Эндоскоп технический используется для визуального исследования внутренних органов и полостей человеческого организма. Благодаря миниатюрной камере и освещению, эндоскоп позволяет врачам проводить точную диагностику и лечение без необходимости проведения хирургического вмешательства.
В следующих разделах статьи мы рассмотрим принцип работы эндоскопа, его основные преимущества перед традиционными методами диагностики, а также обсудим широкий спектр медицинских процедур, где применяется данное устройство. Узнаем, какие органы можно исследовать с его помощью и какие заболевания можно выявить на ранних стадиях благодаря проведению эндоскопии.
- Эндоскоп технический предназначен для визуального исследования внутренних полостей организма человека или животных.
- С помощью эндоскопа можно проводить диагностику и лечение различных заболеваний, обнаруживать опухоли, воспалительные процессы и другие патологии.
- Эндоскоп оборудован специальной оптической системой, осветительными элементами и камерой для передачи изображений на монитор.
- Благодаря техническим характеристикам эндоскопа возможно увеличение изображения, поворот и наклон оптической системы для лучшей визуализации.
- Использование эндоскопа обеспечивает точное и детальное исследование внутренних органов без необходимости хирургического вмешательства.
Разновидности эндоскопов
Гибкие эндоскопы бывают различных видов, отличающихся не только названием, соответствующим основному применению, но и способом передачи диагностической информации. Возможно передавать картинку либо по фиброволокну непосредственно к окуляру, в этом случае они называются фиброскопами и могут использоваться врачом для проведения диагностики или хирургии. Также изображение может быть оцифровано камерой, находящейся на дистальном конце, и далее передано в цифровом формате на дисплей с помощью эндоскопического процессора, такой тип эндоскопов называется видеоскопом.
Важные функциональные особенности гибких эндоскопов определяются наличием клапанов, линз и каналов на конце прибора.
Перечислены основные структурные и функциональные части эндоскопов, которые позволяют проводить медицинские процедуры:
- Световод, передающий свет от процессора, важен для освещения, а также может содержать несколько световых окон для более эффективного освещения;
- Фиброволоконный объектив, необходимый в фиброскопах, формирует и передает изображение в окуляр для просмотра;
- Объектив с камерой, используемый в видеоскопах, создает цифровое изображение, которое обрабатывается процессором и выведено на экран;
- Канал для подачи воды/воздуха, используемый для надувания полостей и очистки тканей;
- Канал для биопсийной и аспирационной функций, позволяющий отсасывать биологические жидкости и брать пробы;
- Инструментальный канал, позволяющий использовать специальные инструменты при механическом воздействии на ткани.
На рисунке приведена одна из возможных компоновок дистального конца.
Функция изгиба дистального конца – это обязательная особенность всех гибких эндоскопов, которая позволяет их использовать в различных положениях. Основными плоскостями, в которых движется конечная часть эндоскопа, являются вертикальная и горизонтальная. Некоторые эндоскопы, кроме этого, обладают функцией изменения жесткости рабочей области.
К сожалению, при любом повреждении эндоскопа требуется немедленный ремонт, иначе использование этого устройства становится небезопасным.
Классификация гибких эндоскопов
В таблице приведена информация о самых распространенных типах гибких эндоскопов: их названия, области применения, диаметры конечной части, углы изгибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, углы обзора, глубина резкости и рабочая длина. Кроме того, в таблице указаны некоторые замечания о каждом типе эндоскопа. Все эти приборы могут быть как фиброскопами, так и видеоскопами, за исключением холедохоскопов.
Гастроскоп | Желудок | 9,8-10,8 | +130/-90 | +/- 160 | 140° | 5-50 | 1030-1150 | Выпускается в различных модификациях |
Органы пищеварительной системы, такие как пищевод, желудок и двенадцатиперстная кишка,
Различные виды эндоскопов, применяемых в медицине:
Наименование эндоскопа | Сфера применения |
гастроскоп | гастроэнтерология |
бронхоскоп | пульмонология |
ларингоскоп | оториноларингология |
ректоскоп | гастроэнтерология |
гистероскоп | гинекология |
цистоуретроскоп | урология |
амниоскоп | гинекология |
лапароскоп | хирургия |
синускоп | оториноларингология |
ректоскоп | проктология |
артроскоп | травматология |
колоноскоп | гастроэнтерология |
дуоденоскоп | гастроэнтерология |
эзофагогастроскоп | гастроэнтерология |
- Осуществление проверки состояния органа;
- Выполнение процедуры биопсии;
- Осуществление различных видов хирургических операций;
- Проведение различных видов исследований;
- Осуществление лечения пациентов с помощью терапевтических процедур.
При выборе эндоскопа следует обратить внимание на следующие параметры:
- Область применения;
- Длину рабочей части, возможность изгибов дистального конца, углы зрения, глубину резкости;
- Соотношение диаметра инструментального канала и диаметра рабочей части;
- Разрешение оптической системы, ее совместимость с моделями эндоскопических процессоров;
- Удобство обработки для исключения возможности заражения пациентов.
Мы предлагаем широкий выбор моделей эндоскопов на нашем сайте, включая синускопы с волоконно-оптической технологией, эндоскопические системы VME-2000, видеокамеры эндоскопические DS.Vision FHD 3in1, ЛОР-эндоскопы ELEPS и многие другие
Как эксперт в области медицинской техники, я уверен, что эндоскоп — это инструмент, который необходим для проведения эндоскопических исследований в медицинской диагностике и хирургии. Эндоскоп используется для визуального осмотра внутренних полостей человеческого организма, таких как пищеварительный тракт, дыхательная система, мочевыводящие пути и другие.
Эндоскопические процедуры позволяют врачам выявлять патологии, проводить биопсии, удаление опухолей, дренирование гнойных скоплений и многие другие манипуляции без необходимости проведения открытой хирургии. Это позволяет существенно сократить риск осложнений, время восстановления пациента и улучшить качество проводимого лечения.
Для того чтобы эндоскопические процедуры были выполнены успешно и безопасно, необходимо использовать качественный и современный эндоскоп, который обеспечивает четкое изображение, хорошую манипулятивную возможность и минимальный дискомфорт для пациента. Поэтому выбор правильного технического оборудования является важным аспектом в работе каждого медицинского учреждения.
НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Эндоскопический контроль газотурбинных установок, трубопроводов и сосудов (даже под избыточным давлением) широко используется не только в развитых западных странах, но и у нас. Эффективное дополнение к другим методам НК (радиографическим и вихретоковым исследованиям, толщинометрии и ультразвуковой дефектоскопии) представляет собой эндоскопический контроль внутренних полостей сосудов и трубопроводов.
