本發(fā)明涉及內(nèi)窺鏡，特別涉及一種耐高溫內(nèi)窺鏡。

背景技術(shù)：

1、氣流床氣化爐是重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，其作用是將固體燃料（如煤、石油焦或生物質(zhì)）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化成合成氣，用于發(fā)電、化工生產(chǎn)或液體燃料的合成。要保證氣化爐高效穩(wěn)定地運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。其中，通過耐高溫內(nèi)窺鏡可以實(shí)時(shí)觀察氣化爐內(nèi)的燃燒狀況，檢測(cè)爐內(nèi)溫度分布、氣流流動(dòng)和燃料反應(yīng)情況。耐高溫內(nèi)窺鏡能夠在極端的工作條件下正常工作，它能夠通過光學(xué)系統(tǒng)將爐內(nèi)實(shí)時(shí)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控室，使操作人員可以在安全距離觀察爐內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)。這些圖像不僅可以顯示燃燒區(qū)域的火焰形態(tài)，還可以通過特定的濾波片和傳感器顯示溫度分布和物質(zhì)濃度等重要參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，耐高溫內(nèi)窺鏡可以幫助操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理氣化爐內(nèi)的異常情況。例如，當(dāng)燃燒不完全、溫度過高或過低、燃料堆積等問題出現(xiàn)時(shí)，操作人員可以通過實(shí)時(shí)圖像和數(shù)據(jù)分析，迅速調(diào)整燃料供給、氣流速度和爐溫等操作參數(shù)，以確保氣化過程的穩(wěn)定性和高效性。此外，耐高溫內(nèi)窺鏡還可以記錄和存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，供后續(xù)的分析和優(yōu)化。通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，技術(shù)人員可以更好地理解氣化爐的運(yùn)行規(guī)律，發(fā)現(xiàn)潛在問題，并進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)和工藝改進(jìn)，從而進(jìn)一步提升氣化效率和系統(tǒng)可靠性。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)窺鏡的內(nèi)部通過多個(gè)鏡片光學(xué)反射圖像，最終傳遞給位于內(nèi)窺鏡外部的圖像處理器進(jìn)行成像，但方法由于內(nèi)窺鏡成像光路較長(zhǎng)，對(duì)成像質(zhì)量有較差的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)窺鏡成像光路較長(zhǎng)，降低成像質(zhì)量的缺陷，提供一種耐高溫內(nèi)窺鏡。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

3、一種耐高溫內(nèi)窺鏡，所述耐高溫內(nèi)窺鏡包括內(nèi)管、外管和攝像組件；

4、所述內(nèi)管的內(nèi)部形成內(nèi)窺腔，所述內(nèi)管的其中一軸向端部設(shè)有觀察窗，所述觀察窗固定有光學(xué)鏡片；所述攝像組件包括相機(jī)，所述相機(jī)設(shè)于所述內(nèi)窺腔內(nèi)且位于所述內(nèi)管設(shè)有所述觀察窗的一側(cè)；

5、所述外管套設(shè)在所述內(nèi)管的外周，所述內(nèi)管與所述外管可拆卸連接，所述外管具有用于容納冷卻液的冷卻腔，所述冷卻腔環(huán)繞所述內(nèi)管的外周側(cè)設(shè)置。

6、在本方案中，將能夠成像的相機(jī)直接放置在內(nèi)窺腔內(nèi)，省去了鏡片光學(xué)反射圖像的過程，大大縮短了成像光路，有效提高了成像質(zhì)量。內(nèi)窺腔的外周側(cè)設(shè)置液冷結(jié)構(gòu)，能夠降低內(nèi)窺腔的溫度，提高內(nèi)窺腔內(nèi)的相機(jī)的耐熱性能，保證相機(jī)正常工作。

7、較佳地，所述觀察窗沿所述內(nèi)管的軸向依次包括第一觀察窗單元和第二觀察窗單元，所述第一觀察窗單元與所述內(nèi)管連接，所述第一觀察窗單元和所述第二觀察窗單元可拆卸連接，所述光學(xué)鏡片夾設(shè)于所述第一觀察窗單元和所述第二觀察窗單元之間。

8、在本方案中，上述設(shè)置使得觀察窗內(nèi)的光學(xué)鏡片可更換，由此可以更換不同的光學(xué)鏡片對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而收集到不同的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)。此外，還可以將光學(xué)鏡片換成不同中心波長(zhǎng)等的濾光片，對(duì)爐內(nèi)的不同波段的光譜進(jìn)行獲取，進(jìn)一步處理可獲得溫度、自由基的激發(fā)態(tài)等信息，對(duì)爐內(nèi)的實(shí)時(shí)圖像、反應(yīng)情況、物質(zhì)生成情況等可以進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。

