RU2239179C1

RU2239179C1 - Radio-optical endoscope

Info

Publication number: RU2239179C1
Application number: RU2003128654/28A
Authority: RU
Inventors: А.А. Кеткович (RU); А.А. Кеткович; В.Я. Маклашевский (RU); В.Я. Маклашевский
Original assignee: Войсковая часть 75360; Кеткович Андрей Анатольевич; Маклашевский Виктор Яковлевич
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: x-ray optics.

SUBSTANCE: case of endoscope has visual-optical channels for projecting object image to CCD-array. The channels are optically integrated by means of mirrors and prisms. Radio-optical channel has focon end of which is provided with roentgen-luminophor, fiber-optic regular braid, output focon which is integrated with its ends with braid and input fiber-optic spacer of electro-optical luminance amplifier, mirror and collimator lens. Visual-optical channel has lens, regular braid, eye-piece, illuminating braid and illuminating unit provided with lamp. There is optical attenuator installed in front of lamp. Endoscope additionally has two semitransparent mirrors made of acrylic plastic. First mirror is installed inside radio-optical channel at its input between first mirror and roentgen-luminophor of focon. Second mirror is installed at the output of endoscope on optical axis of lens which is installed in front of output end of image luminance amplifier. Collecting lens made of acrylic plastic is installed between first mirror and additional semitransparent mirror. Point diaphragm is installed in perpendicular to optical axis of lens. Point diaphragm is radiated by first additional light-emitting diode. Scale is installed in front of second additional semitransparent mirror. Scale is radiated by second additional light-emitting diode.

EFFECT: improved efficiency of application of endoscope.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и более конкретно - к средствам комплексной визуальной и радиационной дефектоскопии изделий, находящихся в труднодоступных полостях.The invention relates to the field of non-destructive testing and, more specifically, to means of integrated visual and radiation inspection of products located in hard-to-reach cavities.

Известно устройство для комплексного визуального и радиационного контроля объектов в труднодоступных полостях, состоящее из расположенных в одном корпусе 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 или цветной телевизионной системы. Получаемые изображения полностью вписываются в растр ПЗС-матрицы телевизионной системы с помощью поликоллиматорной оптической системы с телецентрическим ходом лучей между элементами.A device is known for complex visual and radiation monitoring of objects in hard-to-reach cavities, consisting of two optically conjugated optical systems — visual and X-ray information channels — which are structurally combined in two buildings and are located in the same housing. The device allows you to create, transmit and play simultaneously or sequentially x-ray and visual image of objects using a single black and white or color television system. The resulting images are fully integrated into the raster of the CCD matrix of the television system using a multi-collimator optical system with a telecentric ray path between the elements.

К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность фиксации на экране монитора области формирования рентгеновского изображения объекта, соответствующей размерам рентгеноколюминесцентного преобразователя на входе фокона рентгенооптического канала, а также неопределенность величины масштаба переноса изображения в визуально-оптическом канале затрудняет измерение размеров дефектов и/или элементов конструкции объекта при их визуальном наблюдении.The disadvantages of this device include the impossibility of fixing on the monitor screen the area of formation of the x-ray image of the object corresponding to the size of the x-ray transducer at the input of the foci of the x-ray optical channel, as well as the uncertainty of the scale of image transfer in the visual-optical channel makes it difficult to measure the size of defects and / or structural elements of the object when their visual observation.

Действительно, в процессе контроля эндоскоп может располагаться в контролируемой полости на различных расстояниях от поверхности контролируемого объекта, причем величины этих расстояний, как правило, неизвестны оператору. При этом изображение объекта в визуально-оптическом канале остается резким за счет применения в эндоскопах объективов с малым значением фокусного расстояния и, соответственно, большой глубиной резкости в пространстве объектов. В то же время масштаб этого изображения, пропорциональный расстоянию от объекта до объектива эндоскопа, изменяется в значительных пределах, что делает практически невозможным измерение размеров дефектов.Indeed, in the control process, the endoscope can be located in a controlled cavity at various distances from the surface of the controlled object, and the magnitude of these distances, as a rule, is unknown to the operator. At the same time, the image of the object in the visual-optical channel remains sharp due to the use of endoscopes with lenses with a small focal length and, accordingly, a large depth of field in the space of objects. At the same time, the scale of this image, proportional to the distance from the object to the endoscope lens, varies significantly, which makes it almost impossible to measure the size of the defects.