В некоторых случаях этот метод становится единственно возможным (в связи с труднодоступностью для контроля). Эндоскопы обладают большой маневренностью и эффективно применяются для контроля пакетов труб теплообменных установок, сосудов с полыми стенками и конструкций сложной формы. Благодаря значительной длине рабочих частей эндоскопов (достигающей 40 метров), возможен осмотр длинных трубопроводов, таких как трубопроводная обвязка ГКС, газоохладительных труб и колонн сепараторов, а также задвижек, кранов и автономных энергетических установок. Наконечник рабочей части эндоскопа Olympus (или дистальная часть) обладает дистанционным управлением в каждом направлении, позволяя изменять траекторию движения прибора внутри объекта и перенацеливать объектив удаленно. Эндоскопы Olympus способны осматривать коллекторы и сложноветвящиеся трубопроводы – они выдерживают до пяти изгибов под прямым углом при введении без потери устойчивости.
Эндоскопы являются незаменимыми при проверке сварных швов трубопроводов и сосудов. Ни один другой метод контроля не может определить перегрев металла в корневой зоне сварного шва, что впоследствии приводит к коррозии. Телевизионные и волоконно-оптические эндоскопы Olympus создают реалистичное изображение с точной передачей цветов, что позволяет определить перегрев по цвету шва.
Как пример, можно привести контроль загрязненных отложениями трубок холодильников. Даже после очистки каналов, применение вихретокового метода иногда бывает неэффективно из-за возможности застревания зонда в трубе. В отличие от этого, эндоскопы, особенно длинные модели IPLEX MX длиной от 3,5 м до 30 м, легко проникают на всю длину загрязненных труб и легко извлекаются оттуда. Рабочие части эндоскопов Olympus полностью герметичны, устойчивы к бензину и маслу, а также имеют защитную металлическую оплетку из высокотвердой стали с вольфрамом. Видеоскопы Olympus PT400 длиной до 40 м обладают гладкой поверхностью и автономной светодиодной подсветкой, а также съемной головкой с компактной ТВ-камерой.
С помощью эндоскопов проводится проверка технического состояния различных оборудований и трубопроводов, позволяющая выявлять наличие дефектов и повреждений. К таким дефектам относятся: дефекты корня сварных швов, коррозия внутренних поверхностей стенок труб и сосудов, локальная коррозия, усталостные трещины и разрушения внутренних деталей оборудования, а также дефекты проточной части азотурбинных агрегатов и нагнетателей. Кроме того, с помощью эндоскопов можно проверить состояние уплотнений и деталей запорно-регулирующей гидравлической и пневматической арматуры, таких как краны, вентили, расходомеры, редукторы, золотники и центробежные сепараторы-циклоны. Этот контроль проводится без демонтажа оборудования и через штатные фланцы или штуцера. Кроме того, при помощи эндоскопов можно обнаружить различный технологический мусор и отложения на внутренних стенках труб и сосудов.
Список эндоскопических операций, выполняемых в сфере нефтегазовой промышленности, охватывает разнообразные задачи. Несмотря на это, можно выделить общие цели использования промышленных эндоскопов:
- Оценка качества новых агрегатов до их монтажа.
- Контроль исполнения монтажных работ до проведения приемо-сдаточных испытаний.
- Регулярный контроль при проведении ППР.
- Проведение контрольных мероприятий по техническому состоянию оборудования в процессе эксплуатации.
Одна из самых известных марок эндоскопического оборудования — компания Olympus, которая распространена по всему миру. Этот бренд используется практически на любых объектах и производствах как зарубежных, так и отечественных и получил одобрение от ряда нормативных документов, таких как TUV, EN, BS, ASA, а Включен в РД Госгортехнадзора РФ (РД 34.10.130-96, стр. 91). Этот бренд также одобрил Госкомитет по надзору за охраной труда Украины для визуально-измерительного контроля (ВИК).
ОБЗОР АВИАЦИИ
Каждый новый газотурбинный двигатель, который проектируется, требует эксплуатационной диагностики проточной части с помощью жестких и гибких эндоскопов. Однако для этого необходимы специально предусмотренные осмотровые лючки, которые расположены на корпусе в зоне лопаток НА вентилятора, компрессора, или СА турбины и в камере сгорания. Каждый лючок имеет свой диаметр и форму, которые зависят от размеров проточной части ступеней. Чем мощнее двигатель и меньше номер ступени, тем более проходимыми должны быть лючки, чтобы в них можно было использовать эндоскопы большего диаметра с высокой светочувствительностью, прочностью, разрешающей способностью и с меньшими оптическими искажениями.
Фирма "Роллс-Ройс" сообщает, что использование эндоскопических методов диагностики при проверке авиационных газотурбинных двигателей обеспечивает до 45-70% эффективности и объема диагностических работ, включая анализ масла, температурных полей, шума и вибрации, вихретоковую диагностику, параметрический контроль и другие.
Фирма "Олимпас" является лидером в области производства эндоскопической аппаратуры для газотурбинной техники и предлагает утвержденные разработчиками диагностические комплекты для большинства газотурбинных двигателей западного и отечественного производства. Комплекты были созданы совместно с представителями конструкторских бюро и прошли апробацию в условиях эксплуатации. Кроме того, доступны различные системы документирования и обработки видеоинформации, а также замеров обнаруженных дефектов.
В перечне различных двигателей для гражданской и военной авиации можно отметить множество наименований. Среди них гражданские двигатели, такие как ПС-90А, Д-30 сер.II, Д-30КУ/КП/КУ-154, Д-27, ТВ7-117, Д-436, Д-36, Д-18Т, АИ-25, ТВ3-117, ТВ2-117, НК8-2У, НК-86, НК-36, PW2000 SRS, PW4000 SRS, JT15D, JT9D, JT8D, JT3D, PT6, GE90, CF6-6/50/80, CFM56, CT7-5A, CT58, V2500, TPE331, TFE731, GTC331, Turbomeca Makila, Allison 250, LTS101, ATF3, Rb211, Tay, Trent, Avon, Tyne, Olympus, WG30, а также другие модели.
Кроме того, в перечне также находятся двигатели для военной авиации, такие как АЛ-31Ф, АЛ-31ФП, РД-33, ДВ-2, РД-25, F100, F101, F110, Rb199, Dart, Gem, Gnome, Larzac, Pegasus, Adour, Nimbus, Viper, TP 30-P-100, T56.
Сотрудники компании "Олимпас" находятся в постоянной связи с представителями диагностических служб и эксплуатационных отделов отечественных и зарубежных конструкторских бюро. Именно на базе этих служб проводятся испытания новейшей эндоскопической техники и проверяются опытные и серийные образцы.
Еще нет отзывов о данном продукте.
Эндоскоп — технический прибор для чего?