9、較佳地，所述第一觀察窗單元朝向所述第二觀察窗單元的一側(cè)面具有向所述第一觀察窗單元內(nèi)部凹陷的第一容納槽，所述第二觀察窗單元朝向所述第一觀察窗單元的一側(cè)面具有向所述第二觀察窗單元內(nèi)部凹陷的第二容納槽，所述第一容納槽和所述第二容納槽組成所述光學(xué)鏡片的容納空間，所述光學(xué)鏡片夾設(shè)于所述容納空間內(nèi)。

10、在本方案中，容納空間一方面能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)鏡片的快速定位，另一方面也能夠限制光學(xué)鏡片相對(duì)于觀察窗的移動(dòng)，保證監(jiān)測(cè)效果。

11、較佳地，所述光學(xué)鏡片與所述第一容納槽的槽底之間設(shè)有第一密封墊片；和/或，所述光學(xué)鏡片與所述第二容納槽的槽底之間設(shè)有第二密封墊片。

12、在本方案中，密封墊片一方面能夠避免光學(xué)鏡片直接與觀察窗接觸，減少光學(xué)鏡片的磨損，另一方面能夠?qū)⒐鈱W(xué)鏡片壓緊在第一觀察窗單元和第二觀察窗單元之間，防止光學(xué)鏡片移動(dòng)。

13、較佳地，所述外管包括第一外管、第二外管和第三外管；所述第一外管套設(shè)于所述內(nèi)管的外周面；所述第二外管套設(shè)在所述第一外管的外周，所述第二外管和所述第一外管之間形成第一冷卻腔；所述第三外管套設(shè)在所述第二外管的外周，所述第三外管和所述第二外管之間形成第二冷卻腔，所述第一冷卻腔和所述第二冷卻腔連通。

14、在本方案中，雙層的冷卻腔能夠起到更好的冷卻效果，降低內(nèi)窺腔的溫度，提高內(nèi)窺腔內(nèi)的相機(jī)的耐熱性能，保證相機(jī)正常工作。

15、較佳地，所述耐高溫內(nèi)窺鏡還包括進(jìn)液管和出液管，所述進(jìn)液管和所述出液管位于所述內(nèi)管的軸向同一側(cè)；所述進(jìn)液管的出液端與所述第二外管連接，所述進(jìn)液管的出液口與所述第一冷卻腔連通；所述出液管的進(jìn)液端與所述第三外管連接，所述出液管的進(jìn)液口與所述第二冷卻腔連通。

16、在本方案中，冷卻液先流經(jīng)更靠近內(nèi)窺腔的第一冷卻腔，能夠更好地降低內(nèi)窺腔的溫度，使內(nèi)窺腔的溫度更加穩(wěn)定，提高內(nèi)窺腔內(nèi)的相機(jī)的耐熱性能，保證相機(jī)正常工作。冷卻液流向距離內(nèi)窺腔更遠(yuǎn)的第二冷卻腔時(shí)的溫度不會(huì)過高，冷卻液不會(huì)氣化，可以對(duì)外管進(jìn)行有效降溫。

17、較佳地，所述第一冷卻腔和所述第二冷卻腔均為螺旋狀，所述第一冷卻腔內(nèi)設(shè)有螺旋狀的第一導(dǎo)水線，所述第二冷卻腔內(nèi)設(shè)有螺旋狀的第二導(dǎo)水線，所述第一導(dǎo)水線和所述第二導(dǎo)水線的軸線平行于所述內(nèi)管的軸線，所述第一導(dǎo)水線和所述第二導(dǎo)水線的螺旋方向相反。

18、在本方案中，螺旋狀的第一導(dǎo)水線和第二導(dǎo)水線能夠加強(qiáng)冷卻液的擾動(dòng)，減少熱應(yīng)力造成的破壞漏失。第一冷卻腔和第二冷卻腔內(nèi)的冷卻液的流向相反，使冷卻液的湍流層度加劇，可減少傳熱邊界層中的層流內(nèi)層的厚度，提高對(duì)流傳熱系數(shù)，也即減少了對(duì)流傳熱的熱阻。

