Классификация эндоскопов

3.10.2. Классификация эндоскопов

С конструкторской точки зрения, эндоскоп представляет собой двухканальную оптическую систему.

Первый канал – осветительный (как правило, световолоконный) – передает свет от вспомогательного блока – осветителя – на исследуемый объект. Отраженный исследуемым объектом свет поступает во второй канал – информационный, который строит изображение исследуемого объекта на сетчатке глаза оператора или на электронном приемнике изображения другого вспомогательного блока – телевизионной системы.

В зависимости от используемых в информационном канале оптических сред и конструкции рабочей (погружаемой внутрь объекта) части, эндоскопы можно разделить на следующие основные группы:

жесткие эндоскопы на основе линзовой оптики (рис. 3.4);

жесткие эндоскопы на основе градиентной оптики (рис. 3.4);

гибкие эндоскопы на основе волоконных жгутов (рис 3.5).

Гибкие в свою очередь бывают с управляемым и неуправляемым изгибом дистального конца.

Для каждой из этих групп можно выделить основные особенности оптических и конструкционных характеристик, руководствуясь которыми можно определить целесообразность применения той или иной системы.

3.10.3. Жёсткие эндоскопы

Информационный канал жестких эндоскопов на основе линзовой оптики состоит из линзового объектива, линзовых оборачивающих систем и окуляра. Диаметр рабочей части не менее 4 мм, длина рабочей части до 100 ее диаметров, поле зрения от 10 до 100.

По сравнению с другими типами эндоскопов, линзовые системы позволяют получить наивысшее разрешение, светосилу и позволяют наиболее широко комбинировать оптические параметры (увеличение, поле зрения, направление наблюдения, и т. д.) для решения конкретных задач диагностики.

Информационный канал жестких эндоскопов на основе градиентной оптики состоит из градиентного объектива, градиентных оборачивающих систем и линзового окуляра. Диаметр рабочей части от 1 мм до 5 мм, длина рабочей части до 100 ее диаметров, поле зрения от 40° до 60°. Эндоскопы этой группы имеют более низкие, чем у линзовых эндоскопов, разрешающую способность, контраст изображения. Возможности комбинирования оптических параметров ограничены.

Жесткие эндоскопы характеризуются четырьмя основными параметрами:

диаметром рабочей части (наиболее распространённые диаметры рабочей части 1,5; 2; 2,5; 4; 6; 8 и 10 мм);

длиной рабочей части (длина жестких эндоскопов обычно находится в пределах от 100 до 1000 мм и изменяется с шагом 200–300 мм);

углом направления наблюдения (основные углы направления наблюдения 0; 30; 45; 75; 90 и 110. Угол направления наблюдения может быть и плавно изменяемым в эндоскопах с качающейся призмой – от 30 до 110);

углом поля зрения (угол поля зрения, как правило, варьируется от 50 до 90. При этом необходимо учитывать, что увеличение поля зрения приводит к уменьшению детализации, то есть можно видеть много и мелко или мало и крупно).

Основное преимущество жестких эндоскопов – высокая разрешающая способность.

3.10.4. Гибкие эндоскопы

Информационный канал гибких эндоскопов на основе волоконно-оптических жгутов состоит из линзового (реже градиентного) объектива, регулярного волоконно-оптического жгута, представляющего собой пучок моноволоконных световодов диаметром 5–15 мкм с полированными торцами, и линзового окуляра.

При этом изображение строится объективом на входном торце жгута и рассматривается через окуляр на выходном торце жгута. Эндоскопы этой группы наиболее разнообразны по конструкции и по своим возможностям, однако, разрешающая способность ограничена диаметром моноволокна в жгуте. Диаметр рабочей части от 4 мм до 10 мм, длина рабочей части до 2 м и более.

Принцип передачи света по волокну – световоду диаметром в несколько десятков микрон заключается в его полном внутреннем отражении: луч света, попавший на конец длинного волокна, последовательно отражается от его внутренних стенок и полностью выходит на противоположном конце (рис. 3.7). Светоотдача осуществляется при любом изгибе.

