Design of industrial furnace endoscopes with high resolution and multiple spectra

针对现有炉膛监测工业内窥镜成像分辨率低、受粉尘影响测温精度不足的问题，设计加工了一款可见波段(0.48 μm~0.65 μm)与红外波段(3 μm~5 μm和8 μm~12 μm)多光谱双通道工业内窥镜，视场角不小于100°，总口径小于60 mm，光学总长大于<styled-content style-type="number">1000</styled-content> mm。可见波段、中波红外波段、长波红外波段光学系统调制传递函数（MTF）分别在180 lp/mm、30 lp/mm、12.7 lp/mm处大于0.2。经过被动消热差处理，整体光学系统在10 ℃~70 ℃温度范围内受热差影响小。公差分析结果表明，内窥镜在可见波段1 m~5 m处可清晰成像，在5 m处可分辨4 mm线宽。设计的工业内窥镜在工厂炉膛内经测试验证，可以有效解决炉膛内高温、多尘环境下的监测难题，提升工业炉窑的运行安全性和生产效率。