RU2293363C2 - Устройство для контроля внутренних поверхностей тел - Google Patents
Устройство для контроля внутренних поверхностей тел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293363C2 RU2293363C2 RU2004110973/28A RU2004110973A RU2293363C2 RU 2293363 C2 RU2293363 C2 RU 2293363C2 RU 2004110973/28 A RU2004110973/28 A RU 2004110973/28A RU 2004110973 A RU2004110973 A RU 2004110973A RU 2293363 C2 RU2293363 C2 RU 2293363C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- axis
- plane
- collimator lens
- translucent mirror
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Устройство содержит цилиндрический корпус с расположенными внутри него осветительной системой, состоящей из лампы накаливания и торической линзы, масштабной сетки и объектива системы наблюдения. Также в него введены телевизионная система, состоящая из ПЗС-матрицы, расположенной в фокальной плоскости объектива системы наблюдения, и видеоконтрольного устройства, коллиматорная линза, расположенная перед объективом системы наблюдения на его оси, совпадающей с продольной осью корпуса, полупрозрачное зеркало, установленное перед коллиматорной линзой на ее оптической оси под углом 45° к ней, два полупроводниковых микролазера с расположенными перед ними цилиндрическими линзами. Технический результат - расширение технических возможностей известных устройств. 2 ил.
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю, а более конкретно к устройствам визуального и измерительного контроля внутренней поверхности корпусов ракет, сосудов высокого давления и т.п. объектов.
Известно устройство для контроля внутренней поверхности объектов, содержащее цилиндрический корпус с последовательно установленными внутри него вдоль его продольной оси осветительной и электрической лампами, системой наблюдения, состоящей из конического зеркала кольцевого обзора, объектива световода, окуляра и масштабной сетки [1].
Недостатком данного устройства является невозможность наблюдения дефектов в направлении, ортогональном оптической оси устройства, и отсутствие телевизионного канала наблюдения.
Известно устройство, позволяющее вести наблюдение дефектов внутренней поверхности объектов с двух направлений с помощью телевизионных систем, оптические оси которых взаимно ортогональны и позволяют наблюдать дефект как в направлении прямого обзора, так и боковом направлении [2].
Недостаток данного устройства - отсутствие средств измерения размеров дефектов, а также определения их координат на внутренней поверхности контролируемого объекта.
Цель изобретения - устранение недостатков приведенных выше аналогов.
Для этого в устройство, содержащее цилиндрический корпус с последовательно расположенными внутри него вдоль его продольной оси осветительной системой, состоящей из лампы накаливания с тороидальной линзой, масштабной сетки и объектива системы наблюдения, дополнительно введены коллиматорная линза, расположенная перед объективом на его оси, телевизионная система, состоящая из ПЗС-матрицы, расположенной в плоскости изображения объектива системы наблюдения, и видеоконтрольного устройства, объектив выполнен панкреатическим с изменяемым фокусным расстоянием, полупрозрачное зеркало, установленное перед коллиматорной линзой на ее оптической оси под углом 45° к ней, два полупроводниковых микролазера с установленными перед ними цилиндрическими линзами, формирующими на внутренней поверхности контролируемого объекта два ортогональных световых штриха в виде светящегося перекрытия, центр перекрытия расположен в плоскости, проходящей через точку пересечения полупрозрачного зеркала с осью объектива перпендикулярно к ней и совпадающей с плоскостью, проходящей через световое кольцо, формируемое торической линзой на внутренней поверхности объекта, первый микролазер расположен в плоскости, проходящей через оптическую ось объектива, а формируемый им плоский световой расходящийся луч перпендикулярен к этой плоскости и наклонен к нормали поверхности объекта в точке ее пересечения с осью пучка под углом α≤arctg (S/H), где S - размер дефекта на поверхности объекта, Н - его глубина, а второй микролазер расположен в плоскости, перпендикулярной оси объектива и проходящей через точку ее пересечения с полупрозрачным зеркалом, и наклонен под углом α к плоскости расположения первого микролазера, фокусное расстояние коллиматорной линзы выбирается из соотношения f≥R+С, где R - радиус контролируемой внутренней поверхности объекта, С≥A/2, где/А - размер полупрозрачного зеркала, масштабная сетка расположена в фокальной плоскости коллиматорной линзы для обеспечения равномасштабности изображений дефекта и сетки, корпус устройства закреплен на механизме, обеспечивающем его продольное перемещение внутри контролируемого объекта вдоль продольной оси корпуса, с возможностью вращения корпуса относительно этой оси и отсчета величин перемещения корпуса и его поворота с помощью расположенных на механизме перемещения измерительных шкал для определения полярных координат залегания дефектов на внутренней поверхности объекта.
Схема устройства приведена на фиг.1.