+7 (903) 799-86-55
- Толщиномеры
- Датчики для толщиномеров, толщиномеры покрытий, меры толщины, стандартные образцы толщины
- Толщиномеры покрытий
- Электромагнитно-акустические толщиномеры
- Ультразвуковые толщиномеры
- Вихретоковые толщиномеры
- Стандартные образцы для вихретокового контроля
- Стандартные образцы предприятия
- Ультразвуковые преобразователи
- Принадлежности для ультразвуковых дефектоскопов
Перечислены различные виды оборудования, используемого в области рентгенографии, магнитопорошкового контроля и визуально-инспекционного контроля. В список включены рентгеновские кроулеры, генераторы и другие типы аппаратов, а также дефектоскопы, магнитные дефектоскопы и оборудование для визуально-инспекционного контроля. В набор инструментов входят эндоскопы, микроскопы, инструменты измерительные и комплекты ВИК. Кроме того, есть специальные принадлежности, например, негатоскопы и рентгеновская пленка, а также системы расшифровки и архивации рентгеновских снимков и рентгенотелевизионные установки.
- Тепловизоры
- Измерители теплопроводности
- Измерители влажности строительных материалов
- Молотки Шмидта для измерения прочности бетона
- Измерители толщины бетона и арматуры
- Испытания асфальтобетона, битумов и грунтов
- Мониторинг арматуры
- Приборы для измерения проницаемости бетона
- Измерители морозостойкости бетона
- Приборы для диагностики свай
- Разрывные машины
- Испытательные прессы
- Машины для испытания пружин
- Маятниковые копры
- Машины для испытаний на трение и износ
- Машины для испытания металлов на кручение
- Динамометры
- Весы
- Анализаторы электрической энергии
- Термальные камеры
- Приборы для измерения уровня шума и вибраций
- Анализаторы газовых смесей
- Измерители физических параметров питательных сред для растительности
- Измерители твердости материалов
- Приборы для определения качества воды и почвы
- Измерители светового потока
- Измерители вязкости жидкостей
- Анализаторы микроклимата и воздуха
- Газоанализаторы
- Дымомеры и тепловизоры для контроля отопительных котлов
- Широкофункциональные приборы для измерения параметров электробезопасности электроустановок
- Измерительный прибор для определения сопротивления изоляции и целостности электрических цепей
- Цифровые универсальные измерительные приборы для разных задач
- Клещи для измерения тока вместе с возможностями мультиметра
- Приборы для измерения напряжения в электрических цепях
- Генераторы сигналов для проверки работы электронных блоков и устройств
- Надежные и мобильные лабораторные комплексы, оснащенные всем необходимым оборудованием
- Приборы для эффективного обнаружения дефектов в различных материалах и конструкциях:
- Ультразвуковые дефектоскопы
- Вихретоковые дефектоскопы
- Магнитопорошковые дефектоскопы
- Ультразвуковые сканеры для местного контроля
- Автоматические системы для фактического контроля качества
Производители высокотехнологичного оборудования:
- Главная
- >
- Статьи
- >
- Технические эндоскопы — надежные приборы для визуального контроля сложных объектов
Данный обзор содержит информацию о характеристиках жестких и гибких эндоскопов, а также эндоскопических видеосистем. В статье будет рассмотрено, как использование технических эндоскопов может быть полезно в различных отраслях промышленности.
Одним из экспертов в области эндоскопии является Геннадий Анатольевич Сирота, который является менеджером по техническим эндоскопам в ОАО "Оптимед". Он окончил автомобильный факультет Военной академии тыла и транспорта в 1995 году и специализируется в области разработки и продвижения приборов визуального контроля.
Для визуального контроля качества основных материалов, сварных соединений и изделий можно использовать невооруженное глаз или оптические приборы, такие как лупы, микроскопы, эндоскопы, перископические дефектоскопы, зеркала, зрительные трубы и другие.
Цель данной статьи заключается в том, чтобы познакомить читателей с устройством и применением эндоскопов. Для определения самого понятия эндоскопа можно воспользоваться стандартом ГОСТ 24521-80 "Контроль неразрушающий оптический. Термины и определения", в котором эндоскоп определяется как прибор, оборудованный системой освещения, предназначенный для визуального осмотра внутренних поверхностей объекта, который подлежит контролю.
Прежде всего, необходимо разобраться в терминологии. Из многообразия различных приборов, таких как бороскопы, фиброскопы, цистоскопы, гастроскопы и т.д., следует выделить понятие "эндоскоп". Это слово происходит от греческих слов "endon" — внутри и "skopeo" — рассматривать. В зависимости от конструкции, эндоскопы могут быть гибкими или жесткими.
В зарубежной литературе термин "бороскоп" (borescope) обычно относится к общему названию эндоскопов либо жестких эндоскопов. Англоязычные названия "фиброскопа" и "флексоскопа" обозначают гибкие эндоскопы на основе волокна (fiber) и с возможностью гибкости (flexible) соответственно. Остальные названия относятся к медицинским приборам, содержащим эндоскоп, предназначенным для конкретных целей, например, "гастроскоп" для осмотра желудка, "бронхоскоп" для осмотра бронхов и т.д. В технической области использование таких названий неправильно, особенно учитывая, что различные термины могут обозначать один и тот же эндоскоп, но с добавлением разного типа оборудования.
Жесткие эндоскопы предназначены для наглядного контроля узлов, к которым можно получить прямой доступ. Их используют, когда необходим эндоскопический осмотр на стадии проектирования изделия. Эндоскопы данного типа особенно полезны при осмотре газовоздушного тракта авиадвигателей, полостей машин и механизмов, пустот в стенах зданий, а также при проверке каналов и труб малого диаметра, полостей отливок, а также шлифованных и хонингованных отверстий.
Оптический инструмент- эндоскоп, представляет собой совокупность из визуальной и осветительной системы. Наблюдательная часть включает линзовую, градиентную или стержневую оптику, расположенную внутри защитной металлической трубки. Осветительная часть состоит из оптического волокна, лежащего между двумя металлическими трубками: внешней и внутренней.
Для описания характеристик жестких эндоскопов используются четыре основных параметра: диаметр рабочей области, длина рабочей области, углы направления наблюдения и обзора полей зрения.
Существуют огромное количество различных диаметров для рабочей части эндоскопа, но наиболее распространенными являются 1,7; 2; 2,7; 4; 6; 8 и 10 мм. Жесткие эндоскопы обычно имеют длину от 100 до 1000 мм с изменением длины на 200-300 мм.
Направление наблюдения с помощью эндоскопов может быть разным – 0, 30, 45, 75, 90 и 110 градусов. Тем не менее, в некоторых эндоскопах с качающейся призмой наблюдательный угол может быть изменен плавно от 30 до 110 градусов. Зона видимости также различается от 50 до 90 градусов.
Важно учитывать, что увеличение зоны видимости может привести к ухудшению детализации, т. е. можно увидеть много небольших деталей, но они будут казаться очень мелкими или же будут видны крупные детали, но их будет немного.
Одним из основных преимуществ жестких эндоскопов является высокая разрешающая способность, которая может достигать до 25 линий на миллиметр.