Все это снижает эффективность применения эндоскопа.All this reduces the effectiveness of the endoscope.

Цель изобретения - устранение этих недостатков.The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages.

Для этого в рентгенооптический эндоскоп (РОЭ) для комплексного рентгеновского и визуального контроля объектов, находящихся в труднодоступных полостях, содержащий 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 рентгенооптический канал содержит фокон с расположенным на его торце рентгенолюминоформ, 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, система для оптического совмещения каналов на входе устройства, состоящая из зеркала и полупрозрачного зеркала, оптическую систему для совмещения каналов на выходе устройства 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 обеспечивает совпадение оптических осей коллиматорного объектива рентгенооптического 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/A и f₂/f₃=d/A, где D и d - размеры выходных торцов волоконно-оптической шайбы и регулярного жгута волоконно-оптического канала соответственно; А - размер ПЗС-матрицы, первое зеркало из оргстекла выполнено полупрозрачным, в эндоскоп дополнительно введены два полупрозрачных зеркала из оргстекла, первое из которых установлено на оптической оси эндоскопа под углом 45° к ней, а на его входе между первым зеркалом и рентгенолюминофором фокона рентгенооптического канала, второе установлено на выходе эндоскопа на оптической оси объектива, установленного перед выходным торцом усилителя яркости изображения под углом 45° к этой оси, между первым зеркалом и первым дополнительным полупрозрачным зеркалом установлена положительная линза из оргстекла, диаметр которой равен входному диаметру фокона D_ф на входе рентгенооптического канала, в заднем фокусе линзы, расположенном на оси, проходящей через центр первого дополнительного полупрозрачного зеркала, перпендикулярно оптической оси линзы, установлена точечная диафрагма, освещаемая с помощью первого дополнительного светодиода, что позволяет сформировать на выходе линзы коллимированный пучок света, соосный с оптической осью эндоскопа и формирующий на контролируемой поверхности изображение светящего диска диаметром D_л=D_ф, величина которого остается постоянной при осевых перемещениях эндоскопа, перед вторым дополнительным полупрозрачным зеркалом на оси, проходящей через его центр перпендикулярно оптической оси объектива, установленного перед выходным торцом усилителя яркости изображения, в плоскости, оптически сопряженной с помощью второго дополнительного полупрозрачного зеркала с плоскостью выходного торца усилителя яркости изображения, совпадающей с фокальной плоскостью установленного перед ним объектива, установлена шкала, освещаемая с помощью второго дополнительного светодиода с расположенной перед ним конденсорной линзой и проектируемой с помощью установленных перед выходным торцом усилителя яркости изображения объектива с фокусным расстоянием f₃, прямоугольной призмы, полупрозрачного зеркала и коллиматорного объектива с фокусным расстоянием f₃ на вход ПЗС-матрицы телевизионной системы с масштабом изображения, равным отношению фокусных расстояний объективов f₁ и f₃.For this purpose, in an X-ray optical endoscope (ROE) for complex X-ray and visual inspection of objects located in hard-to-reach cavities, containing a housing with optically conjugated X-ray optical and visual-optical channels for projecting an image of the object onto the CCD matrix of the television system, which forms an image on the monitor moreover, the x-ray optical channel contains a focon with x-ray luminoforms located at its end, a regular fiber optic bundle, an output focon, and composts ovanny ends with wiring and the input optical fiber washer electron optical amplifier luminance collimating lens with a focal length f _1, a focal plane of which coincides with the output end of the optical fiber washer and the mirror, the visual-optical channel includes a lens, a regular harness, ocular with a focal length f _2, a focal plane of which coincides with the output end of the regular harness, harness and a lighting fixture with a lamp unit, which is mounted in front of the optical attenuator to the optical system one alignment channel inlet device, consisting of a mirror and a semitransparent mirror, an optical system for combining the channels on the output device with the included composition Rentgenooptichesky channel mirrors and a beamsplitter, and a collimator lens with a focal length f _3, a focal whose plane coincides with the plane of the photosensitive layer of the CCD matrix of the television system and projecting the image onto the CCD matrix, wherein the mirror of the X-ray optical channel and the beam splitter are set enes parallel to each other, forming a periscope system and ensures coincidence of the optical axes of the X-ray optical channel collimator lens, an eyepiece visual optical channel and the collimator lens with a focal length f _3, wherein focal lengths f _1, f _2, f ₃ satisfy the following relations: f ₁ / f ₃ = D / A and f ₂ / f ₃ = d / A, where D and d are the sizes of the output ends of the fiber optic washer and the regular bundle of the fiber optic channel, respectively; A is the size of the CCD matrix, the first plexiglass mirror is translucent, two translucent plexiglass mirrors are additionally introduced into the endoscope, the first of which is mounted on the optical axis of the endoscope at an angle of 45 ° to it, and at its entrance between the first mirror and the x-ray phosphor of the x-ray optical focon channel, the second is installed at the output of the endoscope on the optical axis of the lens mounted in front of the output end of the image brightness amplifier at an angle of 45 ° to this axis, between the first mirror and the first additional half-window nym mirror installed positive lens made of plexiglass, the diameter of which is equal to the inlet diameter of focon D _f on the x-ray input of channel, in the rear focus lens is located on an axis passing through the center of the first additional semitransparent mirrors, perpendicular to the optical axis of the lens, installed pinhole illuminated by using the first additional LED, which allows you to form a collimated beam of light at the output of the lens, coaxial with the optical axis of the endoscope and forming on a controlled turn NOSTA image luminous disk diameter D _l = D _f, whose value remains constant during axial movements of the endoscope, before the second additional semitransparent mirror on an axis passing through its center perpendicular to the optical axis of the lens mounted in front of the output end of the image intensifier, a plane optically conjugate using the second additional translucent mirror with the plane of the output end of the image brightness amplifier, coinciding with the focal plane installed in front of m of the lens, a scale is installed, illuminated with the help of a second additional LED with a condenser lens located in front of it and designed using an image brightness amplifier mounted in front of the output end of the lens with a focal length f ₃ , a rectangular prism, a translucent mirror and a collimator lens with a focal length f ₃ on the input of the CCD matrix of the television system with an image scale equal to the ratio of the focal lengths of the lenses f ₁ and f ₃ .

