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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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