Гибкие эндоскопы успешно применяются в медицине.
Оказывается, не всегда бывает возможно просто так попасть к объекту или сам объект имеет сложную форму, например, газотурбинные установки, электрические двигатели, турбогенераторы, котлы, теплообменники, трубы систем водоснабжения, канализации, промышленные коммуникации и т.д. В таком случае для визуальной проверки используют гибкие эндоскопы.
Эндоскопы с гибкой конструкцией используют визуальную систему и систему передачи света на основе волоконной оптики, которая размещена внутри гибкой трубки с дистальным концом, который может быть управляемым. Для передачи изображения используется линзовый объектив, который формирует изображение объекта на торце кабеля для его дальнейшей передачи по кабелю из множества волокон диаметром 10-12 мкм. Важно правильно располагать волокна на входе и выходе кабеля, чтобы получать регулярную укладку. Изображение, полученное на конце кабеля, просматривается через окуляр с возможностью подстройки под глаза с помощью диоптрийной подвижки.
Для передачи света эндоскопических приборов используется канал, обычно представляющий собой светорассеивающую линзу, вклеенную в головку прибора. Также канал состоит из световолоконного жгута с нерегулярно уложенными волокнами толщиной 2S мкм, чей конец вмонтирован в специальный наконечник, который подключается к осветителю.
В эндоскопах имеется дистальный конец, который может быть управляемым и изгибаться в одной или двух плоскостях в зависимости от диаметра рабочей части. Обычно эндоскопы малого диаметра (6 мм и менее) имеют изгиб в одной плоскости, а более крупные — в двух. Различные производители могут предлагать эндоскопы с углом изгиба в пределах от 90 до 180°.
Также предусмотрена возможность использования насадок или объективов бокового наблюдения для осмотра стенок труб малого диаметра, где дистальный конец не может изгибаться.
Гибкие эндоскопы могут обладать каналом для удобства производства манипуляций, таких как захват предметов, взятие проб и т.д.
Одним из основных недостатков гибких эндоскопов по сравнению с жесткими является меньшая разрешающая способность.
При выборе гибкого эндоскопа основными параметрами являются его диаметр и длина рабочей части. Самые распространенные диаметры — 4, 6, 8 и 10 мм. Сегодняшние лучшие производители предлагают гибкие эндоскопы с диаметром рабочей части от 0,5 до 2 мм. Длины рабочей части могут быть изменены от 500 до 3000 мм с шагом в 500 мм. Угол поля зрения составляет от 0 до 60 градусов, но может быть увеличен до 90-100 градусов при необходимости.
Обычно гибкие эндоскопы имеют герметичную маслобензостойкую рабочую часть с покрытием из нержавеющей стали. Кроме того, существуют видеоэндоскопы, которые позволяют получить более детальное изображение.
Существуют недостатки в гибких волоконно-оптических эндоскопах, такие как невысокая разрешающая способность и ограничения в длине из-за волокон передачи изображения. Однако благодаря замене волоконно-оптического жгута на электронику в системе передачи изображения гибкого эндоскопа, стало возможным повысить разрешающую способность и увеличить длину приборов. Это привело к появлению видеоэндоскопов, в которых изображение через объектив попадает на ПЗС матрицу, после чего сигнал передается по кабелю в блок преобразования и выводится на монитор.
В настоящее время многие компании производят видеоэндоскопы с диаметрами рабочей части от 6 до 20 мм и длиной от 2 до 30 метров.
Для того, чтобы проверять объекты визуально на достаточном уровне качества, они должны быть освещены хорошо. В эндоскопах система передачи света используется для этой цели совместно с мощным источником света, который называется осветителем.
Осветители могут быть галогенными, металлогаллоидными и ксеноновыми и различаться по типу лампы.
Галогенные осветители, как правило, используют 100 или 150 Вт галогенные лампы. Главное преимущество этой лампы заключается в её доступной цене. Однако, её недостатки — высокое потребление энергии при относительно невысоком световом потоке, а также малый срок службы лампы (около 50 часов) и спектр, смещённый в жёлтую область.
24 Вт-ные металлогаллоидные осветители — это более дорогое решение по сравнению с галогенными, но имеют ряд преимуществ: они потребляют меньше энергии, поэтому могут освещать так же ярко, как галогенные лампы мощностью в 200 Вт; их лампы имеют длительный срок службы — 600-800 часов; спектр света близок к естественному белому свету. Именно поэтому эти осветители лучше всего подходят для использования с техническими эндоскопами.
Ксеноновые осветительные системы являются наиболее мощными, но и в то же время дорогими системами освещения, которые, к сожалению, находят применение редко.
Endoscopic видеосистемы предназначены для вывода изображения на монитор и документирования контроля. Их используют вместе с гибкими и жесткими волоконно-оптическими эндоскопами.
Обычно видеосистема состоит из оптико-механического адаптера с видеокамерой, который присоединяется к окуляру эндоскопа, блока управления и монитора. В некоторых случаях блок управления может быть необходимым, но он может отсутствовать. Вместо монитора можно использовать как бытовой телевизор, так и компьютер с устройством для ввода и вывода видеосигнала.
В зависимости от решаемых задач, видеокамеры могут быть черно-белыми или цветными. Как правило, все они имеют разрешающую способность приблизительно равную 470 ТВ линий (З-УНБ).
Применение эндоскопов
Основное назначение эндоскопов состоит в быстром и качественном визуальном исследовании труднодоступных полостей машин и механизмов без их разборки. Ниже приведены примеры их использования в различных отраслях.
В электроэнергетике эндоскопы используются для контроля состояния теплотехнического, электрического и другого оборудования электростанций, например, для проверки внутривальных охлаждающих каналов, обмоток электрогенераторов и трансформаторов, внутренних стенок труб.
В водоснабжении и канализации эндоскопы применяются для обнаружения разрывов, коррозии, засоров, трещин и посторонних предметов в трубах и резервуарах, а также для контроля состояния проточной части насосных систем.
Металлургическая промышленность использует эндоскопы для технического обслуживания средств производства, например, для осмотра узлов печей, а также для контроля качества отливок.
Для обеспечения контроля за состоянием силовых элементов корпусных конструкций, стенок баков, лопаток газовых турбин и компрессоров, обечаек, распылителей, форсунок камер сгорания в авиационной и космической промышленности используются технологии, необходимые для разработки, доводки и производства ракетных двигателей и пневмогидросистем.
Машиностроение в свою очередь использует такие технологии, как контроль качества изготовления и проверки технического состояния различных узлов и деталей машин, включая полосы пресс-форм, детали механических передач, подшипники, трубопроводы, полости паяных и сварных конструкций.
Службы обеспечения безопасности, таможня и другие организации, занимающиеся поиском взрывных устройств, наркотиков, оружия, контрабанды, применяют технологии для осмотра содержимого непрозрачной тары без вскрытия, а также для выполнения других специальных задач.