Схема РОЭ поясняется фиг.1-3.The layout of the ROE is illustrated in figures 1-3.

На фиг.1 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.Figure 1 shows the source of x-ray radiation 1, the investigated object 2, as well as elements of the x-ray and visual-optical channels. ROE consists of two optically coupled systems located in a single building and structurally combined — visual and x-ray information channels.

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 с 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.The x-ray optical channel consists of a focon 6 with an X-ray phosphor 5 located on its end, protected by a foil 4, a regular fiber optic bundle 7, an output focon 8, joined by ends with a bundle 7, and an input fiber-optic washer of an electron-optical image brightness amplifier (URN) 9 and a collimator lens 10 with a focal length f ₁ , the focal plane of which coincides with the output end of the fiber optic washer of the INR.

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.The visual-optical channel consists of a regular bundle 16, a lens 15, an eyepiece 19 with a focal length f ₂ mounted so that its focal plane coincides with the output end of the bundle 16, and the illuminator unit 21 with a lamp 18 in front of which an optical attenuator 22 is mounted.

Оптическое совмещение рентгенооптического и визуально-оптического каналов на входе РСЭ 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 совмещение оптических осей объективов 10, 19 и 12.The optical combination of the x-ray optical and visual-optical channels at the input of the RSE is carried out using a system of translucent mirror 3 and mirror 14, providing a combination of the optical axes of both channels. The optical alignment of the channels at the output of the REE is carried out using a mirror 11, a beam splitter 20 and a collimator lens 12 with a focal length f ₃ , the focal plane of which coincides with the plane of the photosensitive layer of the CCD matrix 13 of the television system that forms the image on the monitor 23. Mirrors 11 and 20 are parallel to each other, forming a combination of the optical axes of the lenses 10, 19 and 12.

Между зеркалом 3 перископа и рентгенолюминофором 4 установлена положительная линза 14 из оргстекла, между линзой 14 и рентгенолюминофом 4 установлено первое дополнительное полупрозрачное зеркало 25 из оргстекла, а на оси, проходящей через его центр перпендикулярно оптической оси линзы в плоскости, совпадающей с фокальной плоскостью линзы 24, установлена точечная диафрагма 26 с диаметром d₀<<f_л, где f_л - фокусное расстояние линзы, освещаемая первым дополнительным светодиодом 27.A positive Plexiglas lens 14 is mounted between the periscope mirror 3 and the X-ray phosphor 4, the first additional translucent plexiglass mirror 25 is mounted between the 14 lens and the X-ray phosphor 4, and on the axis passing through its center perpendicular to the optical axis of the lens in a plane coinciding with the focal plane of the lens 24 , a point aperture 26 is installed with a diameter of d ₀ << f _l , where f _l is the focal length of the lens illuminated by the first additional LED 27.

