Журнал «Светотехника» №5

Дата публикации 14/10/2022
Страница 14-18

Разработка мультиспектрального видеоэндоскопа для выявления посторонних веществ при неразрушающем контроле труднодоступных полостей «Светотехника», 2022, №5

Авторы статьи:

Батшев Владислав Игоревич, Мачихин Александр Сергеевич, Крюков Александр Владимирович, Беляева Алина Сергеевна, Баландин Иван Алексеевич, Соловьёв Виктор Николаевич, Миненков Михаил Юрьевич, Шумакова Дарья Андреевна, Кульков Евгений Юрьевич, Пожар Витольд Эдуардович

Батшев Владислав Игоревич, кандидат техн. наук. Окончил в 2007 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Старший научный сотрудник НТЦ УП РАН, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана. Область научных интересов: расчёт оптических систем, акустооптика, приборостроение

Мачихин Александр Сергеевич, доктор техн. наук. Окончил в 2007 г. факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ведущий научный сотрудник НТЦ УП РАН. Область научных интересов: приборостроение, неразрушающий контроль, акустооптика, биомедицинская оптика

Крюков Александр Владимирович, кандидат техн. наук. Окончил в 1998 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Научный сотрудник НТЦ УП РАН, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана. Область научных интересов: расчёт оптических систем, изображающая оптика

Беляева Алина Сергеевна, младший научный сотрудник НТЦ УП РАН, ассистент СПб ГУАП, аспирант Университета ИТМО. Область научных интересов: расчёт оптических систем, неизображающая оптика, колориметрия, акустооптика

Баландин Иван Алексеевич, инженер. Окончил в 2021 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Аспирант НТЦ УП РАН. Область научных интересов: акустооптическая спектроскопия

Соловьёв Виктор Николаевич, кандидат хим. наук. Окончил в 1993 г. МГУ им. М.В. Ломоносова. Руководитель направления НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Область научных интересов: методы испытаний на прочность и герметичность, технологии обеспечения и контроля промышленной чистоты

Миненков Михаил Юрьевич, инженер. Окончил в 2006 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ведущий инженер-испытатель НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Область научных интересов - пневмогидроиспытания, неразрушающий контроль

Шумакова Дарья Андреевна, инженер. Окончила в 2022 г. МАИ. Инженер-испытатель НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Область научных интересов: пневмогидроиспытания, неразрушающий контроль

Кульков Евгений Юрьевич, инженер. Окончил в 2006 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ведущий инженер НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Область научных интересов: пневмогидроиспытания, неразрушающий контроль

Пожар Витольд Эдуардович, доктор физ.-мат. наук. Окончил МФТИ в 1981 г., работает руководителем отдела акустооптических информационных систем НТЦ УП РАН, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана и НИЯУ «МИФИ». Область научных интересов: акустооптика, спектрометрия, дифференциальная, модуляционная, адаптивная спектроскопия, гиперспектрометрия, дистанционное зондирование, спектральное приборостроение

Аннотация

Рассмотрена задача обнаружения и идентификации следов посторонних веществ на поверхности труднодоступных полостей сложных промышленных объектов. Разрабатываемый мультиспектральный видеоэндоскоп позволит наблюдать участок объекта в разных участках спектра, что даст возможность по спектральным свойствам различать следы разных веществ. Особенность этого устройства – в одномоментной регистрации всей оптической спектральной и пространственной информации, что избавляет от необходимости жёсткой фиксации зонда относительно объекта. Описаны оптические системы устройства в целом и его спектрального регистрирующего модуля. Проведён анализ качества изображения. Указана перспективность применения таких устройств для неразрушающего контроля внутренних полостей промышленных устройств и систем.

Список использованной литературы

1. Гурвич А.К., Ермолов И.Н., Сажин С.Г. Неразрушающий контроль. Кн.I. Общие вопросы. Контроль проникающими веществами / Под ред. В.В. Сухорукова. – М.: Высшая школа. – 1992. – 272 с.
2. Мачихин А.С. Измерительные возможности современных видеоэндоскопов // Двигатель. – 2009. – № 3. – С. 8–9.
3. Machihin A., Pozhar V., Batshev V. Compact AOTF-based spectral imaging system for medical endoscopic analysis // Photonics & Lasers in Medicine. – 2013. – Vol. 2, No. 2. – P. 153–157.
4. Мачихин А.С., Батшев В.И., Хохлов Д.Д., Перфилов А.М., Калошин В.А. Акустооптический модуль для визуального и спектрометрического эндоскопического контроля // Труды НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко. ‒ 2016. ‒ № 33. ‒ C. 227–238.
5. Cai F., Gao M., Li J., Lu W., Wu C. Compact Dual-Channel (Hyperspectral and Video) Endoscopy // Frontiers in Physics. – 2020. – Vol. 8. – P. 110.
6. East J. et al. Advanced endoscopic imaging: European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) Technology Review // Endoscopy. ‒ 2016. ‒ Vol. 48, No. 11. ‒ P. 1029–1045.
7. Negreanu L. et al. Progress in digestive endoscopy: Flexible Spectral Imaging Colour Enhancement (FICE)-technical review // Journal of medicine and life. 2015. – Vol. 8, Is. 4. – P. 416–422.
8. Kikuchi O. et al. Narrow-band Imaging for the Head and Neck Region and the Upper Gastrointestinal Tract // Japanese Journal of Clinical Oncology. ‒ 2013. ‒ Vol. 43, No. 5. ‒ P. 458–465.
9. Metkar M., Kamalapur S. Hyperspectral Imaging // Asian Journal of Computer Science Engineering. – 2016. – Vol. 2, No. 1. – P. 6–10.
10. Li Q., He X., Liu H., Xu D., Guo F. Review of spectral imaging technologies in biomedical engineering: achievements and challenges // J. of Biomedical Optics. – 2013. – Vol. 18, No. 10.
11 . Jones G.A. Computational Multispectral Endoscopy // Medicine. – 2020. – P. 127.
12. Kester R.T. et al. Real-time snapshot hyperspectral imaging endoscope // Journal of Biomedical Optics. ‒ 2011. ‒ Vol. 16, No. 5. ‒ Art.n. 056005.
13. Lim H.-T., Murukeshan V. A four-dimensional snapshot hyperspectral video-endoscope for bio-imaging // Scientific Reports. – 2016. –Vol. 6, No. 24044. – P. 10.
14. Мачихин А.С., Батшев В.И., Неверов С.М. Способ бесконтактного измерения пространственного распределения температуры и излучательной способности объектов без сканирования / Патент России № 2721097. 2020. Бюл. № 14.
15. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 448 с.

Ключевые слова

Рекомендуемые статьи

Разработка гиперспектальной системы с управляемым спектральным, пространственным и радиометрическим разрешением «Светотехника», 2022, № 4

Мультиспектральная камера для динамических измерений распределения высоких температур на поверхности твёрдых тел «Светотехника», 2022, №5

Спектрально-поляризационные системы трёхмерного технического зрения на основе акустооптической фильтрации «Светотехника», 2022, №5

Смотреть все статьи