В архитектуре и строительстве диагностика направлена на проверку состояния силовых элементов перекрытий, внутренних полостей, арматуры, гидроизоляции стен и трубопроводов, а также на проведение архитектурного моделирования.
Газоперекачивающие станции осуществляют контроль состояния узлов газоперекачивающих агрегатов, таких как лопатки, камеры сгорания, топливная система, и др., направленный на обнаружение эрозии, коррозии, отложений и усталостных трещин в задвижках, кранах, трубопроводах, сепараторах и других узлах.
В химической и нефтехимической промышленности проводится регулярный и аварийный осмотр трубопроводов, сосудов высокого давления, теплообменников и узлов пневмо-гидроавтоматики для обнаружения возможных дефектов.
В автомобильной индустрии контролируется качество изготовления и сборки двигателей, а также процесс очистки отливок от стержней, гидро- и пневмосистем, сварки и окраски. При эксплуатации важно наблюдать за состоянием клапанов, гильз цилиндров, зубьев шестерен и предотвращать коррозию деталей кузова.
Железнодорожный и морской транспорт требуют осмотра дизельных и электрических двигателей, генераторов, трансформаторов и других агрегатов и узлов.
В электронной промышленности важен контроль и обеспечение качества производства и сборки электронных устройств.
В научной и образовательной сферах используются для наблюдения за животными и насекомыми, исследования корневой системы растений и других объектов. Также они проводят археологические и поисковые работы, обследуют внутренние полости статуй и памятников.
Olympus (Япония), Everest VIT (США), ITI (США) и Karl Storz (Германия) являются мировыми лидерами в производстве технических эндоскопов. Они отличаются большим выбором продукции, высоким качеством, многолетним опытом работы с крупными индустриальными компаниями и созданием уникальных технических решений.
Например, Olympus предлагает всеракурсную измерительную систему на базе видеоэндоскопа с возможностью смены бинокулярных объективов. Everest VIT VideoProbe XLM модели "C" имеет видеокадр с разрешением 440000 точек по стандарту S-VHS, а Встроенные в рукоятку органы управления эндоскопом и LCD-монитор с TFT-матрицей, обеспечивающий измерение линейных размеров и глубины дефектов с погрешностью 2-3%.
Стоит отметить компанию Оптимед, находящуюся в Санкт-Петербурге, среди отечественных производителей. Она обладает значительным опытом в создании и производстве жестких и гибких эндоскопов.
Одним из распространенных заблуждений о эндоскопе является то, что он используется исключительно для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта. Однако на самом деле эндоскоп – это медицинское оборудование, которое также используется для проведения хирургических вмешательств. С его помощью могут быть выполнены различные процедуры, такие как удаление полипов, остановка внутренних кровотечений, различные биопсии и другие хирургические манипуляции.
Другим заблуждением является мнение о том, что использование эндоскопа всегда сопряжено с болезненными ощущениями. На самом деле процедура эндоскопии обычно проводится под местным обезболиванием или даже в седации, что позволяет пациенту не чувствовать дискомфорта во время осмотра. Более того, современные эндоскопы обладают небольшим диаметром и гибкими элементами, что делает процедуру более комфортной и безопасной для пациента.
Наконец, некоторые люди считают, что эндоскопия является ненужной процедурой и может быть заменена другими методами диагностики. Однако стоит отметить, что эндоскопия позволяет получить наиболее точные данные о состоянии органов желудочно-кишечного тракта и провести необходимые хирургические вмешательства, что делает ее неотемлемой частью современной медицинской практики.
Эндоскопы для проверки трубопроводов
Обычно для осмотра труб применяются специальные водостойкие инспекционные камеры или трубопроводные эндоскопы. Они устойчивы к повреждениям и оснащены встроенной светодиодной подсветкой, а также прочным кабелем из световолокна. Камера может быть съёмной и крепиться на специальных подвижных контактах. Защитой объектива служит стойкое к царапинам сапфировое стекло.
Такие камеры герметичны и способны выдерживать давление воды на глубине вплоть до 200 метров. Диаметр, количество светодиодов, а также разрешение и возможность установки центраторов для обследования труб большого диаметра могут различаться у разных камер. В большинстве случаев применяются аналоговые камеры с разрешением 1000-1200 ТВЛ, однако в продвинутых моделях могут использоваться камеры формата AHD с разрешением 2 мегапикселя.
Сейчас на рынке появились камеры с встроенным передатчиком, которые позволяют определять местоположение камеры на земле. Устройства некоторых камер имеют две камеры, одна из которых направлена вперед, а другая — перпендикулярно движению зонда — на стенки трубы. Они особенно удобны в случаях с широкими трубами. Кроме того, есть поворотные камеры, которые имеют функцию дистанционного управления поворотом.
В эндоскопах используется фиберглассовый (стекловолоконный) кабель длиной от 10 до 200 метров. Кабель наматывается на специальные катушки, которые могут отличаться своей конструкцией. На элитных моделях эндоскопов уже используются инновационные катушки, которые позволяют разматывать и сматывать кабель, не вынимая его из кейса. Некоторые кабели имеют метровую разметку.
Крайне удобная особенность заключается в возможности отслеживать количество используемых кабелей в трубопроводе. Продолжим рассмотрение трубопроводного эндоскопа. Следующим важным компонентом является блок управления и питания. Обычно, для питания камеры и монитора, туда встраивают аккумуляторную батарею.
Благодаря блоку управления мы можем контролировать яркость подсветки камеры и ее поворот (в случае наличия данной функции). Компоненты отображения эндоскопа представлены монитором с диагональю от 4,3 до 9 дюймов, а в некоторых моделях присутствует возможность записи видео и фотографий. Продвинутые модели обладают дополнительными функциями, например, можно подключить принтер для печати пометок на изображениях полученных с камеры.
Wi-Fi передатчик используется для трансляции изображения на смартфон. Он также оснащен функцией стабилизации, которая позволяет сохранять правильное положение изображения на экране даже при повороте камеры. Кроме того, передатчик выводит на экран и записывает метровые отметки, чтобы можно было определить длину прокладываемого кабеля. Весь комплект удобно помещается в алюминиевый или пластиковый кейс для удобства транспортировки.
Однако некоторые модели поставляются без кейса. Их не так удобно переносить и хранить, но при этом нет необходимости собирать и разбирать комплект для работы. Мы предлагаем линейку эндоскопов под брендом AVT.