На оптической оси объектива 10, установленного перед выходным торцом усилителя яркости изображения 9, расположено под углом 45° к ней второе дополнительное полупрозрачное зеркало 28 из оргстекла. На оси, проходящей через центр полупрозрачного зеркала 28 перпендикулярно оси объектива 10, в плоскости, совпадающей с фокальной плоскостью этого объектива, расположена шкала 30, освещаемая вторым дополнительным светодиодом 32 с помощью конденсорной линзы 31.On the optical axis of the lens 10, installed in front of the output end of the image brightness amplifier 9, a second additional translucent plexiglass mirror 28 is located at an angle of 45 ° to it. On the axis passing through the center of the translucent mirror 28 perpendicular to the axis of the lens 10, in a plane coinciding with the focal plane of this lens, there is a scale 30 illuminated by the second additional LED 32 using a condenser lens 31.

Питание дополнительных светодиодов осуществляется с помощью стандартных блоков питания (на фиг.1 не показаны).The power supply of additional LEDs is carried out using standard power supplies (not shown in Fig. 1).

Рентгенооптический эндоскоп работает следующим образом. При включенном источнике рентгеновского излучения 1 на люмоноформе 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.X-ray endoscope works as follows. When the x-ray source 1 is switched on, on the luminoform 5, an image of the internal structure of object 2 arises, which, with the help of focons 6, 8 and a regular fiber optic bundle 7, is fed to the input of the INR 9, amplified by brightness by 10 ³ -10 ⁴ times and then using the lens 10, the mirror 11, the beam splitter 20 and the lens 12 is projected onto a black and white or color CCD matrix 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.The focal lengths of the lenses 10 and 12 are chosen so that for the system to ensure maximum information capacity, the image of the output screen of the NID with a diameter of D completely fits into the CCD matrix of size A, i.e. the ratio f ₁ / f ₃ = D / A holds true for the telecentric path of the rays between the lenses 10 and 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 описание изображения выходного торца жгута 16 в растр матрицы 13.When the lens is visually inspected, which can be done both when the X-ray source is turned off and when it is turned on, the object 2 is illuminated using a fiber 17, a mirror 14 and a translucent mirror 3 from the illuminator unit 21 with a lamp 18, which is adjustable in brightness by an attenuator 22. The image of the object in reflected light using a mirror 3, a mirror 14, a regular light guide 16 with a lens 15, an output lens 19 and a lens 12 is formed on the CCD matrix 13 and is also observed on the monitor 23. As in the case of x-ray channel, to ensure maximum information capacity of the image, the focal length of the lens 19 is selected from the condition f ₂ / f ₃ = d / A, which provides a complete description of the image of the output end of the bundle 16 in the raster matrix 13.

Отмеченные преимущества определяют промышленную полезность устройства и позволяют рекомендовать его при стендовых испытаниях и эксплуатации установок с турбинными и компрессорными агрегатами.The noted advantages determine the industrial usefulness of the device and allow it to be recommended for bench testing and operation of installations with turbine and compressor units.

При включенном светодиоде 27 на контролируемой поверхности объекта наблюдается светлый диск постоянного диаметра D=D_л=D_ф, размер которого не меняется при продольных перемещениях рентгеноэндоскопа. Диаметр освещаемой линзой 24 зоны равен диаметру рентгеновского пучка, попадающего на рентгенолюминофор.When the LED 27 is on, a light disk of constant diameter D = D _l = D _f is observed on the controlled surface of the object, the size of which does not change with longitudinal movements of the X-ray endoscope. The diameter of the zone 24 illuminated by the lens is equal to the diameter of the x-ray beam incident on the x-ray phosphor.

При наблюдении через визуально-оптический канал на экране монитора 23 оператор видит, даже при выключенном источнике рентгеновского излучения, изображение контролируемой поверхности, на фоне которого наблюдается светлый диск, размер которого, изменяющийся при осевом перемещении эндоскопа (Х₁-Х₂), определяет размер участка этой поверхности, просвечиваемой рентгеновским излучением (фиг.2).When observing through a visual-optical channel on the screen of the monitor 23, the operator sees, even with the X-ray source turned off, the image of the surface being monitored, against which a light disk is observed, the size of which changes with the axial movement of the endoscope (X ₁ -X ₂ ), determines the size plot of this surface, x-rayed (figure 2).

