工業(yè)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

   在工業(yè)生產(chǎn)中，有時需要檢查一個系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如各種管道、容器內(nèi)部的裂紋、異物、缺陷或發(fā)動機等運動物體內(nèi)部的工作狀態(tài)），而這些結(jié)構(gòu)往往由于各種原因不能打開或不能靠近觀察。光纖圖像傳感器的出現(xiàn)，使得這一問題迎刃而解。光纖圖像傳感器是采用傳像束來實現(xiàn)的。傳像束是由玻璃光纖按一定規(guī)則排列而成。在一條傳像束中，包含數(shù)萬條甚至幾十萬條直徑10~20 um的光纖，每一個光纖就是一個像元。這種光纖的傳輸特性與一般通信光纖不同，它的數(shù)值孔徑大、芯徑大、包層薄。由于這種傳像束是用玻璃拉絲而成的，因此，其損耗比石英光纖大，傳像距離一般為2m ，但價格低。工業(yè)用內(nèi)窺鏡采用光纖圖像傳感器，將探頭放入系統(tǒng)內(nèi)部，通過光束的傳輸可以在系統(tǒng)外部進行觀察和監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部的缺陷，其原理如圖所示。它是由物鏡、傳像束、傳光束（與傳像束一樣，只是兩端的排列無對應(yīng)關(guān)系）、目鏡組成。光源發(fā)出的光通過傳光束照射到被測物體上，照明現(xiàn)場，通過物鏡和傳像束把內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像送出來，以便觀察或照明。    

   另一種結(jié)構(gòu)形式。內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像（如裂紋等）通過傳像束送到另一種結(jié)構(gòu)形式如圖器件，這樣把圖像信號轉(zhuǎn)換成電信號，送入微機進行處理，微機輸出可以控制一伺服裝置，實現(xiàn)跟蹤掃描，其結(jié)果也可以在屏幕上顯示或打印。

   第三種結(jié)構(gòu)形式是把傳像束與硅把攝像、工業(yè)電視、計算機連接起來，組成一個測試系統(tǒng)。內(nèi)窺鏡已廣泛地應(yīng)用于鍋爐管道、翻砂件、爐體、飛機和汽車的缸體、齒輪箱、燃燒箱的內(nèi)部檢查，測試透平機的葉片，電機的內(nèi)表面以及可能影響機組正常運行的異物。采用計算機系統(tǒng)還可以進行動態(tài)測試，如裂紋的擴展，應(yīng)力或應(yīng)變的分布，二相流中顆粒的直徑分布等。

總之，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，光學(xué)元件材料技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、光源技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)以及微電子和計算機技術(shù)正在飛速發(fā)展。分布式光纖傳感技術(shù)及結(jié)構(gòu)是近十年來開始研究的新型傳感技術(shù)，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場進行時間和空間監(jiān)測，具有重大的應(yīng)用價值。它作為光纖傳感檢測技術(shù)的一個分支，逐步形成自己的一套理論體系�？梢灶A(yù)見，將會出現(xiàn)更多新型的靈巧的光纖傳感器及檢測系統(tǒng)，并廣發(fā)應(yīng)用于社會生活的各個方面。

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