Brevet FR2554603A1 — publié le 19850510

Appareil optique de contrôle de l'intérieur de chambres cylindriques La présente invention se rapporte à un appareil optique de contrô- le de l'intérieur de chambres cylindriques. Il existe des appareils optiques dénommés généralement endoscopes permettant d'examiner l'intérieur de cavités, tubes, trous ou chambres. Un appareil de ce type tel que décrit dans le FR 2.430.026 comporte d'une part un système de lentilles devant lequel est disposé un réflecteur et d'autre part un système d'éclairage par fibres optiques. Une cavité est observée avec un champ de 360 mais l'image d'une section droite est en forme d'an- neau centré sur l'axe optique. La présente invention a pour but de fournir un appareil dans le- quel les images de deux secteurs cylindriques opposés d'une chambre cylin- drique, d'environ 95 chacun, sont formées sur un même détecteur de lumière rectiligne et qui, par un déplacement rectiligne aller et retour et une ro- tation d'environ 90 , permet de contrôler la totalité de la surface de cette chambre cylindrique. L'appareil selon l'invention qui sert à contrôler l'intérieur d'une chambre comporte un système optique formé de lentilles et devant les- quelles est interposé un réflecteur, l'ensemble étant monté dans une montu- re, et il est essentiellement caractérisé par le fait que le réflecteur com- porte deux faces planes réfléchissantes inclinées sur l'axe optique et qui permettent de réfléchir les faisceaux lumineux issus de deux secteurs oppo- sés de la chambre afin de former, par l'intermédiaire du système optique de lentilles, des images rectilignes sur au moins un détecteur de lumière, des moyens étant prévus pour déplacer relativement, en translation et en rota- tion, l'appareil par rapport à ladite chambre. Selon une autre caractéristique, l'objectif est constitué par trois groupes convergents de lentilles dont deux au moins sont des dou- blets. Selon une autre caractéristique, le système de lentilles comporte en arrière de l'objectif, un véhicule destiné à transporter les images don- nées par ledit objectif. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système opti- que comporte un séparateur qui laisse passer une partie de la lumière des faisceaux lumineux venant des secteurs vers un détecteur et qui réfléchit une partie de la lumière desdits faisceaux vers un autre détecteur. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe axiale de l'appareil selon l'in- vention. La figure 2 est une vue de détail de la partie avant de l'appa- reil. L'appareil représenté par les dessins comporte un système d'analy- se d'images comportant au moins un détecteur rectiligne de lumière 81, 82, et un système optique 2, 3, 4, 5, 6, 71, 72 formant les images des deux sec- teurs opposés de la chambre 10 à contrôler sur chaque détecteur de lumière. L'appareil comporte par ailleurs un système d'éclairage capable d'éclairer les deux secteurs. Les détecteurs, le système optique et le système d'éclairage sont montés dans une monture 1 constituée de plusieurs parties réunies les unes aux autres. Le système optique est centré sur un axe principal 11 qui est as- sujetti à rester coaxial à l'axe de la chambre 10 contr8ôlée. Le système optique comporte à l'avant un bi-réflecteur 2. Ce bi- réflecteur est suivi par un système de lentilles 3, 4, 5, 71, 72 qui compor- te notamment un objectif de tête 3 et qui forme les images des deux sec- teurs sur chaque détecteur 81 ou 82. Le bi-réflecteur 2 est pourvu de deux faces planes réfléchissan- tes 21 et 22 qui sont symétriques par rapport à l'axe optique 11 en formant un angle dièdre aigu et ouvert vers l'avant. Cet angle dièdre est sensible- ment égal à 90 . Ce bi-réflecteur réfléchit les faisceaux lumineux venant des deux secteurs opposés de la chambre 10 vers l'objectif de tête 3. Ce bi- réflecteur 2 est par exemple formé par un prisme. L'objectif 3 dont le champ est supérieur à 90 est formé de trois groupes convergents de lentilles 31, 32, 33 dont au moins deux sont des dou- blets collés. Un diaphragme 34 est disposé sur le parcours des faisceaux lumi- neux entre le bi-réflecteur 2 et l'objectif de tête 3. Il comporte deux ou- vertures circulaires disposées symétriquement par rapport à l'axe optique. Ces ouvertures correspondent à deux pupilles et délimitent chacune un fais- ceau réfléchi par une face du bi-réflecteur. Le système optique comporte, en arrière de l'objectif de tête 3, successivement, une lentille convergente de champ 4, un véhicule de trans- port d'images 5, et une lentille divergente 71 ou 72 devant chaque détec- teur 81 ou 82. La lentille de champ 4 est séparée de l'objectif 3 par un inter- valle d'air et du véhicule 5 par un autre intervalle d'air. Le véhicule 5 transporte les images données par l'objectif de tête 3 pour les amener sensiblement sur chaque détecteur 81 ou 82. Cette disposition permet d'éloigner les détecteurs 