Питание светодиода 27 может быть импульсным, с частотой 1-10 Гц, что облегчает наблюдение светлого диска на сложном фоне.The power of the LED 27 can be pulsed, with a frequency of 1-10 Hz, which facilitates the observation of a light disk on a complex background.

Степень эллиптичности изображения диска характеризует перпендикулярность оптической оси рентгеноэндоскопа к поверхности объекта.The degree of ellipticity of the disk image characterizes the perpendicularity of the optical axis of the x-ray endoscope to the surface of the object.

Масштаб рентгеновского изображения остается постоянным независимо от осевых перемещений эндоскопа. Его величина, приведенная к плоскости выходного торца, усиливается яркостью изображения, оптически сопряженной с плоскостью шкалы, равен М_р=1 при условии равенства торцов фоконов 6 и 8 и торцов волоконно-оптических пластин на входе и выходе усилителя яркости изображений, что часто встречается на практике. При этом размер дефекта на рентгеновском изображении численно равен числу деления шкалы (h), приходящихся на его изображение, умноженному на цену деления (C) т.е. t_p=h· с.The scale of the x-ray image remains constant regardless of the axial movements of the endoscope. Its value, reduced to the plane of the output end, is enhanced by the brightness of the image optically conjugated to the plane of the scale, is equal to M _p = 1 provided that the ends of the focons 6 and 8 are equal to the ends of the fiber-optic plates at the input and output of the image brightness amplifier, which is often found on practice. In this case, the size of the defect in the x-ray image is numerically equal to the number of division of the scale (h) falling on its image, multiplied by the division price (C) i.e. t _p = h

Например, в случае использования стандартных линейных шкал на стекле (ГОСТ 25708-83) с ценой деления 0,1 мм для h=12 получим t_p=12· 0,1=1,2 мм.For example, in the case of using standard linear scales on glass (GOST 25708-83) with a division price of 0.1 mm for h = 12, we obtain t _p = 12 · 0.1 = 1.2 mm.

Понятно, что размер деления шкалы на экране монитора равен С_тv=М_тv· C, где М_тv=S/A_x - увеличение телевизионного канала, А и S - размеры ПЗС-матрицы и экрана монитора соответственно.It is clear that the size of the scale division on the monitor screen is C _tv = M _tv · C, where M _tv = S / A _x is the increase in the television channel, A and S are the sizes of the CCD matrix and the monitor screen, respectively.

Так, при А=10 мм и S=500 мм М_тv=50^х, а размер деления шкалы на экране С_тv=50· 0,1=50 мм, что эргономически целесообразно.So, with A = 10 mm and S = 500 mm M _tv = 50 ^x , and the size of the scale on the screen With _tv = 50 · 0.1 = 50 mm, which is ergonomically feasible.

Если М_р=1, то он определяется стандартным методом, т.е. калибровкой по изображению объекта известного размера, помещаемого перед рентгенолюминофором (например, стандартных эталонов чувствительности). Определенный при этом масштаб остается, как уже от отмечалось, постоянным при осевых перемещениях эндоскопа, т.е. всегда М_р=const.If M _p = 1, then it is determined by the standard method, i.e. calibration using an image of an object of known size placed in front of the X-ray phosphor (for example, standard sensitivity standards). The scale defined in this case remains, as already noted, constant during axial movements of the endoscope, i.e. always M _p = const.

Масштаб оптического изображения, наоборот, существенно зависит от осевых перемещений эндоскопа, т.е. расстояния объектива визуально-оптического канала от объекта (фиг.3).The scale of the optical image, on the contrary, substantially depends on the axial movements of the endoscope, i.e. the distance of the objective of the visual-optical channel from the object (figure 3).

Масштаб оптического изображения М_о=х/f_о, где х - расстояние от переднего фокуса объектива визуально-оптического канала до объекта, f_о - фокусное расстояние объектива до объекта.The scale of the optical image is M _o = x / f _o , where x is the distance from the front focus of the lens of the visual-optical channel to the object, f _o is the focal length of the lens to the object.

На фиг.3 расстояние х для наглядности нанесено в безразмерных единицах, равных отношению фокусного расстояния объекта f_о к величине х, т.е. х’=х/f_о.In Fig. 3, for clarity, the distance x is plotted in dimensionless units equal to the ratio of the focal length of the object f _about to the value x, i.e. x '= x / f _about .

