МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВИДЕОЭНДОСКОП

Полезная модель относится к эндоскопическим системам, которые используются для обследования паровых турбин во время обслуживания и ремонта и при испытаниях турбин.
Из уровня техники известен эндоскоп для контроля механических деталей (патент на изобретение № 2686393, опубл. 25.04.2019 Бюл. № 12), содержащий эндоскопическую головку, содержащую устройство частотного контроля с датчиком вибраций, устройство отображения изображений, снимаемых через указанную эндоскопическую головку, и удлиненный элемент, соединенный с эндоскопической головкой. Эндоскопическая головка содержит контактный элемент для механического возбуждения объекта частотного контроля посредством единственного удара и привод для подачи единственного импульса на объект частотного контроля через указанный контактный элемент. Недостатками данного технического решения являются малое поле зрения эндоскопической головки, а также наличие у нее гибкого элемента, препятствующего точному позиционированию эндоскопической головки и автоматизации процесса измерений.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является эндоскопическая система для обследования газовых турбин (RU 2610973, опубл. 17.02.2017 Бюл. № 5), содержащая эндоскоп и устройство обработки данных, причем эндоскоп содержит устройство записи изображений и выполнен с возможностью передачи записей изображений от устройства записи изображений изнутри газовой турбины к устройству обработки данных, выполненная с возможностью позиционирования и ориентирования в газовой турбине эндоскопа с устройством записи изображений, введенного в газовую турбину определенным образом. Во время использования эндоскопическую головку вводят в ограниченное и труднодоступное пространство и визуально направляют к объекту частотного контроля при помощи изображений, снимаемых видеокамерой при освещении от осветительного устройства. Недостатком данного технического решения является недостаточность поля зрения эндоскопической головки, вызывающая необходимость осуществления перепозиционирования при проведении мониторинга.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка устройства, в котором устраняется необходимость перепозиционирования эндоскопа в турбине во время мониторинга.
Данная задача решается тем, что видеоэндоскоп содержит устройство записи изображений и выполнен с возможностью передачи записей изображений от устройства записи изображений изнутри турбины к устройству обработки данных, головка видеоэндоскопа выполнена многоканальной, состоящей из нескольких малогабаритных видеокамер, также содержит подсветку, состоящую из управляемых основной светодиодной подсветки и структурированной подсветки, состоящей из источника излучения и структурированного рассеивателя.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является получение снимков за один оборот турбины без необходимости перепозиционирования самого устройства съемки, что приводит к сокращению времени обследования и к повышению точности полученных данных.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено
на фиг. 1 - устройство видеоголовки,
на фиг.2 - принцип работы структурированной подсветки,
где
1 - основание корпуса головки,
2 - крышка корпуса головки,
3 – видеокамера,
4 - электронная плата,
5 - светодиодная подсветка,
6 - структурированная подсветка,
7 - преобразователь дифференциальной сигнальной линии,
8 – разъем,
9 – кабель,
10 - источник излучения,
11 - структурированный рассеиватель,
12 - периодический рисунок, создаваемый структурированной подсветкой.
Многоканальный видеоэндоскоп включает в себя многоканальную видеоголовку, позволяющую охватить всю контролируемую часть лопатки в пределах одного цикла съемки. Видеоэндоскоп также содержит устройство записи видео и выполнен с возможностью передачи записей видео от устройства записи видео изнутри турбины к устройству обработки данных.
Многоканальная видеоголовка представляет собой оптико-электронное устройство, состоящее из нескольких малогабаритных видеокамер 3, устанавливаемых на общей электронной плате 4 на определенном расстоянии друг от друга b, и заключенных в единый корпус. Расстояние b между видеокамерами зависит от поля зрения каждой отдельной камеры и дистанции до контролируемого объекта, причем пересечение полей зрения двух соседних камер в плоскости установки контролируемого объекта должно составлять не менее 20%. Корпус состоит из основания 1, на котором крепится электронная плата, и крышки 2, которая имеет отверстия для видеокамер 3 и подсветки.
Количество видеокамер зависит от размеров контролируемых областей поверхностей исследуемых объектов, дистанции съемки и полей зрения каждой отдельной камеры. Оно выбирается таким образом, чтобы общее поле зрения видеоголовки полностью охватывало контролируемую область поверхности объекта. Максимальное количество камер ограничивается как размерами доступного для их установки пространства, так и пропускной способностью линии передачи данных.
В состав видеоголовки также включается управляемая основная светодиодная подсветка 5, которую можно использовать как в постоянном, так и в импульсном режиме. Помимо основной подсветки, видеоголовка включает в себя структурированную подсветку 6, предназначенную для определения масштабного коэффициента для различных участков получаемых изображений.
Структурированная подсветка состоит из источника излучения и структурированного рассеивателя. Предпочтительной является реализация структурированной подсветки на базе малогабаритного монохроматического источника излучения, например, лазерного диода, и дифракционной решетки, выполняющей функцию рассеивателя.
Устройство работает следующим образом.
Многоканальная видеоголовка устанавливается на конце жесткой штанги устройства ввода, предназначенного для контроля глубины и направления обзора. Глубина и направление обзора задаются отдельно для каждой осматриваемой ступени. Осуществляется ввод многоканальной видеоголовки в турбину и закрепление ее на заданной глубине с требуемым углом поворота. На кабель 9 подается напряжение питания - многоканальная видеоголовка переходит в рабочий режим. В рабочем режиме производится съемка одиночных кадров либо видеопотока и их передача по низковольтной дифференциальной линии передачи данных на внешнее управляющее устройство. При этом подсветка 5 и структурированная подсветка 6 могут работать как в постоянном, так и в импульсном режиме, в зависимости от поставленной задачи и скорости перемещения деталей турбины. Многоканальная видеоголовка позволяет захватить всю контролируемую область деталей проточной части турбины в пределах одной операции съемки, в связи с чем исключается необходимость изменения глубины ввода видеоголовки. Предварительная обработка изображений включает в себя разноракурсное комплексирование («сшивку») нескольких изображений разных видеоканалов, полученных в один момент времени, и определение регионального масштаба по изображению структурированной подсветки. Предварительная обработка изображений может осуществляться как внешним управляющим устройством, так и вычислительным устройством, встраиваемым в многоканальную видеоголовку.
Таким образом, заявленная конструкция позволяет устранить необходимость перепозиционирования эндоскопа в турбине.