81 et 82 par rapport au bi- réflecteur 2 pour qu'elles restent à l'extérieur de la chambre cylindrique à contrôler. Dans le mode de réalisation représente ici, l'appareil comporte deux détecteurs de lumière 81 et 82 dont l'un enregistre des images nettes des deux secteurs et l'autre enregistre des images floues des deux sec- teurs. Ces détecteurs 81 et 82 qui sont constitués par des barrettes de dio- des de forme rectiligne sont centrés sur deux voies dont les axes optiques sont repérés 11 et 12. Les images sont envoyées sur ces barrettes de diodes par un séparateur 6 centré sur l'axe 11 en arrière de la lentille 4. Ce sé- parateur laisse passer selon l'axe optique 11, une partie de la lumière des faisceaux venus des secteurs et d'autre part réfléchit, selon l'axe optique 12, une partie de la lumière de ces faisceaux. Le séparateur 6 est par exem- ple un cube séparateur. Cet agencement permet de traiter les signaux de sor- tie des barrettes 81, 82 par un dispositif électronique connu qui permet d'analyser les images des secteurs. Chaque lentille divergente 71 et 72 est disposée en avant d'une barrette de diodes 81 ou 82 et au voisinage des images finales. Ces images finales sont planes et de bonne définition. A cet effet la courbure de l'ob- jet (secteurs) est corrigée au niveau des images. Le système d'éclairage comporte deux faisceaux de fibres 13 et 14 qui reçoivent la lumière d'une source 17 par l'intermédiaire d'un collec- teur 18. Elles s'étendent longitudinalement à l'extérieur du système opti- que et leurs extrémités se terminent sur des hublots diffusants 15 et 16 qui projettent la lumière sur les secteurs à éclairer. La partie optique est suspendue à un mécanisme 9 qui la déplace- en translation et en rotation par rapport à l'axe optique 11 de manière à effectuer des courses aller et retour et à effectuer une rotation d'environ 90 à chaque fin de course située le plus en avant. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Lorsque l'appareil est introduit dans un cylindre, chaque barret- te de diode reçoit les deux images des secteurs opposés, d'environ 95 cha- cunt, qui sont situés sensiblement sur une section droite du cylindre. Pendant la course aller, l'appareil balaye deux surfaces opposées qui cou- vrent au moins la moitié de la surface du cylindre. En fin de course, l'ap- pareil pivote de 90 . Pendant la course de retour, l'appareil balaye deux autres surfaces couvrant au moins l'autre moitié de la surface du cylindre. A la fin de la course de retour, la totalité de la surface du cylindre est donc contrôlée. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'in- vention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de mê- me envisager l'emploi de moyens équivalents. L'appareil pourrait être fixe et la chambre cylindrique pourrait être déplacée, en translation et rota- tion, par rapport audit appareil. L'appareil peut notamment être utilisé pour le contrôle des cham- bres cylindriques des moteurs. REVENDICATIONS 1.- Appareil optique de contrôle de l'intérieur d'une chambre cy- lindrique (10), comportant un système optique formé de lentilles (3, 4, 5, 71, 72) et d'un réflecteur interposé à l'avant de ces lentilles, l'ensemble étant monté dans une monture, caractérisé par le fait que le réflecteur (2) comporte deux faces planes ré- fléchissantes (21, 22) inclinées sur l'axe optique (11) et qui permettent de réfléchir les faisceaux lumineux issus de deux secteurs opposés de la chambre afin de former par l'intermédiaire du système optique de lentilles des images rectilignes sur au moins un détecteur de lumière (81, 82), des moyens (9) étant prévus pour déplacer relativement, en translation et rota- tion, l'appareil par rapport à ladite chambre (10). 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'objectif (3) est constitué par trois groupes convergents de lentilles (31, 32, 33) dont au moins deux sont des doublets collés. 3.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que le système optique comporte, en arrière de l'ob- jectif (3), un véhicule (5) destiné à transporter les images données par le- dit objectif sur chaque détecteur de lumière (81, 82). 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que le système optique comporte un séparateur (6) qui laisse passer une partie de la lumière des faisceaux lumineux venant des secteurs vers un détecteur (81) et qui réfléchit une partie de la lumiè- re desdits faisceaux vers un autre détecteur (82). 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il comporte une lentille de champ (4) entre l'ob- jectif (3) et le véhicule (5). 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il comporte un diaphragme (34) pourvu de deux ou- vertures circulaires matérialisant les deux faisceaux lumineux. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il comporte une lentille divergente (71,72) dis- posée devant chaque détecteur (81, 82).