Применение промышленных эндоскопов для контроля технического состояния объектов
Один из самых важных аспектов диагностики объектов нефтегазовой промышленности — это возможность визуального контроля технического состояния узлов и агрегатов, а также оценка поверхностей и сварных соединений, качества сборки. Регламентные документы Госгортехнадзора России, Госатомнадзора России и Минстрой России устанавливают необходимость проведения визуальных инспекций. Среди таких документов можно назвать "Инструкцию по визуальному и измерительному контролю" — РД 34.10.130-96. Этот документ устанавливает обязательные требования к организации и проведению работ по визуальному и измерительному контролю, включая требования к обучению и аттестации персонала, используемым средствам контроля, организации процесса работы и документированию результатов контроля при производстве, монтаже, ремонте, реконструкции и эксплуатации оборудования. Особенности диагностики конкретных объектов отражены в специальных документах, таких как "Правила устройства и безопасной эксплуатации" и различные СНиП.
Для обеспечения качества изготовления отдельных деталей, узлов и агрегатов, на всех этапах их жизненного цикла, применяется визуальный и измерительный контроль. Этот контроль включает периодический входной контроль материала, контроль подготовки деталей перед сборкой, контроль качества сборки, контроль качества сварных соединений, а также контроль в процессе эксплуатации для выявления изменений формы и поверхностных дефектов в основном материале и сварных швах, которые могут возникнуть во время работы элемента. Основные виды дефектов включают трещины всех видов, коррозию, эрозионный износ, деформации, сколы покрытий, отложения сырья на стенках, сужение каналов, повреждения элементов автоматики.
Соответственно руководящим документам, визуальный и измерительный контроль осуществляется не только с наружной, но и с внутренней стороны изделий. Однако эта задача осложняется из-за ограниченного доступа внутрь объектов.
Для решения указанной проблемы необходимо прибегнуть к использованию промышленных эндоскопических систем и видеооптических устройств. Необходимость подбора соответствующего оборудования на объектах нефтегазовой промышленности обусловлена компактностью, ограниченным доступом и сложной взаимосвязью многих подсистем данных объектов. Таковыми, прежде всего, являются химические реакторы, теплообменники, сосуды высокого давления, компрессоры, двигатели газоперекачивающих установок, узлы и агрегаты энергоустановок, а также парогенераторы.
Технологии, используемые при диагностике внутренних поверхностей, настолько продвинулись в настоящее время, что позволяют проводить визуальную инспекцию скрытых полостей за кратчайшие сроки и получать высококачественные фото- и видеоматериалы. Применение этих технологий возможно в различных условиях, при наличии агрессивных сред и механических воздействий на зонды.
Проведя тщательный анализ опыта использования технической диагностики на предприятиях нефтегазового комплекса, можно выделить основные виды эндоскопических систем, которые применяются в индустрии:
— Жесткие эндоскопы (бороскопы), в том числе составные (секционные);
— Гибкие оптоволоконные эндоскопы;
— Видеоэндоскопы.
Каждый из этих видов имеет свои преимущества и недостатки, и выбор конкретного типа зависит от целей, которые необходимо достичь при диагностике.
Существуют специальные самоходные роботические системы, предназначенные для диагностики крупногабаритных объектов с диаметром до 1,5 метров при длине до 500 метров, таких как трубопроводы. Также существуют проталкиваемые камеры для проверки труб диаметром до 50 мм и длиной до 100 метров, а также телескопические системы, которые могут использоваться для осмотра колодцев, шахт и вертикальных резервуаров.
Однако особое внимание уделено приборам, которые способны выполнять точные измерения линейных размеров и глубин. Это позволяет не только обнаруживать дефекты, но и определять их скорость развития и степень опасности.
Множество компаний производят оптические и видеоэндоскопические устройства и оборудование. Наиболее крупным иностранным производителем является компания Everest VIT. В России и странах СНГ главной компанией, которая занимается массовым производством технических эндоскопов, является Петербургское акционерное общество ИНТЕК.
Всё благодаря высокому техническому оборудованию, применению передовых технологий, которые дают возможность ИНТЕК производить все основные компоненты эндоскопного оборудования. Они производят не только волоконно-оптические жгуты, но и электронные блоки до периферийного оборудования. Продажи компании ИНТЕК сопровождаются доступным ПО, включая программное обеспечение для сохранения и просмотра изображений и измерения линейных размеров объектов.
Дальнейший анализ позволит рассмотреть главные требования и особенности использования устройств каждой группы.
1. Жесткие (линзовые) эндоскопы
Эндоскопы жесткого типа могут быть разных диаметров — 3, 4, 5, 6, 8 и 10 мм, а рабочая длина — от 100 до 1500 мм. Благодаря возможности вращения на 360 градусов оптической трубки, обзор можно осуществить не только прямым, но и под углом 45, 70, 90 и 110 градусов к оси эндоскопа. Если же требуется использовать эндоскоп с качающейся поворотной призмой, то ее положение можно изменить дистанционно с помощью регулировочного кольца, расположенного около окуляра.
Использование одного прибора позволяет существенно расширить область обзора скрытых объектов и рассматривать их из разных углов зрения. В компании ЗАО "Интек" производятся жесткие линзовые эндоскопы а также жесткие сверхтонкие эндоскопы (рабочая часть 2 и 3 мм в диаметре), созданные на основе кварцевых и градиентных волокон. Все эти эндоскопы подходят для работы как в обычной среде, так и в авиационном топливе (дизельное, керосин, бензин), минеральном и искусственном маслах, гидравлических жидкостях, большинстве промышленных органических растворителях и даже в воде. Кроме того, эндоскопы готовы к эксплуатации при температуре от минус 40 до 120° С и давлении около 3 кгс/см2.
Для освещения области контроля применяются стандартные источники света с лампами ксеноновыми, галогенными или ультрафиолетовыми, мощностью 150, 200 или 300 Вт. Результаты осмотра зонафиксировать возможно с помощью фотокамеры 35 мм, цифровой камеры, видеокамеры или передачи на экран с высоким разрешением. Основные типы жестких эндоскопов, применяемых в промышленности — это серия TEKF (Everest VIT, Германия), KL (Интек, Россия).
2. Гибкие оптоволоконные эндоскопы могут использоваться для контроля в области.
Основные параметры характеристики гибких оптоволоконных эндоскопов включают следующее: рабочая длина от 0,5 до 3 м, диаметр зонда от 2,4 до 12,4 мм, поля зрения в пространстве предметов — 60 и 90 градусов, направление обзора — 0 и 90 градусов с боковым объективом, разрешающая способность — не менее 6 линий/мм на расчетном рабочем расстоянии, температурный диапазон для части эндоскопа от -10 до +80 градусов С, артикуляция — двусторонняя или четырехсторонняя, материал оплетки зонда — вольфрам, устойчивость к агрессивным средам.
Среди основных промышленных гибких оптоволоконных эндоскопов можно выделить две серии: FSR (Everest VIT, США) и ART (Интек, Россия). Кроме того, компания Интек производит единственные в мире полугибкие управляемые и неуправляемые эндоскопы серий ТЭУ и ТЭ.
3. Также используются видеоэндоскопы.