Устройство содержит полый цилиндрический корпус 1, в котором вдоль его продольной оси последовательно установлены электрическая лампа 2, тороидальная линза 3, масштабная сетка 4, полупрозрачное зеркало 7, коллиматорная линза 8, объектив 9, ПЗС-матрица 10, полупроводниковые микролазеры 5 и 6 с цилиндрическими линзами, формирующими плоские расходящиеся пучки света, при этом первый микролазер 5 расположен в плоскости, проходящей через продольную ось корпуса 1, а его ось направлена на поверхность объекта к поверхности в точке падения луча лазера под углом α, второй микролазер 6 расположен в плоскости, проходящей через точку пересечения продольной оси корпуса перпендикулярно к ней, а его ось направлена на внутреннюю поверхность объекта под углом α, при этом плоские расходящиеся пучки света, формируемые установленными перед лазерами цилиндрическими линзами, взаимно перпендикулярны, корпус закреплен на оси 15, которая вращается в подшипнике 11, установленном на стойке 12, закрепленной на подвижной каретке 17, перемещаемой относительно основания 19 до направлению, совпадающему с продольной осью устройства, отсчет продольного перемещения ведется с помощью индекса каретки 17 по шкале 18, закрепленной на основании 18, угол поворота корпуса отсчитывается с помощью индекса 14 по лимбу 13, закрепленному на стойке 12.
Изображение масштабной шкалы и дефектов наблюдается на экране видеоконтрольного устройства 16.
Устройство работает следующим образом.
Тороидальная линза 3 формирует на внутренней поверхности изображение нити накала лампы 2 в виде светящегося кольца, контур которого повторяет рельеф изделия в плоскости, нормальной к оси корпуса 1 и совпадающей с плоскостью, проходящей через точку пересечения полупрозрачного зеркала 7 с продольной осью корпуса и перпендикулярной к ней. На экране видеоконтрольного устройства 16 оператор наблюдает изображение светящегося кольца. Одновременно он наблюдает участок внутренней поверхности объекта с проектируемыми на него лазерными полосками с помощью полупрозрачного зеркала 7, а также изображение масштабной шкалы 4 (см. фиг.2,а). При этом панкреатический объектив 9 видеосистемы наблюдения имеет минимальное фокусное расстояние.
При обнаружении дефекта, например при локальном искажении контура светящегося кольца, оператор вращает корпус 1 до появления на экране изображения дефекта в поле зрения полупрозрачного зеркала (фиг.2,а). Затем оператор изменяет фокусное расстояние панкреатического объектива до значения, при котором изображение дефекта занимает большую часть экрана (фиг.2,б), и, используя изображение масштабной сетки на экране, оценивает размеры дефекта в плоскости, ортогональной линии визирования объектива через полупрозрачное зеркало 7, а также его глубину и/или высоту по величине искривления лазерных полосок, спроектированных на него.
Масштабная шкала 4 и наблюдаемый с помощью системы бокового обзора участок внутренней поверхности объект равноудалены от коллиматорной линзы и расположены в ее фокальной плоскости, что обеспечивает равномасштабность их изображения и облегчает фокусировку объектива 9, работающего при этом в режиме фокусировки ″на бесконечность″, т.к. коллиматорная линза формирует параллельные пучки света, фокусное расстояние коллиматорной линзы выбирается из соотношения f′≥R+C, где R - внутренний радиус контролируемого объекта, С - конструктивный параметр, равный С≥А/2, где А - размер полупрозрачного зеркала. Таким образом, для измерения размеров дефекта достаточно оценить число делений масштабной шкалы, проходящее на его изображения, и умножить на цену этих делений, остающуюся постоянной при любом масштабе изображений, формируемых панкреатическим объективом 9, т.к. шкала и поверхность объекта оптически сопряжены.
Полярные координаты расположения дефекта определяются с помощью лимба 13 и шкалы 18.
Углы падения лазерных плоских пучков на контролируемую поверхность выбираются из условия α≥arctg(Н/S), где Н - максимальная глубина дефектов, S - размер в плоскости залегания (см. фиг.1).
Литература
1. Патент РФ и №1214259 "Устройство для контроля поверхности тел".
2. Промышленный видеоскоп IY6C6 фирмы OCympus, Япония (рекламный проспект прилагается).
