Design eines endoskopischen optischen Systems zur Rohrinneninspektion

Endoskope verfügen über eine lange Arbeitslänge, einen kleinen Durchmesser und gute Steifigkeit, wodurch sie zur Erkennung von Fehlstellen an der Innenwand kleiner Geschützrohre eingesetzt werden können, um so die Qualität des Rohrinnenraums zu bewerten. Für kleine Geschützrohre mit Durchmessern von Ф30~Ф85 mm wurde ein seitlich blickendes Doppelstrahl-Weitfeldendoskop-Optiksystem entworfen. Durch die Integration eines gemeinsamen rechtwinkligen Prismas wurde letztlich ein endoskopisches Optiksystem mit einem Vollsichtfeld von 68°, einer Arbeitsdistanz von 1.099 mm realisiert, das im Tiefenschärfebereich von 12 mm bis 40 mm effektiv abbildet, eine effektive Blendenöffnung kleiner als 4,5 mm besitzt, eine maximale Feldkrümmung von −0,37 mm und eine maximale Verzerrung von −14,6 % aufweist. Bei einer räumlichen Frequenz von 45 lp/mm liegt die Modulationsübertragungsfunktion über das gesamte Sichtfeld bei größer 0,2 und nähert sich dem Beugungslimit an. Die Analyse zeigt, dass das entworfene Doppelstrahl-Endoskop-Optiksystem eine gute Bildqualität bietet, der Beobachtungsbereich den Parallaxenanforderungen entspricht und die Anforderungen an die dreidimensionale Vermessung von Rohrinnenfehlern erfüllt.