Определение текущего значения оптического масштаба М_о в заявляемом устройстве возможно за счет наличия в поле зрения визуально-оптического канала объекта постоянного размера, конкретно - изображение светлого диска с диаметром D_л=const на контролируемой поверхности. Очевидно, что M_o=D_л/D_л’, где D_л - размер изображения диска в плоскости ПЗС-матрицы, оптически сопряженной с измерительной шкалой.The determination of the current value of the optical scale M _о in the inventive device is possible due to the presence in the field of view of the visual-optical channel of an object of constant size, specifically, an image of a light disk with a diameter D _l = const on a controlled surface. Obviously, M _o = D _l / D _l ', where D _l is the size of the disk image in the plane of the CCD matrix, optically conjugated to the measuring scale.

Определение текущего значения М_о, а следовательно, и цены деления шкалы С_о и размера дефекта для визуально-оптического канала может быть легко автоматизировано при использовании ПЭВМ. на вход которой поступает видеосигнал от ПЗС-матрицы эндоскопа.The determination of the current value of M _o and, consequently, the price of the division of the scale C _o and the defect size for the visual-optical channel can be easily automated using a PC. the input of which receives a video signal from the CCD matrix of the endoscope.

Claims

An X-ray optical endoscope for complex x-ray and visual inspection of objects located in hard-to-reach cavities, comprising a housing with optically paired x-ray optical and visual-optical channels located therein for projecting an image of an object onto a CCD matrix of a television system that forms an image on a monitor, wherein the x-ray optical channel contains a focon with an x-ray phosphor located at its end, a regular fiber optic tourniquet, an output trick connected to the ends with a bundle and an input fiber-optic washer of an electron-optical brightness amplifier, a collimator lens with a focal length f ₁ , the focal plane of which coincides with the output end of the fiber-optic washer, and a mirror, a visual-optical channel contains a lens, a regular bundle, an eyepiece with a focal length distance f _2, a focal plane of which coincides with the output end of the regular harness, harness and a lighting fixture with a lamp unit, which is installed in front of an optical attenuator system consisting of mirrors and floor transparent mirror for optical alignment channels at the output device, the optical system for combining the channels on the output device with the included composition X-channel mirror and the beam splitter and a collimator lens with a focal length f _3, a focal plane of which coincides with the plane of the photosensitive layer CCDs a television system and projecting an image onto a CCD matrix, the mirror of the X-ray optical channel and the beam splitter being installed parallel to each other other to form a periscope system, and provides a coincidence of the optical axes Rentgenooptichesky channel collimator lens, an eyepiece visual optical channel and the collimator lens with a focal length f _3, wherein focal lengths f _1, f _2, f ₃ satisfy the following relations: f ₁ / f ₃ = D / A and f ₂ / f ₃ = d / A, where D and d are the sizes of the output ends of the fiber optic washer and the regulatory bundle of the visual optical channel, respectively; A is the size of the CCD matrix, characterized in that the first plexiglass mirror is translucent, two translucent plexiglass mirrors are added to the endoscope, the first of which is mounted on the optical axis of the endoscope at an angle of 45 ° to it at its entrance between the first mirror and the X-ray phosphor X-ray optical channel, the second is installed at the output of the endoscope on the optical axis of the lens mounted in front of the output end of the image brightness amplifier at an angle of 45 ° to this axis, between the first mirror and the first With a translucent mirror, a positive plexiglass lens is installed, the diameter of which D _L is equal to the input diameter of the focon D _Ф at the input of the X-ray optical channel, a point diaphragm is installed at the rear focus of the lens located on the axis passing through the center of the first additional translucent mirror perpendicular to the optical axis of the lens, illuminated by the first additional LED, which allows you to form at the output of the lens coaxial with the optical axis of the endoscope and forming on a controlled surface The image of the luminous disk diameter D _R = D _F, whose value remains constant during axial movements of the endoscope, before the second additional semitransparent mirror on an axis passing through its center perpendicular to the optical axis of the lens mounted to the output end of the image intensifier in the optically conjugated plane by a second an additional translucent mirror with a plane of the output end of the image brightness amplifier that coincides with the focal plane of the lens mounted in front of it, a scale is illuminated using a second additional LED with a condenser lens located in front of it and designed using an image brightness lens mounted in front of the output end of the amplifier with a focal length of a rectangular prism, a translucent mirror and a collimator lens with a focal length at the input of a CCD matrix of a television system with a scale image equal to the ratio of the focal lengths of the lenses f ₁ and f ₃ .