Claims (1)
- Устройство для контроля внутренней поверхности объекта, содержащее цилиндрический корпус с последовательно расположенными внутри него вдоль его продольной оси осветительной системой, состоящей из лампы накаливания и торической линзы, масштабной сеткой и объективом системы наблюдения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены телевизионная система, состоящая из ПЗС-матрицы, расположенной в фокальной плоскости объектива системы наблюдения, и видеоконтрольного устройства, коллиматорная линза, расположенная перед объективом системы наблюдения на его оси, совпадающей с продольной осью корпуса, полупрозрачное зеркало, установленное перед коллиматорной линзой на ее оптической оси под углом 45° к ней, два полупроводниковых микролазера с расположенными перед ними цилиндрическими линзами, формирующими на внутренней поверхности объекта два ортогональных световых штриха в виде светящегося перекрестия, центр которого расположен в плоскости, проходящей через точку пересечения полупрозрачного зеркала с осью объектива перпендикулярно к ней и совпадающей с плоскостью, проходящей через световое кольцо, формируемое торической линзой на внутренней поверхности объекта, первый микролазер расположен в плоскости, проходящей через оптическую ось объектива, а формируемый им плоский световой расходящийся луч перпендикулярен к этой плоскости и наклонен к нормали поверхности объекта в точке ее пересечения с осью пучка под углом α<arctg(S/H), где S - размер дефекта на поверхности объекта, Н - его глубина, второй микролазер расположен в плоскости, перпендикулярной оси объектива и проходящей через точку ее пересечения с полупрозрачным зеркалом, и наклонен под углом α к плоскости расположения первого микролазера, фокусное расстояние коллиматорной линзы выбирается из соотношения f'≥R+C, где R - радиус контролируемой внутренней поверхности объекта, С≥А/2, где А - размер полупрозрачного зеркала, масштабная сетка расположена в фокальной плоскости коллиматорной линзы для обеспечения равномасштабности изображений дефекта и сетки, корпус устройства закреплен на механизме, обеспечивающем его продольное перемещение внутри контролируемого объекта вдоль продольной оси корпуса, с возможностью вращения корпуса относительно этой оси и отсчета величин перемещения корпуса и его поворота с помощью расположенных на механизме перемещения измерительных шкал для определения полярных координат залегания дефектов на внутренней поверхности объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110973/28A RU2293363C2 (ru) | 2004-04-13 | 2004-04-13 | Устройство для контроля внутренних поверхностей тел |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110973/28A RU2293363C2 (ru) | 2004-04-13 | 2004-04-13 | Устройство для контроля внутренних поверхностей тел |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004110973A RU2004110973A (ru) | 2005-09-20 |
RU2293363C2 true RU2293363C2 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=35848874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004110973/28A RU2293363C2 (ru) | 2004-04-13 | 2004-04-13 | Устройство для контроля внутренних поверхностей тел |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293363C2 (ru) |
-
2004
- 2004-04-13 RU RU2004110973/28A patent/RU2293363C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004110973A (ru) | 2005-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5668665A (en) | Telecentric, parfocal, multiple magnification optical system for videoinspection apparatus | |
WO2020048148A1 (zh) | 一种基于光谱共焦传感器的表面疵病测量方法 | |
US2701501A (en) | Apparatus for testing of centering, coaxiality, alignment | |
CN103688205A (zh) | 摄像装置 | |
US5835190A (en) | Ophthalmologic curvature measuring device and method to conjointly measure a central and peripheral portion of a curved surface | |
US5523836A (en) | Method and apparatus for orienting a lens' refractive characteristics and lay-out properties | |
CN110823531B (zh) | 一种数字化光具座 | |
EP2879564B1 (en) | Apparatus for detecting ocular defects | |
CN108267114B (zh) | 一种自准直全站仪及其工作方法 | |
RU2293363C2 (ru) | Устройство для контроля внутренних поверхностей тел | |
US20240085271A1 (en) | Measuring apparatus and method for measuring a modulation transfer function of an afocal optical system | |
US9110034B1 (en) | Night vision device test apparatus | |
RU161643U1 (ru) | Автоколлимационная центрировочная труба | |
US20200041350A1 (en) | Shack-hartmann wavefront detector for wavefront error measurement of higher numerical aperture optical systems | |
CN106062528A (zh) | 用于识别并定位眼科镜片上的微型蚀刻物的光学仪器 | |
RU2270416C2 (ru) | Устройство для контроля внутренних поверхностей тел | |
RU2290626C2 (ru) | Устройство для визуального и измерительного контроля внутренних полостей | |
Cameron | Laser assisted remote temperature measurement | |
RU2280963C1 (ru) | Лазерный центратор для рентгеновского излучателя | |
RU2179789C2 (ru) | Лазерный центратор для рентгеновского излучателя | |
RU2369999C1 (ru) | Лазерный центратор для рентгеновского излучателя | |
JP2018155593A (ja) | 光コネクタ端面検査装置とその合焦画像データ取得方法 | |
RU2325048C1 (ru) | Лазерный центратор для рентгеновского излучателя | |
Williams et al. | Comprehensive test facility for helmet-mounted displays | |
RU2204821C1 (ru) | Лазерный центратор для рентгеновского излучателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070414 |