Приборы для контроля внутренних поверхностей и обнаружения дефектов в труднодоступных местах

Приборы этого типа называют эндоскопами или бороскопами.

Принцип действия эндоскопов заключается в осмотре объекта с помощью специальной оптической системы, позволяющей передавать изображение на значительное расстояние; (до нескольких метров).

Существуют линзовые, волоконно-оптические и комбинированные эндоскопы.

1. - источника света; 3. - сменная призменной или зеркальная насадка; 4 - объективизменяющей направление и размеры поля зрения прибора; 5. - основная передающая оптическая система; 6. – окуляра; 5' - сменная оптическая система служит для увеличения рабочей длины прибора или подключения телевизионной системы наблюдения; 9. – видикон;10. - визуальное контролирующее устройство; 11. – зеркало; 8 – объектив; 7. - объекта контроля.

Линзовые эндоскопы обычно представляют собой жесткую конструкцию. Однако в последнее время созданы приборы (имеющие участки корпуса с гибкой оболочкой), изгибающиеся в пределах 5—10°.

Увеличение эндоскопов 0,5—5. Создан прибор, которым можно определить не только размер, но и глубину дефектов методом светового сечения с помощью специальной насадки (точность ±0,02 мм).

В качестве источников освещения применяют лампы накаливания различной мощности (до 100 Вт).

Линзовыми эндоскопами можно обнаруживать царапины, трещины, коррозионные пятна, выбоины и другие дефекты размерами 0,03—0,08 мм в изделиях длиной до 10 м и диаметром 5—100 мм и более.

Возможности технической эндоскопии существенно расширены благодаря созданию волоконно-оптических элементов.

Волоконные световоды представляют собой набор тонких стеклянных свето-проводящих нитей диаметром 10— 20 мкм, собранных в жгут. Каждый элементарный световод покрыт снаружи тонким слоем (1—2 мкм) стекла с более низким показателем преломления.

На границе световод — оболочка происходит полное внутреннее отражение света, входящего в основную нить, что обеспечивает его прохождение по световоду с минимальным ослаблением. При значительных размерах световода число отражений бывает более 10⁶. Это приводит к ослаблению сигнала, которое связано с длиной световода экспоненциальной зависимостью.

Для работы в ультрафиолетовой области используют кварцевые волокна, прозрачные в диапазоне 0,20— 4 мкм.

В инфракрасном диапазоне (0,9— 10 мкм и более) применяют волокна из специальных халькогенидных бескислородных стекол.

Световоды для передачи световой энергии изготовляют из беспорядочно уложенных волокон.

Для передачи изображения используют волоконно-оптические элементы с упорядоченной структурой. При этом число элементарных волокон может превышать 10⁶ на 1 см². Торцы световодов полируют.

В целом волоконные световоды, используемые в эндоскопах, пока уступают по качеству изображения линзовым системам.

Волоконные световоды обладают преимуществами, делающими их незаменимыми при решении многих задач. Так, они позволяют передавать изображение без искажения при их изгибе по любому криволинейному профилю. Высокая световая эффективность световодов используется при создании осветительных систем эндоскопов. При этом источник света располагается вне прибора, что позволяет исключить нагрев изделия.

Конструктивно эндоскопы выполняют в виде блока осветителя с осве­ительным световодом длиной 1,5— 2,5 м и собственно эндоскопа. Многие модели имеют механизм дистанционной фокусировки объектива и изгиба передней части эндоскопа (обычно длиной до 100мм) в пределах ±1009 (радиус изгиба достигает 25 мм при диаметре эндоскопа 5—10 мм). Корпус эндоскопа обычно заключен в герметичный металлорукав гибкой или полужесткой конструкции.