专利名称：Gl86-01型特深大盲孔窥膛仪的制作方法
技术领域：
GL36－－01型特深大盲孔窥膛仪为计量测试仪器，属计量工程技术领域。据机械委第二重型机器厂高压釜(特深大盲孔)生产设计部门赴美国、日本考察小组的考察报告知，目前国外尚未发现能够观测高压釜或类似盲孔工件底部及内壁表面疵病的窥膛仪器，进一步的调研表明，目前国内外现有的窥膛仪器(如国产的ZPJ身管光学检查仪窥膛部分、西德的TGS－34E14型窥膛仪、苏联的πLO、PBπ型窥膛仪、日本的BS－21、F0－120、F10－80型窥膛仪、美国雷那公司生产的窥膛仪等)只能用于对口径较小的通孔内壁表面疵病进行观察和检查，而对高压釜或类似盲孔工件内壁表面的观测则无能为力。为满足高压容器生产厂家对高压容器内表面疵病观察检查的需要，我们设计制造了GL86－01型特深大盲孔窥膛仪，该仪器主要用于对高压釜系列产品或类似工件内表面疵病进行观察和检查，亦可用于对通孔内壁表面疵病进行观察和检查。
GL86－01型窥膛仪系采用平面反射镜自动扫描、光学镜头成象和长距离光学转象系统转象的原理设计而成，它主要由窥膛头、镜管、观察目镜、窥膛头控制器、照明电源箱及图象记录设备等部分组成1.窥膛头窥膛头是GL86－01型特深大盲孔窥膛仪的核心部件，其构造如附图
所示，它主要由平面反射镜、带框的物镜组16、17、18、齿筒6、盲底俯仰扫描驱动系统7、12、13、14、周壁圆周扫描驱动系统2、3、4、5、10、15、照明系统8和护罩1、9组成。
平面反射镜11是盲孔底部和周壁表面光学成象的转象元件。它被安装在位于齿筒6左端孔内的转轴上，该转轴的轴心至带框物镜组前镜面的距离为32mm，转轴由盲底俯仰扫描驱动系统驱动，可在齿筒6左端的孔内转动57°，平面反射镜在转轴上的安装位置为转轴处平面反射镜镜面距光轴7mm处(此距离由光轴起始向后计量)，在平面反射镜转动的57°范围中，平面反射镜的起始位置为平面反射镜的镜面处于与图示光轴截面平行位置时平面反射镜的左端绕轴向后转动12°处，其终止位置为平面反射镜的镜面处于与图示光轴截面平行位置时平面反射镜的左端绕轴向前转动45°处，平面反射镜的左、右端边缘距转轴中心的距离分别为50mm和5mm。
带框的物镜组16、17、18是窥膛头成象的主要光学系统，其镜框上安装着窥膛头的其它光机电元部件，调整带框物镜组上的转螺18，可实现对不同孔径盲孔内壁表面的观察，且物体的垂轴放大率恒定。
齿筒6既是平面反射镜圆周扫描的运动部件，又是平面反射镜与带框物镜组的连接体，它通过两对滚珠轴承10、15与物镜组镜框连接，其上装有照明系统、平面反射镜及盲底俯仰扫描驱动系统。齿筒6的结构特征为右端内孔及中左部内孔加工有一圆弧面，它们与滚珠一起构成两对滚珠轴承，该滚珠轴承可使齿筒6在带框物镜组的镜框17上灵活转动，齿筒的右端向左13mm外圆处为模数m＝0.50、5、齿数Z＝112、齿宽B＝5mm、压力角α＝20°的齿轮，齿筒左端的前后两侧铣有供平面反射镜11摆动的缺口，其上部加工有3个孔，以固定平面反射镜上部转轴的转动轴承，下部钻有两孔一螺孔，用以固定盲底俯仰扫描驱动系统之用。
盲底俯仰扫描驱动系统7、12、13、14是使平面反射镜产生俯仰运动的机电装置，当其得到由外部控制器发来的信号时，即驱动平面反射镜处于不同的俯仰扫描位置，其运动情况直接由外部控制器控制显示。
周壁圆周扫描驱动系统2、3、4、5是安装在带框物镜组镜框上驱动处于任一位置的平面反射镜完成周视360°扫描运动的机电装置，其运动情况亦由外部控制器控制显示。
照明系统8，当其与外部照明电源箱配合使用时，可以实现不同孔径、不同材料工件表面对照明的要求，照明系统安装在护罩9上，护罩9与齿筒6连成一体，当平面反射镜进行圆周扫描时，照明系统亦随着一起运动。
序号1、9为窥膛头护罩，用以对窥膛头的成象系统、盲底、圆周扫描驱动系统以及照明系统实行保护。