Переносные гибкие видеоэндоскопы предназначены для визуального контроля деталей, находящихся в труднодоступных местах механизмов, машин и оборудования. Для этого их дистальный конец оснащен цветной видеокамерой, которая передает изображение на жидкокристаллический экран. В качестве примера можно привести видеоэндоскоп VES4-10 фирмы ЗАО Интек, в котором применены оптическая и телевизионная системы высокого разрешения. Для яркости и четкости изображений используется световод и галогенная лампа. С помощью таких устройств можно производить качественный контроль тех или иных объектов и получать ясные и точные изображения на мониторе.
Комплект сменных линз и дополнительная опция бокового наблюдения помогают подобрать наилучшие параметры оптического оборудования для нужд определенного обследования. Видеоэндоскоп транслирует изображение на монитор, цветной видеопринтер, а также может записывать процедуру обследования на видеомагнитофон.
Рабочая часть эндоскопа герметична, а блок управления представлен в брызгозащищенной форме для расширения области его использования. Видеоэндоскопы изготавливаются в диапазоне от 4 до 10 мм в диаметре и от 1,5 до 30 м в длину. Освещение контрольной зоны осуществляется с помощью внешнего металлогаллоидного источника света через оптоволоконный канал.
Освещенность объекта, который рассматривается, может быть настроена вручную или автоматически. Направление осмотра может быть изменено удаленно путем изгиба дистального конца прибора. Видеоэндоскопы могут питаться от сети с напряжением 100-240 В или от автономного источника с напряжением 12 В. Рабочая температура приборов составляет -20 до +80°C. Все аксессуары для эндоскопов хранятся и транспортируются в надежном контейнере. Основные типы видеоэндоскопов, применяемых в промышленности, включают серии VideoProbe XL-PRO, LongSteer (Everest VIT, США), VES, ВД, ВЧБ (Интек, Россия).
Результаты контроля регистрируются.
Во время проведения дистанционного визуально-измерительного контроля оператор получает цифровые или аналоговые изображения объектов контроля и обнаруженных дефектов. Предварительная обработка изображений и запись для долгосрочного хранения выполняется прибором или с помощью внешних устройств, таких как мобильные аудио-видео регистраторы компании Интек. Основные функции таких устройств включают сохранение отдельных кадров видеосигнала с внешней ТВ-камеры и озвучивание комментариев к ним на CompactFlash Card произвольного объема с последующим воспроизведением на встроенном ТВ-мониторе. Регистрационное устройство, используемое вместе с техническим видеоэндоскопом, позволяет наблюдать изображения внутренних или труднодоступных пространств на встроенном ЖК-мониторе, обеспечивая запись выбранных кадров в формате BMP на CompactFlash Card Type I. Для каждого кадра есть возможность добавить аудиокомментарий в WAV-формате на CompactFlash Card.
На предприятиях нефтегазового комплекса наблюдается ухудшение состояния парка оптических и видео систем, которые используются для осуществления визуального и измерительного контроля. По данным статистики, количество аварийных ситуаций на объектах нефтегазопереработки и транспортировки постоянно возрастает. Это связано как с значительным износом основного оборудования, так и с нехваткой средств для диагностики. Руководители компаний понимают, что необходимо приобрести новейшие приборы для оценки технического состояния производственных объектов. В связи с этим, оборудование для визуальных инспекций входит в список приоритетных направлений в модернизации всех предприятий в ближайшее время.
Многие компании успешно применяют новейшие оптические и видеосистемы. Группа Комиарктикойл из города Усинска использует оптоволоконный эндоскоп длиной 3 м и диаметром 7 мм. Московский НПЗ использует видеоэндоскоп с длиной 30 м и диаметром 10 мм, а Рязанский НПЗ использует тот же видеоэндоскоп.
Новокуйбышевский НПЗ использует видеоэндоскоп с функцией измерения, длиной 7,5 м и диаметром 6 мм, а Киришинефтеоргсинтез — видеоэндоскоп диаметром 6 мм. Салаватнефтеоргсинтез использует составные удлиняемые эндоскопы с длиной 10 м и диаметром 14 мм, а также эндоскопы с длиной 5 м и диаметром 9 мм. Лукойл-Пермнефтеоргсинтез также использует видеоэндоскоп диаметром 6 мм и длиной 7,5 м. Уренгойгазпром и Астраханьгазпром используют видеоэндоскопы с длиной 3 м и диаметром 6 мм, а также с длиной 18 м и диаметром 10 мм соответственно.
В компании "Нафтан" (г. Новополоцк, Белоруссия) использование видеоэндоскопа позволило провести визуальный внутренний осмотр и контроль состояния узлов двигателей без разборки двигателей на этапе ввода в эксплуатацию и в период полного останова объектов КГТУ.
В ходе дистанционного визуального осмотра и контроля были определены технические характеристики лопаток компрессоров и турбин, камеры сгорания, стоек узлов сопряжения опорных элементов, газогенератора и модуля свободной турбины. По результату были обнаружены забоины и сколы покрытия на лопатках, посторонние мелко-дисперсионные включения в компрессорах двигателей, а также трещины в стойках узла сопряжения. Этот материал был использован для оценки состояния агрегатов и замены некоторых узлов КГТУ. Это позволило предотвратить возможные производственные неполадки и аварийные ситуации, что позволило избежать значительных материальных убытков.
Специалисты компаний КГТУ (ЗАО "ЭНЕРГОАВИА", ТМКБ "СОЮЗ", АО "МОТОР-СИЧ") высоко оценили работу Видеоэндоскопа в процессе пуско-наладочных работ на ПО "НАФТАН".
Эксперты из КС-1,2 Антиповского ЛПУ ООО "Волгоградтрансгаз" оценили возможности использования видео и оптоволоконных эндоскопов и приняли решение о закупке нескольких систем. В соответствии с установленной процедурой был произведен осмотр лопаточного аппарата и камеры сгорания газоперекачивающего агрегата ГТК-10И. Были осмотрены жаровая труба камеры сгорания, переходной патрубок камеры сгорания, направляющие лопатки ТВД, пламяперекидная трубка камеры сгорания, рабочие лопатки ТВД, рабочие и направляющие лопатки ТНД, направляющие лопатки ТНД и рабочие и направляющие лопатки осевого компрессора. Через имеющееся смотровое отверстие на корпусе турбогруппы ГТК-10-4 был произведен осмотр рабочих лопаток ТВД, а также сварочный шов внутренней вставки.
Когалымнефтегазопереработка, управляемая Нефтеперерабатывающим заводом ТПП "Когалымнефтегаз", провела проверку нового видеоэндоскопа и устройства вихретокового контроля фирмы ZETEC (США) для обследования трубных пучков воздушного охлаждения бензиновых фракций на установке ЭЛОУ-АВТ и теплообъемных аппаратах ТПГ-500.
