專利名稱：Gl86-01型特深大盲孔窺膛儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
GL36－－01型特深大盲孔窺膛儀為計量測試儀器，屬計量工程技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)機械委第二重型機器廠高壓釜(特深大盲孔)生產(chǎn)設(shè)計部門赴美國、日本考察小組的考察報告知，目前國外尚未發(fā)現(xiàn)能夠觀測高壓釜或類似盲孔工件底部及內(nèi)壁表面疵病的窺膛儀器，進一步的調(diào)研表明，目前國內(nèi)外現(xiàn)有的窺膛儀器(如國產(chǎn)的ZPJ身管光學檢查儀窺膛部分、西德的TGS－34E14型窺膛儀、蘇聯(lián)的πLO、PBπ型窺膛儀、日本的BS－21、F0－120、F10－80型窺膛儀、美國雷那公司生產(chǎn)的窺膛儀等)只能用于對口徑較小的通孔內(nèi)壁表面疵病進行觀察和檢查，而對高壓釜或類似盲孔工件內(nèi)壁表面的觀測則無能為力。為滿足高壓容器生產(chǎn)廠家對高壓容器內(nèi)表面疵病觀察檢查的需要，我們設(shè)計制造了GL86－01型特深大盲孔窺膛儀，該儀器主要用于對高壓釜系列產(chǎn)品或類似工件內(nèi)表面疵病進行觀察和檢查，亦可用于對通孔內(nèi)壁表面疵病進行觀察和檢查。
GL86－01型窺膛儀系采用平面反射鏡自動掃描、光學鏡頭成象和長距離光學轉(zhuǎn)象系統(tǒng)轉(zhuǎn)象的原理設(shè)計而成，它主要由窺膛頭、鏡管、觀察目鏡、窺膛頭控制器、照明電源箱及圖象記錄設(shè)備等部分組成1.窺膛頭窺膛頭是GL86－01型特深大盲孔窺膛儀的核心部件，其構(gòu)造如附圖
所示，它主要由平面反射鏡、帶框的物鏡組16、17、18、齒筒6、盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)7、12、13、14、周壁圓周掃描驅(qū)動系統(tǒng)2、3、4、5、10、15、照明系統(tǒng)8和護罩1、9組成。
平面反射鏡11是盲孔底部和周壁表面光學成象的轉(zhuǎn)象元件。它被安裝在位于齒筒6左端孔內(nèi)的轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸的軸心至帶框物鏡組前鏡面的距離為32mm，轉(zhuǎn)軸由盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，可在齒筒6左端的孔內(nèi)轉(zhuǎn)動57°，平面反射鏡在轉(zhuǎn)軸上的安裝位置為轉(zhuǎn)軸處平面反射鏡鏡面距光軸7mm處(此距離由光軸起始向后計量)，在平面反射鏡轉(zhuǎn)動的57°范圍中，平面反射鏡的起始位置為平面反射鏡的鏡面處于與圖示光軸截面平行位置時平面反射鏡的左端繞軸向后轉(zhuǎn)動12°處，其終止位置為平面反射鏡的鏡面處于與圖示光軸截面平行位置時平面反射鏡的左端繞軸向前轉(zhuǎn)動45°處，平面反射鏡的左、右端邊緣距轉(zhuǎn)軸中心的距離分別為50mm和5mm。
帶框的物鏡組16、17、18是窺膛頭成象的主要光學系統(tǒng)，其鏡框上安裝著窺膛頭的其它光機電元部件，調(diào)整帶框物鏡組上的轉(zhuǎn)螺18，可實現(xiàn)對不同孔徑盲孔內(nèi)壁表面的觀察，且物體的垂軸放大率恒定。
齒筒6既是平面反射鏡圓周掃描的運動部件，又是平面反射鏡與帶框物鏡組的連接體，它通過兩對滾珠軸承10、15與物鏡組鏡框連接，其上裝有照明系統(tǒng)、平面反射鏡及盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)。齒筒6的結(jié)構(gòu)特征為右端內(nèi)孔及中左部內(nèi)孔加工有一圓弧面，它們與滾珠一起構(gòu)成兩對滾珠軸承，該滾珠軸承可使齒筒6在帶框物鏡組的鏡框17上靈活轉(zhuǎn)動，齒筒的右端向左13mm外圓處為模數(shù)m＝0.50、5、齒數(shù)Z＝112、齒寬B＝5mm、壓力角α＝20°的齒輪，齒筒左端的前后兩側(cè)銑有供平面反射鏡11擺動的缺口，其上部加工有3個孔，以固定平面反射鏡上部轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸承，下部鉆有兩孔一螺孔，用以固定盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)之用。
盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)7、12、13、14是使平面反射鏡產(chǎn)生俯仰運動的機電裝置，當其得到由外部控制器發(fā)來的信號時，即驅(qū)動平面反射鏡處于不同的俯仰掃描位置，其運動情況直接由外部控制器控制顯示。
周壁圓周掃描驅(qū)動系統(tǒng)2、3、4、5是安裝在帶框物鏡組鏡框上驅(qū)動處于任一位置的平面反射鏡完成周視360°掃描運動的機電裝置，其運動情況亦由外部控制器控制顯示。
照明系統(tǒng)8，當其與外部照明電源箱配合使用時，可以實現(xiàn)不同孔徑、不同材料工件表面對照明的要求，照明系統(tǒng)安裝在護罩9上，護罩9與齒筒6連成一體，當平面反射鏡進行圓周掃描時，照明系統(tǒng)亦隨著一起運動。
序號1、9為窺膛頭護罩，用以對窺膛頭的成象系統(tǒng)、盲底、圓周掃描驅(qū)動系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)實行保護。