2.镜管镜管部分由16根长度为80cm的铝合金接管和31组光学镜片组成，当与窥膛头和观察目镜组合后，可用于对深度在12米内的盲孔(或长度在24米内的通孔)进行观察。镜管的支撑系采用铝合金结构的自动定心式滚动支架，大小可调，推拉轻便。
3.观察目镜观察目镜为密封式长位移量调焦目镜，调焦位移量为－4＋27mm，可适用于对口径变化范围较大的工件进行观察。
4.窥膛头控制器窥膛头控制器采用单一电压电源、功放器件、PMOS单片和LED显示元件设计而成，其结构紧凑、功能齐全、操作方便。
5.照明电源箱照明电源箱由大功率变压器、调光器、定时器等部分组成。光源亮度可调，到时可自动熄灭，能较好地满足观察和记录图象的要求。
6.图象记录设备图象记录设备由接筒和欧林巴斯OM－10型照相机两部分组成。使用中只需将接筒和照相机连接在目镜上即可，无需其他附件。
GL86－01型特深大盲孔窥膛仪属国内首创，国外尚未发现类似产品，该仪器除具有能够观测特深大盲孔内表面疵病的独特性能外，就其所具有的观察通孔内表面疵病的性能与现有的国内外通孔窥膛仪性能相比，还具有如下优点(1)成象清晰、分辨率高，能够分辨出高光洁度(∨8以上)表面上的任何疵病和缺陷。
(2)放大率高且稳定，不随孔径大小的变化而变化。
(3)光学自动扫描成象，检测中无需转动镜管和仪器。
(4)窥膛头和镜管采用自动定心支撑，支架上装有尼龙滚轮，对工件无磨损和划伤现象。
(5)重量轻、操作方便，能直观显示工件表面疵病的位置所在和尺寸大小。
GL86－01型特深大盲孔窥膛仪的主要技术性能为(1)放大倍率＞3×(2)物镜分辨率＜1011(3)物方线视场＞50mm(4)观测范围
孔径为φ200～φ400mm，长度在12m内的盲孔(或孔径为φ200～φ400mm、长度在24m内的通孔)内表面的任何部位。
(5)图象记录底片倍率0.66×(6)周视扫描时间10″－7′／周，可调。
权利要求1.一种GL86-01型特深大盲孔窥膛仪，其特征在于由窥膛头、镜管、观察目镜、窥膛头控制器、照明电源箱及图象记录设备组成。
2.根据权利要求①所说的GL86－01型特深大盲孔窥膛仪，其窥膛头特征在于由平面反射镜、带框物镜组、齿筒、盲底俯仰扫描驱动系统、周壁圆周扫描驱动系统、照明系统和护罩组成。
3.根据权利要求②所说的窥膛头，其特征在于平面反射镜安装在位于齿筒左端孔内的转轴上，该转轴的轴心至带框物镜组前镜面的距离为32毫米，转轴由盲底俯仰扫描驱动系统驱动，可在齿筒左端的孔内转动57°，平面反射镜在转轴上的安装位置为转轴处平面反射镜镜面距光轴7毫米处，在平面反射镜转动的57°范围中，平面反射镜的起始位置为平面反射镜的镜面处于与光轴截面平行位置时平面反射镜的左端绕轴向后转动12°处，其终止位置为平面反射镜的镜面处于与光轴截面平行位置时平面反射镜的左端绕轴向前转动45°处，平面反射镜的左、右端边缘距转轴中心的距离分别为50毫米和5毫米。
4.根据权利要求②所说的窥膛头，其特征在于带框物镜组上设有转轴、调整带框物镜组的转轴，可对不同孔径盲孔内壁表面观察，且物体的垂轴放大率恒定。
5.根据权利要求②所说的窥膛头，其特征在于齿筒是平面反射镜圆周扫描的运动部件，又是平面反射镜与带框物镜组的连接体，它通过两对滚珠轴承与物镜组镜框连接，其上装有照明系统、平面反射镜及盲底俯仰扫描驱动系统，齿筒右端内孔中左部内孔加工有一圆弧面，它们与滚珠一起构成两对滚珠轴承，筒的右端向左13毫米外圆处为模数0.5，光数112、宽5毫米，压力角为20°的齿轮。
6.根据权利要求②所说的窥膛头，其特征在于周壁扫描系统是安装在带框物镜组镜框上。
专利摘要CL86-01型特深大盲孔窥膛仪是高压容器生产中检查盲孔底部及周壁内表面疵病的观测仪器。该仪器的主要技术特征是能对盲孔底部、周壁以及盲孔底部与周壁连接处的表面进行光学自动扫描成象和记录，且放大倍率恒定(β＞文档编号G01N21/88GK2031527SQ8820107
公开日1989年1月25日 申请日期1988年2月4日 优先权日1988年2月4日
发明者高凤武, 李继祥 申请人:装甲兵工程学院四室