[實(shí)用新型]采用光柵投影實(shí)現(xiàn)測(cè)量的工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420110927.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203732046U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余永朝;閔志方;黃亮;閆峰;李蘇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢華中天經(jīng)光電系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 周艷紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，具體地指一種采用光柵投影實(shí)現(xiàn)測(cè)量的工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭。

背景技術(shù)

電子內(nèi)窺鏡是無(wú)損檢測(cè)的一個(gè)分支，它采用特殊傳光和傳像原理設(shè)計(jì)，可以方便地觀看到工業(yè)實(shí)際中檔板后、管道內(nèi)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部或者其他無(wú)法直接看到的部位，免去了昂貴的毀壞或拆卸工作，極大的節(jié)約了成本，提高了工作效率，并在現(xiàn)代電子的各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

目前，具備測(cè)量功能的電子內(nèi)窺鏡大多采用比較法、陰影法或者相位法。其中，實(shí)現(xiàn)相位法測(cè)量的關(guān)鍵是在待測(cè)物體表面透射具有一定規(guī)律的條紋，然后根據(jù)條紋變形解算相位，進(jìn)而得到待測(cè)物體表面各點(diǎn)的高度。然而現(xiàn)有電子內(nèi)窺鏡要么采用專門的裝置投射出不同相位的條紋圖案進(jìn)行求解，要么采用移向裝置控制條紋的精確移動(dòng)求解多幅圖像間的相位變化，這些方式都增加了內(nèi)窺鏡探頭的體積和復(fù)雜性，不適于微型（探頭直徑在6.8mm以內(nèi)）的電子成像內(nèi)窺鏡探測(cè)使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種采用光柵投影實(shí)現(xiàn)測(cè)量的工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭，能夠?qū)⒊上瘛⒍鄺l紋投射定標(biāo)和照明全部集中在探頭前端，實(shí)現(xiàn)3D相位法測(cè)量，同時(shí)增加探頭空間的有效利用率，從而降低無(wú)損檢測(cè)的設(shè)備成本，提高工作效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的一種采用光柵投影實(shí)現(xiàn)測(cè)量的工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭，包括外殼體、內(nèi)殼體、CCD器件和成像物鏡；在所述探頭的橫截面上，外殼體和內(nèi)殼體均呈圓形，內(nèi)殼體設(shè)置于外殼體內(nèi)且其頂部與外殼體內(nèi)壁相接，所述CCD器件和成像物鏡均設(shè)置于內(nèi)殼體內(nèi)，CCD器件的靶心、成像物鏡的中心與內(nèi)殼體的中心共線，在外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有照明光源和光柵投影裝置。

上述技術(shù)方案中，所述照明光源包括左照明光源和右照明光源，在所述探頭的橫截面上，以外殼體和內(nèi)殼體的中心連線為對(duì)稱軸，左照明光源和右照明光源對(duì)稱布置。

進(jìn)一步地，所述左照明光源和右照明光源的出光口分別為月牙形。

上述技術(shù)方案中，所述光柵投影裝置位于外殼體的底部。

上述技術(shù)方案中，所述光柵投影裝置的出光口為圓形。

成像物鏡及CCD器件、光柵投影裝置和照明光源集成于偏心設(shè)置的外殼體和內(nèi)殼體上，光柵投影裝置透射相位法測(cè)量所需的平行等間距條紋定標(biāo)光，照明光可由光纖傳導(dǎo)外部光源至本實(shí)用新型探頭，用于成像的輔助照明。目標(biāo)的輻射光線通過(guò)成像物鏡會(huì)聚到CCD器件實(shí)現(xiàn)傳感。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將成像、多條紋定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)單元全部集中于電子內(nèi)窺鏡探頭前端，有效利用了狹小的探頭空間，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)的相位法測(cè)量，有效降低了設(shè)備成本，降低了操作復(fù)雜度，提高了工作效率，在內(nèi)窺鏡領(lǐng)域，特別是高端電子內(nèi)窺鏡領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1—外殼體，2—內(nèi)殼體，3—成像物鏡，4—CCD器件，5—光柵投影裝置，6—左照明光源，7—右照明光源。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種采用光柵投影實(shí)現(xiàn)測(cè)量的工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭，包括外殼體1、內(nèi)殼體2、CCD器件4和成像物鏡3。在本實(shí)用新型探頭的橫截面上，外殼體1和內(nèi)殼體2均呈圓形，內(nèi)殼體2設(shè)置于外殼體1內(nèi)且其頂部與外殼體1內(nèi)壁相接，這種偏心布置的方式是考慮到探頭尺寸不宜過(guò)大，因而外殼體1、內(nèi)殼體2和CCD器件4的尺寸都受到限制。CCD器件4和成像物鏡3均設(shè)置于內(nèi)殼體2內(nèi)，且CCD器件4的靶心、成像物鏡3的中心與內(nèi)殼體2的中心共線。此外，在外殼體1和內(nèi)殼體2之間設(shè)有照明光源和光柵投影裝置5。照明光源包括左照明光源6和右照明光源7，為確保照明均勻，在探頭的橫截面上，以外殼體1和內(nèi)殼體2的中心連線為對(duì)稱軸，左照明光源6和右照明光源7對(duì)稱布置，二者的出光口分別為月牙形。本實(shí)施例中，光柵投影裝置5位于外殼體1的底部，使光柵投影裝置5與CCD器件4的靶心距離盡可能大，有利于相位法測(cè)量的準(zhǔn)確性。為便于布置，光柵投影裝置5的出光口為圓形。

本實(shí)用新型在工作時(shí)，成像物鏡3收集目標(biāo)輻射光線并會(huì)聚到CCD器件4上，形成視頻圖像。在環(huán)境光照條件不佳或者完全黑暗的情況下，可開(kāi)啟輔助照明，通過(guò)光纖束將外部光源傳導(dǎo)至探頭前端的兩個(gè)照明光源出光口，兩個(gè)月牙形出光口提供均勻的輔助照明。光柵投影裝置5透射相位法測(cè)量所需的平行等間距條紋定標(biāo)光。

本實(shí)用新型的核心在于電子內(nèi)窺鏡探頭中外殼體1、內(nèi)殼體2的偏心布置，以及同時(shí)集成了成像、多條紋定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了相位法測(cè)量，增加了探頭空間的有效利用率，從而降低了無(wú)損檢測(cè)的設(shè)備成本，提高了工作效率。所以，其保護(hù)范圍并不限于上述實(shí)施例。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神，例如：照明光源的數(shù)量和設(shè)置方式均不限于實(shí)施例所述月牙形出光口的左照明光源6和右照明光源7方式，只要確保其在外殼體1和內(nèi)殼體2之間全向、均勻分布即可；光柵投影裝置5也不限于設(shè)置在外殼體1的最底部，只要保證其距離CCD器件4的靶心足夠遠(yuǎn)以實(shí)現(xiàn)相位法測(cè)量即可等。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。