2.鏡管鏡管部分由16根長度為80cm的鋁合金接管和31組光學鏡片組成，當與窺膛頭和觀察目鏡組合后，可用于對深度在12米內(nèi)的盲孔(或長度在24米內(nèi)的通孔)進行觀察。鏡管的支撐系采用鋁合金結(jié)構(gòu)的自動定心式滾動支架，大小可調(diào)，推拉輕便。
3.觀察目鏡觀察目鏡為密封式長位移量調(diào)焦目鏡，調(diào)焦位移量為－4＋27mm，可適用于對口徑變化范圍較大的工件進行觀察。
4.窺膛頭控制器窺膛頭控制器采用單一電壓電源、功放器件、PMOS單片和LED顯示元件設(shè)計而成，其結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、操作方便。
5.照明電源箱照明電源箱由大功率變壓器、調(diào)光器、定時器等部分組成。光源亮度可調(diào)，到時可自動熄滅，能較好地滿足觀察和記錄圖象的要求。
6.圖象記錄設(shè)備圖象記錄設(shè)備由接筒和歐林巴斯OM－10型照相機兩部分組成。使用中只需將接筒和照相機連接在目鏡上即可，無需其他附件。
GL86－01型特深大盲孔窺膛儀屬國內(nèi)首創(chuàng)，國外尚未發(fā)現(xiàn)類似產(chǎn)品，該儀器除具有能夠觀測特深大盲孔內(nèi)表面疵病的獨特性能外，就其所具有的觀察通孔內(nèi)表面疵病的性能與現(xiàn)有的國內(nèi)外通孔窺膛儀性能相比，還具有如下優(yōu)點(1)成象清晰、分辨率高，能夠分辨出高光潔度(∨8以上)表面上的任何疵病和缺陷。
(2)放大率高且穩(wěn)定，不隨孔徑大小的變化而變化。
(3)光學自動掃描成象，檢測中無需轉(zhuǎn)動鏡管和儀器。
(4)窺膛頭和鏡管采用自動定心支撐，支架上裝有尼龍滾輪，對工件無磨損和劃傷現(xiàn)象。
(5)重量輕、操作方便，能直觀顯示工件表面疵病的位置所在和尺寸大小。
GL86－01型特深大盲孔窺膛儀的主要技術(shù)性能為(1)放大倍率＞3×(2)物鏡分辨率＜1011(3)物方線視場＞50mm(4)觀測范圍
孔徑為φ200～φ400mm，長度在12m內(nèi)的盲孔(或孔徑為φ200～φ400mm、長度在24m內(nèi)的通孔)內(nèi)表面的任何部位。
(5)圖象記錄底片倍率0.66×(6)周視掃描時間10″－7′／周，可調(diào)。
權(quán)利要求1.一種GL86-01型特深大盲孔窺膛儀，其特征在于由窺膛頭、鏡管、觀察目鏡、窺膛頭控制器、照明電源箱及圖象記錄設(shè)備組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求①所說的GL86－01型特深大盲孔窺膛儀，其窺膛頭特征在于由平面反射鏡、帶框物鏡組、齒筒、盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)、周壁圓周掃描驅(qū)動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和護罩組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求②所說的窺膛頭，其特征在于平面反射鏡安裝在位于齒筒左端孔內(nèi)的轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸的軸心至帶框物鏡組前鏡面的距離為32毫米，轉(zhuǎn)軸由盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，可在齒筒左端的孔內(nèi)轉(zhuǎn)動57°，平面反射鏡在轉(zhuǎn)軸上的安裝位置為轉(zhuǎn)軸處平面反射鏡鏡面距光軸7毫米處，在平面反射鏡轉(zhuǎn)動的57°范圍中，平面反射鏡的起始位置為平面反射鏡的鏡面處于與光軸截面平行位置時平面反射鏡的左端繞軸向后轉(zhuǎn)動12°處，其終止位置為平面反射鏡的鏡面處于與光軸截面平行位置時平面反射鏡的左端繞軸向前轉(zhuǎn)動45°處，平面反射鏡的左、右端邊緣距轉(zhuǎn)軸中心的距離分別為50毫米和5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求②所說的窺膛頭，其特征在于帶框物鏡組上設(shè)有轉(zhuǎn)軸、調(diào)整帶框物鏡組的轉(zhuǎn)軸，可對不同孔徑盲孔內(nèi)壁表面觀察，且物體的垂軸放大率恒定。
5.根據(jù)權(quán)利要求②所說的窺膛頭，其特征在于齒筒是平面反射鏡圓周掃描的運動部件，又是平面反射鏡與帶框物鏡組的連接體，它通過兩對滾珠軸承與物鏡組鏡框連接，其上裝有照明系統(tǒng)、平面反射鏡及盲底俯仰掃描驅(qū)動系統(tǒng)，齒筒右端內(nèi)孔中左部內(nèi)孔加工有一圓弧面，它們與滾珠一起構(gòu)成兩對滾珠軸承，筒的右端向左13毫米外圓處為模數(shù)0.5，光數(shù)112、寬5毫米，壓力角為20°的齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求②所說的窺膛頭，其特征在于周壁掃描系統(tǒng)是安裝在帶框物鏡組鏡框上。
專利摘要CL86-01型特深大盲孔窺膛儀是高壓容器生產(chǎn)中檢查盲孔底部及周壁內(nèi)表面疵病的觀測儀器。該儀器的主要技術(shù)特征是能對盲孔底部、周壁以及盲孔底部與周壁連接處的表面進行光學自動掃描成象和記錄，且放大倍率恒定(β＞文檔編號G01N21/88GK2031527SQ8820107
公開日1989年1月25日 申請日期1988年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月4日
發(fā)明者高鳳武, 李繼祥 申請人:裝甲兵工程學院四室