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工业用内窥镜系统内部结构

来源:本站原创 发布时间:2017年03月22日 阅读

   在工业生产中,有时需要检查一个系统内部结构(如各种管道、容器内部的裂纹、异物、缺陷或发动机等运动物体内部的工作状态),而这些结构往往由于各种原因不能打开或不能靠近观察。光纤图像传感器的出现,使得这一问题迎刃而解。光纤图像传感器是采用传像束来实现的。传像束是由玻璃光纤按一定规则排列而成。在一条传像束中,包含数万条甚至几十万条直径10~20 um的光纤,每一个光纤就是一个像元。这种光纤的传输特性与一般通信光纤不同,它的数值孔径大、芯径大、包层薄。由于这种传像束是用玻璃拉丝而成的,因此,其损耗比石英光纤大,传像距离一般为2m ,但价格低。工业用内窥镜采用光纤图像传感器,将探头放入系统内部,通过光束的传输可以在系统外部进行观察和监测系统内部的缺陷,其原理如图所示。它是由物镜、传像束、传光束(与传像束一样,只是两端的排列无对应关系)、目镜组成。光源发出的光通过传光束照射到被测物体上,照明现场,通过物镜和传像束把内部结构的图像送出来,以便观察或照明。    


   另一种结构形式。内部结构的图像(如裂纹等)通过传像束送到另一种结构形式如图器件,这样把图像信号转换成电信号,送入微机进行处理,微机输出可以控制一伺服装置,实现跟踪扫描,其结果也可以在屏幕上显示或打印。


   第三种结构形式是把传像束与硅把摄像、工业电视、计算机连接起来,组成一个测试系统。内窥镜已广泛地应用于锅炉管道、翻砂件、炉体、飞机和汽车的缸体、齿轮箱、燃烧箱的内部检查,测试透平机的叶片,电机的内表面以及可能影响机组正常运行的异物。采用计算机系统还可以进行动态测试,如裂纹的扩展,应力或应变的分布,二相流中颗粒的直径分布等。


总之,随着现代科学技术的进步,光学元件材料技术、光纤传输技术、光源技术、调制解调技术以及微电子和计算机技术正在飞速发展。分布式光纤传感技术及智能结构是近十年来开始研究的新型传感技术,可以实现对现场进行时间和空间监测,具有重大的应用价值。它作为光纤传感检测技术的一个分支,逐步形成自己的一套理论体系。可以预见,将会出现更多新型的灵巧的光纤传感器及检测系统,并广发应用于社会生活的各个方面。

 

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