 12 проектируется на черно-белую или цветную ПЗС-матрицу 13.
Фокусные расстояния объективов 10 и 12 выбраны такими, чтобы для системы обеспечения максимальной информационной емкости изображение выходного экрана УЯИ диаметром D полностью вмещалось в ПЗС-матрицу размером А, т.е. имеет место соотношение
f1/f3 = D/A,
справедливое для телецентрического хода лучей между объективами 10 и 12.
f1/f3 = D/A,
справедливое для телецентрического хода лучей между объективами 10 и 12.
При визуальном контроле объектива, что может осуществляться как при выключенном источнике рентгеновского излучения, так и при его включенном состоянии, объект 2 освещается с помощью световода 17, зеркала 14 и полупрозрачного зеркала 3 от блока осветителя 21 с лампой 18, регулируемой по яркости аттенюатором 22. Изображение объекта в отраженном свете с помощью зеркала 3, зеркала 14, регулярного световода 16 с объективом 15, выходного объектива 19 и объектива 12 формируется на ПЗС-матрице 13 и наблюдается также на мониторе 23. Как и в случае рентгеновского канала, для обеспечения максимальной информационной емкости изображения фокусное расстояние объектива 19 выбирается из условия
f2/f3 = d/A,
что обеспечивает полное вписание изображения выходного торца жгута 16 в растр матрицы 13.
f2/f3 = d/A,
что обеспечивает полное вписание изображения выходного торца жгута 16 в растр матрицы 13.
При работе РОЭ возможно как раздельное, так и параллельное использование рентгенооптического и визуально-оптического каналов. Методически целесообразно вначале осуществить осмотр изделия с помощью визуального канала, выбрать нужный участок контроля, а затем перейти к рентгенотелевизионному контролю. Оптимизация взаимного расположения находящегося снаружи объекта рентгеновского излучателя и входного торца РОЭ производится при этом за счет взаимных юстировочных перемещений.
Оба изображения могут записываться на видеомагнитофон, фотографироваться, вводиться в ПЭВМ с помощью стандартных средств.
На чертеже представлена упрощенная схема РОЭ, которая может быть дополнена механизмами изгиба его передней (дистальной) части с помощью традиционных устройств (тросики типа Боуден, шарнирные механизмы и т.д.), что, в случае выполнения корпуса устройства из гибкого или полужесткого металлорукава, придает ему дополнительные функциональные возможности при осмотре полостей особо сложной конфигурации.
Отмеченные преимущества определяют промышленную полезность устройства и позволяют рекомендовать его при стендовых испытаниях и эксплуатации установок с турбинными и компрессорными агрегатами.
Claims (2)
1. Устройство для комплексного рентгеновского и визуального контроля объектов, находящихся в труднодоступных полостях, содержащее корпус с расположенными в нем оптически сопряженными рентгенооптическим и визуально-оптическим каналами для проецирования изображения объекта на ПЗС-матрицу телевизионной системы, формирующую изображение на мониторе, причем рентгено-оптический канал содержит фокон с расположенным на его торце рентгенолюминофором, волоконно-оптический регулярный жгут, выходной фокон, состыкованный торцами с жгутом и входной волоконно-оптической шайбой электронно-оптического усилителя яркости, коллиматорный объектив с фокусным расстоянием f1, фокальная плоскость которого совпадает с выходным торцом волоконно-оптической шайбы, и зеркало, визуально-оптический канал содержит объектив, регулярный жгут, окуляр с фокусным расстоянием f2, фокальная плоскость которого совпадает с выходным торцом регулярного жгута, осветительный жгут и блок осветителя с лампой, перед которой установлен оптический аттенюатор, отличающееся тем, что оптическое совмещение каналов на входе устройства осуществляется с помощью системы, состоящей из зеркала и полупрозрачного зеркала, оптическое совмещение каналов на выходе устройства осуществляется с помощью входящего в состав рентгенооптического канала зеркала и светоделителя, а также коллиматорного объектива с фокусным расстоянием f3, фокальная плоскость которого совпадает с плоскостью фоточувствительного слоя ПЗС-матрицы телевизионной системы и осуществляющего проецирование изображения на ПЗС-матрицу, причем зеркало рентгенооптического канала и светоделитель установлены параллельно друг другу, образуя перископическую систему, и обеспечивают совпадение оптических осей коллиматорного объектива рентгено-оптического канала, окуляра визуально-оптического канала и коллиматорного объектива с фокусным расстоянием f3, при этом фокусные расстояния f1, f2, f3 удовлетворяют
следующим соотношениям: f1/f3 = D/А и f2/f3 = d/А, где D и d - размеры выходных торцов волоконно-оптической шайбы и регулярного жгута визуально-оптического канала соответственно; А - размер ПЗС-матрицы.
следующим соотношениям: f1/f3 = D/А и f2/f3 = d/А, где D и d - размеры выходных торцов волоконно-оптической шайбы и регулярного жгута визуально-оптического канала соответственно; А - размер ПЗС-матрицы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что телевизионная система выполнена на базе цветной ПЗС-матрицы и цветного монитора для обеспечения возможности контроля объекта по визуально-оптическому каналу в естественных цветах и/или спектрозональным методом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105263A RU2168166C2 (ru) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Рентгенооптический эндоскоп |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105263A RU2168166C2 (ru) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Рентгенооптический эндоскоп |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98105263A RU98105263A (ru) | 2000-01-10 |
RU2168166C2 true RU2168166C2 (ru) | 2001-05-27 |
Family
ID=20203728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98105263A RU2168166C2 (ru) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Рентгенооптический эндоскоп |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168166C2 (ru) |
-
1998
- 1998-03-30 RU RU98105263A patent/RU2168166C2/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Бычков О.Д. Контроль внутренних поверхностей. - М.: Энергия, 1973, с.120. * |
Переносной волоконно-оптический флюороскоп типа ФП-4. Проспект ЗАО МНПО "Спектр". - 1996. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5430475A (en) | Electronic endoscope apparatus having micro array on photoelectric conversion surface | |
US5989185A (en) | Endoscope apparatus | |
RU2359296C2 (ru) | Эндоскоп с ультрафиолетовым освещением (варианты) | |
US5633675A (en) | Shadow probe | |
US5005943A (en) | Rigid video-endoscope having a rotatable device for adjusting the orientation of an image relative to an image receiving device | |
CN1415267A (zh) | 荧光内窥镜装置和使用该装置在身体内对组织成像的方法 | |
JPH08507871A (ja) | 修正した高屈折率トンネルロッドを有する剛直な内視鏡及びその製造方法 | |
RU2539115C2 (ru) | Система для обеспечения двухпозиционного зуммирования-фокусировки | |
US4281929A (en) | Small diameter, deep bore optical inspection system | |
US6929604B2 (en) | Optic for industrial endoscope/borescope with narrow field of view and low distortion | |
RU2168166C2 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
JP2004029235A (ja) | 内視鏡 | |
JP3390410B2 (ja) | 広視野撮像装置及び広視野撮像表示装置 | |
JP2002541437A (ja) | 燃料集合体の検査方法とそのための小形内視鏡 | |
RU2386956C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2405138C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
JP2899127B2 (ja) | レンズ検査装置及びそれを用いたレンズの製造方法 | |
RU2239179C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2413205C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2377544C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2405137C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2405136C1 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
RU2483337C2 (ru) | Оптико-телевизионное устройство для дистанционного визуального контроля | |
RU2387979C2 (ru) | Рентгенооптический эндоскоп | |
JP2002112952A (ja) | 内視鏡装置 |