На Московском НПЗ длиннейший видеоэндоскоп в стране используется для технической диагностики состояния узлов полипропиленового реактора и сосудов высокого давления.
Многочисленные отзывы от предприятий подтверждают эффективность диагностического оборудования в нефтегазовом комплексе. Безаварийная работа основных производств быстро компенсирует затраты на приобретение оборудования. Важно отметить, что отечественная продукция успешно конкурирует с мировыми брендами благодаря высокому качеству и приемлемой цене. Российские разработчики постоянно улучшают характеристики приборов, чтобы сделать их доступными для любой компании в России, обеспечивают надежную эксплуатацию приборов, а также гарантийное и сервисное обслуживание, обучение и сертификацию специалистов.
Олег Юрьевич Бондарев является менеджером отдела неразрушающего контроля на ОАО "Пергам-Инжиниринг" и специалистом II уровня по визуально-измерительному контролю.
Твердые эндоскопы — Технические эндоскопы
С технической точки зрения, эндоскоп представляет собой оптическое устройство, которое состоит из двух оптических систем — одна для наблюдения, другая для освещения. Наблюдательная система — это часть эндоскопа, которая формирует и передает изображение объекта наблюдателю. Осветительная система — это часть эндоскопа, которая передает свет в исследуемый объект от источника света.
Эндоскоп передает свет, отраженный исследуемым объектом, в систему наблюдения. Изображение объекта может быть передано на телевизионный экран или фотографический приемник для дополнительного анализа.
В зависимости от канала, в который вводится эндоскоп, его рабочая часть может быть жесткой или гибкой. Эта часть имеет соответствующую форму и размеры для введения в исследуемую полость.
Жесткие эндоскопы имеют неизменную геометрическую и оптическую ось во время исследования. Гибкие эндоскопы, в свою очередь, изменяют конфигурацию своей оси в процессе исследования.
Существует три главные составляющие наблюдательной системы эндоскопа: объектив, система передачи изображения и окуляр.
На Рисунке 1 изображено схематическое устройство жесткого эндоскопа.
Основными группами оптических систем жестких эндоскопов являются следующие: 1) жесткие эндоскопы с линзовой оптикой; 2) жесткие эндоскопы на основе градиентной оптики; 3) жесткие эндоскопы с волоконными жгутами или стержнями, в зависимости от типа использованных оптических компонентов в системе передачи изображения в наблюдательном канале.
Фигура 1 — Устройство твёрдого эндоскопа.
Принципиально рабочая часть эндоскопа представляет собой две тонкие стальные трубки (внутренняя трубка имеет диаметр с точностью до ±0,01 мм) с установленными оптическими компонентами внутри. В зависимости от конструкции объектив может быть установлен в отдельной оправе.
Освещение рабочего поля в эндоскопе осуществляется с помощью волокна, которое прокладывается между наружной и внутренней трубками. Существует два метода прокладки волокна: равномерный слой между трубками, называемый прокладкой "по кольцу", или "по серпу", когда внутренняя трубка прижата к наружной. Метод "по серпу" используется в сверхтонких эндоскопах и эндоскопах с нестандартным направлением наблюдения (см. рисунок 2).
На Рисунке 2 изображено направление, в котором работает жесткий эндоскоп.
Речь пойдет о структуре наблюдательного канала, применяемого в жестких эндоскопах.
Этот канал основан на линзовой оптике и включает в себя линзовый объектив, линзовые оборачивающие системы (передающую оптику) и окуляр. Рабочая часть линзовых эндоскопов может достигать длины в 100 диаметров. По сравнению с другими оптическими системами, линзовые системы обеспечивают высокое разрешение и обеспечивают большую гибкость в сочетании оптических параметров (увеличение, поле зрения, направление наблюдения и т. д.), что позволяет эффективно решать конкретные задачи диагностики.
Современные эндоскопы, оснащенные линзовыми оборачивающими системами, обычно используют два типа оптики (рис.3). Если угловое поле эндоскопа мало, то система состоит из набора двухлинзовых ахроматических склеек, количество которых зависит от длины эндоскопа. А для эндоскопов с большим угловым полем применяется сложная оптика Хопкинса (HOPKINS®), которая включает стеклянные цилиндры. Такие системы имеют малый диаметр и обеспечивают высокое качество изображения.
Оптика тонких линз, являющаяся классической в этой области.
Хопкинская оптика, также известная как "стержневая", представляет собой систему линз, используемую в эндоскопах.
На Рис.3 изображены различные виды оборачивающих систем, основанных на использовании линз.
Канал для наблюдения через жесткий эндоскоп, который основан на радиентной оптике (граданов), состоит из объектива, системы градиентной оболочки (транслятора) и окуляра с линзой (см. рис. 4). Рабочая часть градиентных эндоскопов может быть длиной до 150 диаметров. Разрешение голографических эндоскопов этой группы обычно ниже, чем у линзовых эндоскопов.
Возможности комбинирования оптических параметров ограничены. Рисunок 4 демонстрирует оптический механизм эндоскопической системы с градиентным транслятором.
Градиентные элементы, применяемые в эндоскопах, представляют собой цилиндрические стержни с плоскими полированными торцами, которые изготавливаются из особых типов стекла и проходят специальную физико-химическую обработку. Эта обработка создает в градиентном элементе радиальный градиент показателя преломления, который плавно убывает от оси градиента к его наружной цилиндрической поверхности.
Одним из главных преимуществ градиентных элементов является возможность замены нескольких десятков микролинз одним градиентным элементом, который составляет систему передачи изображения эндоскопа. Такая замена позволяет полностью избежать трудоемких операций по изготовлению микролинз, а также существенно упростить сборку приборов.
Использование высокоапертурных трансляторов с определенными градиентами показателя преломления позволяет создавать оптические системы с невероятными параметрами, недоступными для классической оптики. Кроме того, оптическая система эндоскопа, состоящая из регулярно уложенных моноволокон-световодов диаметром от 4 до 15 мкм с полированными торцами и линзового окуляра, базируется на волоконно-оптических жгутах и может быть как гибкой, так и жесткой, что обеспечивает высокую светопередачу. Данную оптическую систему можно наблюдать на Рис. 5.
Одним из основных достоинств эндоскопов, построенных на основе волоконно-оптических жгутов, является их высокая механическая устойчивость к изгибам. Не смотря на это, разрешающая способность данных эндоскопов ниже, чем у градиентных. Возможности комбинирования оптических параметров этого типа эндоскопов ограничены.
Имеющиеся модели жестких эндоскопов могут быть построены на основе данной технологии. Их рабочая часть имеет высокие механические параметры и не подвержена разрушению при изгибе. Более того, длина рабочей части данного типа эндоскопов может достигать значительной длины при достаточно малом диаметре. Например, диаметр длины эндоскопа до 1,5 мм может достигать более 300 величин его диаметра.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