Измерительный эндоскоп Советский патент 1990 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к эндоскопическим приборам, предназначенным для осмотра внутренних труднодоступ- ных частей турбомашин, механизмов и отдельных деталей с целью выявления дефектов и оценки их размеров.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения погрешности, вызванной субъективным фактором, связанным с остротой зрения оператора.

.На чертеже изображена принципиальная схема измерительного эндоско- па.

Эндоскоп содержит оптическую систему 1 передачи изображения, объектив 2, окуляр 3 с мерной шкалой 4, источник 5 света, к выходу которого присоединен световод 6 освещения, моноволоконный световод 7, градан 8, присоединенный к выходу моноволоконного световода 7, с оптической (осью 0-0, ориентированной под углом

ф arctg ( |м- tgo6,

где (f угол установки оси градана d - внешний диаметр градана; D - параметр оптической системы передачи изображения; 2oi - угол зрения эндоскопа; УЫ - максимальная кратность уве личения оптической системы передачи изображения. Кратность увеличения У оптической системы передачи изображения определяется произведением краткос- тей увеличения объектива 2 (ОБ) и окуляра 3 (уок) т.е.

О М У ОБ У ок Кратности увеличения у ОБ и ft QK

можно

выразить как jf06 -- и Ј0|

250 г- , где L - расстояние от опти-

ок

ческой оси линзы объектива 2 до плоскости изображения; f ок - фокусное расстояние окуляра 3; 250 - постоянный коэффициент.

Моноволоконный световод 7 может быть подключен к дополнительному источнику 9 света, выполненному в виде лазера. Эндоскоп содержит также светофильтр 10 и регулятор 11 светового потока.

Эндоскоп работает следующим образом.

Эндоскоп вводят-в контролируемое изделие, например во внутреннюю полость газотурбинного двигателя для осмотра какой-либо его части и выявления дефектов. Включают источник 5 света, к выходу которого присоединен световод 6 освещения, создающий необходимое Освещение на контролируемой поверхности 12. Оператор, наблюдая в окуляр 3 и используя оптическую систему 1 передачи изображения и объектив 2, осматривает контролируемую поверхность 12.

Если в процессе осмотра обнаруживается дефект, размер которого не обходимо измерить, включают дополнительный источник 9 света или источник 5 света, присоединенный к входу моноволоконного световода 7, и с помощью градана 8 формируют параллельный калибровочный луч света, падающи на контролируемую поверхность 12, создавая на ней световое пятно определенного диаметра. Определение масштаба изображения основывается на из- (мерении размера этого пятна, наблюдаемого в окуляр 3. Для того, чтобы это пятно четко выделилось на контролируемой поверхности 12, используется дополнительный источник 9 света - лазер или источник 5 света, снабженный светофильтром 10 и регулятором 11 светового потока.

В поле зрения окуляра 3 оператор видит на поверхности изделия 12 дефект, размеры которого необходимо измерить, световое калибровочное пятно, создаваемое граданом 8, и мерную шкалу 4.

Масштаб наблюдаемого в окляр 3 изображения дефекта (кратность увеличения) и калибровочного пятна изменяются в зависимости от расстояния между объективом 2 и контролируемой поверхностью 12.

Размер пятна на поверхности 12 изделия при малой расходимости парал- -лельного пучка можно считать равным диаметру градана 8, а измеренный по мерной шкале 4 окуляра 3 при установленном расстоянии эндоскопа до поверхности 12 изделия он иной.

Для того, чтобы определить истинный размер дефекта, надо определить

его величину по мерной шкале 4 окуляра 3, а затем разделить ее на кратность увеличения у w .

Определение кратности увеличения Y Ш и истинного размера дефекта производится при фиксированном положении эндоскопа, когда сохраняется постоянное расстояние до контролируемой поверхности 12.

Измерение изображений калибровочного пятна и дефекта, наблюдаемых в окуляр 3, может осуществляться достаточно точно различными известными способами, например с помощью перемещаемого в поле зрения визирного креста или нити, связанной с микрометрическим винтом.

Преимущество предлагаемого эндоскопа заключается в более точном измерении размера дефекта за счет того, что масштаб изображения определяется более точно с помощью калибровочного пучка света без фокусировки объектива 2.

Формула изобретения

Измерительный эндоскоп, содержащий последовательно установленные

объектив, оптическую систему передачи изображения, окуляр и шкалу, источник света и световод, связанный с ним входным концом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен моноволоконным световодом, связанным входным концом с источником света, и граданом, установленным на выходном конце моноволоконного световода так, что ось градана расположена под углом ф к оси визирования оптической системы передачи изобра- жения, величина которого выбрана из соотношения

20

dr

If arctg (-г ум- LgoiJ

5

где dr D ел

266диаметр градана; параметр оптической системы передачи изображения, пропорциональный расстоянию от оси объектива до плоскости изображения;

максимальная кратность увеличения оптической системы передачи изображения; угол зрения эндоскопа.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к эндоскопическим приборам, предназначенным для осмотра внутренних труднодоступных частей турбомашин,механизмов и отдельных деталей. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения погрешности, вызванной субъективным фактором, связанным с остротой зрения оператора. Измерительный эндоскоп содержит оптическую систему 1 передачи изображения, объектив 2, окуляр 3 с мерной шкалой 4, источник 5 света, подсоединенный к входу световода 6 освещения, моноволоконный световод 7 с входом, подсоединенным к источнику 5 или 9, и градан 8, установленный на выходном конце световода 7. При этом ось градана 8 расположена под углом ψ к оси визирования оптической системы 1 передачи изображения, величина которого определяется из соотношения ψ=ARCTG(D г/D .γ м-TGΑ), где D г - внешний диаметр градана

D - параметр оптической системы передачи изображения

2α - угол зрения эндоскопа

γ м - максимальная кратность увеличения оптической системы передачи изображения. 1 ил.