19、較佳地，所述第一導(dǎo)水線的螺距為4~7cm；和/或，所述第二導(dǎo)水線的螺距為4~7cm。

20、在本方案中，導(dǎo)水線的螺距控制在一定范圍內(nèi)，既能夠保證冷卻液的流速，也能夠保證對(duì)冷卻液的擾動(dòng)能力。

21、較佳地，所述耐高溫內(nèi)窺鏡還包括進(jìn)風(fēng)管，所述進(jìn)風(fēng)管設(shè)于所述內(nèi)管在其軸向上遠(yuǎn)離所述觀察窗的一側(cè)，且所述進(jìn)風(fēng)管位于所述外管的外側(cè)；所述進(jìn)風(fēng)管的出風(fēng)端與所述內(nèi)管連接，所述進(jìn)風(fēng)管的出風(fēng)口與所述內(nèi)窺腔連通；

22、所述觀察窗上設(shè)有氣體通道，所述氣體通道的一端與所述內(nèi)窺腔連通，所述氣體通道的另一端貫穿所述觀察窗在所述內(nèi)管的軸向上遠(yuǎn)離所述內(nèi)管的一端。

23、在本方案中，上述設(shè)置用于大大降低爐內(nèi)飛灰對(duì)光學(xué)鏡片的影響。

24、較佳地，所述氣體通道包括第一氣體通道和第二氣體通道，所述第一氣體通道和所述第二氣體通道均包括位于所述光學(xué)鏡片在所述內(nèi)管的軸向上遠(yuǎn)離所述進(jìn)風(fēng)管一側(cè)的出氣段，所述第一氣體通道的出氣段的出氣口在所述內(nèi)管的軸向上朝向遠(yuǎn)離所述光學(xué)鏡片的方向，所述第二氣體通道的出氣段的出氣口在所述內(nèi)管的軸向上朝向靠近所述光學(xué)鏡片的方向。

25、在本方案中，第一氣體通道用于防止?fàn)t內(nèi)的飛灰附著在觀察窗上，第二氣體通道用于將已經(jīng)附著在觀察窗上的灰塵吹走，以提高光學(xué)鏡片的清晰度，提高成像效果。

26、較佳地，所述光學(xué)鏡片的軸向端面與所述第一氣體通道的出氣段的出氣口的軸線之間的夾角為60?~75?；所述光學(xué)鏡片的軸向端面與所述第二氣體通道的出氣段的出氣口的軸線之間的夾角為5?~20?。

27、較佳地，所述內(nèi)管遠(yuǎn)離所述觀察窗的一側(cè)設(shè)有法蘭板，所述法蘭板套設(shè)于所述內(nèi)管的外周面且位于所述外管的外側(cè)，所述內(nèi)管通過所述法蘭板與所述外管可拆卸連接。

28、在本方案中，上述設(shè)置方便內(nèi)管與外管的連接。

29、較佳地，所述耐高溫內(nèi)窺鏡還包括軸向調(diào)節(jié)件，所述軸向調(diào)節(jié)件套設(shè)于所述內(nèi)管的外周，且在所述內(nèi)管的軸向上夾設(shè)于所述法蘭板和所述外管之間。

30、在本方案中，上述設(shè)置使得內(nèi)管相對(duì)于外管的軸向位置可調(diào)節(jié)，又由于內(nèi)管相對(duì)于外管可旋轉(zhuǎn)，因此觀察窗的位置可以靈活調(diào)整，方便選擇合適的拍攝位置以及角度，提高監(jiān)測(cè)效果。

31、較佳地，所述耐高溫內(nèi)窺鏡滿足以下條件中的一種或多種：

32、a、所述相機(jī)為監(jiān)測(cè)相機(jī)或光譜相機(jī)；

33、b、所述內(nèi)管的材料為鋯或銅；

34、c、所述外管的材料為鈷合金或鎳基合金材料；

35、d、所述觀察窗的材料為鈷合金或鎳基合金材料。

36、在本方案中，監(jiān)測(cè)相機(jī)和光譜相機(jī)的結(jié)構(gòu)小巧，容易放入內(nèi)窺腔內(nèi)。鋯、銅、鈷合金、鎳基合金材料耐高溫，使用壽命長(zhǎng)。

37、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：將能夠成像的相機(jī)直接放置在內(nèi)窺腔內(nèi)，省去了鏡片光學(xué)反射圖像的過程，大大縮短了成像光路，有效提高了成像質(zhì)量。內(nèi)窺腔的外周側(cè)設(shè)置液冷結(jié)構(gòu)，能夠降低內(nèi)窺腔的溫度，提高內(nèi)窺腔內(nèi)的相機(jī)的耐熱性能，保證相機(jī)正常工作。