Для того чтобы исключить потери света и улучшить его отражение от стенок, каждое волокно покрывают слоем стекла с низким показателем преломления. Отдельное волокно передает изображение одной точки объекта. Волокна складывают в жгуты, из них формируют волоконно-оптическую систему эндоскопа, которую покрывают защитной оболочкой и размещают внутри гибкого тубуса. Расположение торцов волокон на входе кабеля точно должно соответствовать их расположению на входе, то есть должна быть регулярная укладка (рис. 3.8).

Изображение, полученное на конце кабеля, рассматривается через окуляр, имеющий диоптрийную подвижку для подстройки под глаза.

Канал для передачи света представляет собой, как правило, светорассеивающую линзу, вклеенную в головку прибора, световолоконный жгут с нерегулярно уложенными волокнами толщиной 25 мкм. Конец световолоконного жгута вмонтирован в специальный наконечник, подключающийся к осветителю.

Эндоскопы этой группы должны быть гибкими, подвижными, с управляемым дистальным концом, хорошо передавать свет (яркое освещение объекта) и давать цветное изображение, иметь инструментальный канал, для гибкого инструмента при необходимости осуществления манипуляций, например:

захвата предметов;

взятия пробы.

Управляемый дистальный конец, может изгибаться в одной или двух плоскостях. Как правило, это определяется диаметром рабочей части. Обычно в эндоскопах малого диаметра (6 мм и менее) изгиб осуществляется в одной плоскости, а в более крупных эндоскопах – в двух.

В эндоскопах угол изгиба бывает от 90 до 180. К тому же эндоскопы могут комплектоваться насадками или объективами бокового наблюдения. Это важно, если есть необходимость осматривать, например, стенки труб малого диаметра, где изгиб дистального конца невозможен.

Основным недостатком гибких эндоскопов по сравнению с жесткими эндоскопами является более низкая разрешающая способность.

При выборе гибкого эндоскопа руководствуются двумя основными параметрами:

диаметром;

длиной рабочей части.

Наиболее распространенные диаметры 0,5; 2; 4; 6; 8 и 10 мм. Длины рабочей части изменяются от 500 до 3000 мм с шагом, как правило, 500 мм. Угол поля зрения составляет 50 – 60. При необходимости он может быть увеличен до 90 – 100.

Гибкие эндоскопы имеют герметичную маслобензостойкую рабочую часть с покрытием из нержавеющей стали.

Похожие работы

Проект модернизации одноковшового экскаватора с целью повышения производительности и экономической эффективности

Скачать

48464

8

20

... массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности (I и II группы) и находящихся под водой. Более плотные грунты предварительно необходимо рыхлить. Производительность одноковшового экскаватора снижается по мере увеличения плотности грунта. Кроме того, она зависит от способа разработки грунта (при работе "на вымет" производительность повышается, при погрузке на ...

Совершенствование роторной дробилки с целью повышения производительности

Скачать

84340

12

9

... Мощность электродвигателя , кВт, привода дробилки рассчитывается по формуле , (11) где  - удельный энергетический показатель дробилки, при дробимом материале известняке  [1];  - производительность дробилки, м3/ч;  - степень дробления, для роторной дробилки типоразмера 1250´1000 мм  [1];  - средневзвешенный диаметр исходного продукта, м; ...

Проект модернизации электропривода скребкового конвейера ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»

Скачать

60273

9

51

... с короткозамкнутым ротором (КЗР) с характеристиками, не уступающим характеристикам двигателей постоянного тока (ДПТ). 3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.   3.1 Требования к электроприводу скребкового конвейера применительно к условиям данного цеха. При проектирование электрооборудования и устройств автоматики следует учесть что, цех РОЦ ...

Модернизация патронного полуавтомата 1П756

Скачать

99551

15

15

... : ºС 3.Организационно-экономическая часть 3.1 Сравнительный технико-экономический анализ проектируемого и базового варианта В дипломном проекте решается задача решается задача необходимости модернизации патронного полуавтомата 1П756. Эта необходимость вызвана тем, что базовый вариант станка не соответствует современным требованиям, в частности, по надежности. Модернизация ...