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核检测——光学系统现在和未来的挑战

洞察力 from industry罗伯·沃特金森客户支持经理解析光学

 

请您介绍一下您自己并告诉我们您在 Resolve Optics 的角色吗?

我叫 Rob Watkinson,是 Resolve Optics 的客户支持经理。我的职责是确保企业客户获得出色的支持并满足他们的所有需求。这可能涉及为员工制定客户支持政策和程序以遵守、培训和观察员工以及回答客户询问。

为什么相机是核工业中必不可少的设备?

摄像机在增强任何放射性环境中的安全性方面发挥着重要的监控作用,因为它们允许在人们因暴露于辐射的风险而无法前往的区域进行目视检查。相机在核环境中的典型任务包括检查设备、过程或燃料棒,以提高安全性和安全性以及对区域的简单监视。

相机需要如何适应高辐射环境?

暴露于更高水平的核辐射会对大多数材料产生不利影响。因此,对于核相机而言,仅使用能够承受长时间暴露于辐射的材料或确保设备具有足够的屏蔽来保护它是非常重要的。例如,标准相机镜头在核环境中经过有限时间后会变成褐色(并失去吞吐量/清晰度) - 因此只能使用专业的抗辐射玻璃类型。另一个关键考虑因素是如何让相机传感器远离辐射的直接照射路径。这通常是通过使用折叠镜来解决的,折叠镜允许图像间接聚焦到传感器上,同时保持它免受辐射。

告诉我们 Resolve Optics 开发并提供给核检测相机制造商的抗辐射镜头。

在过去的 30 年里,Resolve Optics 开发了客户指定的和越来越多的现成的、抗辐射的定焦和变焦镜头。一些最受欢迎的镜头是我们的 3 倍、6 倍和 10 倍非褐变变焦镜头。虽然 Resolve Optics 在为核后处理和发电应用提供定焦和变焦抗辐射透镜方面拥有丰富的经验 - 今天,我们的专业知识正在帮助组织在越来越多的不同和有趣的应用中运营。

在医学研究中 – Resolve Optics 抗辐射镜片在同步辐射治疗机和商业 X 射线仪器中形成靶向元件。所有仪器、传感器和相机都受到辐射的持续轰击,辐射会迅速降解并使外层空间的标准光学组件无法使用。星载应用提出了一个具有挑战性的环境,易受辐射,其中相机镜头维修或更换是非常不可取的。近年来,越来越多的卫星制造商和国际航天机构选择 Resolve Optics 为他们提供一系列高性能、耐辐射的变焦镜头,因为我们在该领域拥有专业知识并愿意与他们合作调整我们的标准 3x和 6 倍非褐变变焦镜头设计为“空间就绪”。

这些镜头的哪些功能即使在核环境中也能实现高图像分辨率?

 核环境本身对图像分辨率没有直接影响,但是镜头的分辨率要求越高,所需的玻璃就越多。设计高分辨率、耐辐射镜头的挑战在于可供选择的光学材料数量有限。几乎所有耐辐射光学材料都带有黄色调。您可能会遇到的下一个问题是,为了创建高分辨率图像,您在系统中放入的玻璃越多,这种黄色调对性能的影响就越严重。为了应对这一挑战,我们于 2018 年推出了 357-000 型 10 倍非褐变变焦镜头。这种独特的镜头可产生清晰、锐利的高清 (HD) 图像,而没有强烈的黄色色调,这在色彩传感器上使用抗辐射镜头时一直是一个限制问题。

为什么您的镜头需要耐高温,您是如何做到这一点的?

用过的核燃料含有许多不同的放射性元素,其中一些元素衰变非常快。当它们衰变时,它们会释放出大量可以被周围环境吸收的能量,这使得镜头能够在高温下工作变得至关重要。镜头中使用的材料会随着温度的变化而膨胀和收缩,因此在光学设计中允许这种运动是很重要的。如果不考虑这一点,随着玻璃随温度变化而移动,镜头可能会进出焦点。 Resolve Optics 抗辐射(非布朗宁)透镜设计中的所有光学元件均采用掺杂氧化铈的玻璃或合成二氧化硅制成,使其能够承受高达 100,000,000 rad 的辐射剂量和高达 55°C 的温度,而不会变色或降低性能。

最新一代 Resolve Optics 防褐变镜头如何克服 CMOS 相机中的黄色图像问题?

如前所述,黄色图像是传统上强烈的黄色铈掺杂玻璃的结果,以防止镜片在长时间暴露于辐射下变褐。虽然不可能完全去除图像中的所有黄色,但如果我们正在为彩色 CMOS 相机开发镜头,我们会利用我们对不同供应商的了解来避免使用更黄的玻璃类型并将问题最小化。

据我所知,您还开发了一种特殊的紫外线变焦镜头,能够在水中观察核燃料棒——请告诉我们这个?

当来自燃料组件的伽马射线与储存在冷却池水中的电子相互作用时,用过的核燃料会发出微弱的紫外光(切伦科夫辐射)。 Resolve Optics 设计并提供了一种紫外线变焦镜头,使北美制造商能够数字切伦科夫观测设备可通过 10 米的水远程监测这种现象。该镜头还非常有用地结合了一个滤光片,可以轻松地从可见光切换到紫外线波长,而无需重新聚焦镜头。

您如何应用您的抗辐射光学设计知识来创建能够在核应用中提供高效远程查看的内窥镜?

答:Resolve Optics 是一家成熟的专业内窥镜系统供应商,适用于辐射、极端温度/压力或接触腐蚀性液体和气体会导致标准产品无法使用的恶劣环境。为了能够检查运行中的熔炉和锅炉内部,Resolve Optics 提供了多种专业内窥镜,以非侵入性地分析高温过程,包括焚烧、回收、冶炼和化学制造。然而,由于成本相对较高,内窥镜检查系统仅用于核应用,在这些应用中,过程附近的高水平辐射或温度会使相机几乎无法操作。

解析光学 是否有任何旨在进一步帮助改进核检查的开发项目?

我们目前正在开发一种称为光学补偿变焦的新镜头。这种设计使用相对简单的推拉机构,因此不需要变焦镜头通常需要的大量复杂、公差严格的零件。这种更简单的设计使这款新镜头特别适用于恶劣的环境,例如核工业中常见的环境。

 您认为核检查的未来会是什么,Resolve Optics 将如何参与其中?

核工业受到高度监管,因此与其他一些部门相比,变化发生得相对缓慢。近年来,我们注意到的趋势包括对高分辨率抗辐射镜头以及针对颜色传感器优化的镜头的需求不断增加。

读者在哪里可以找到更多信息?

有关抗辐射镜片的更多信息,请访问 www.resolveoptics.com/radiation-resistant-lenses-3/。或者,您可以在社交媒体上关注 Resolve Optics – 请参阅 //www.linkedin.com/company/resolve-optics-limited/

 

 

关于 Rob Watkinson

客户支持经理 - Rob Watkinson 渴望确保商业客户获得出色的服务pport 并及时满足他们的所有需求。他在 Resolve Optics Ltd 工作,这是一家世界领先的专业镜片设计商和制造商,生产抗辐射镜片和光学产品,遵循严格的质量和目标价格准则。 

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    解析光学 Ltd.. (2021, May 20). 核检测——光学系统现在和未来的挑战. AZoOptics. Retrieved on September 10, 2021 from //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1944.

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    解析光学 Ltd.. 2021. 核检测——光学系统现在和未来的挑战. AZoOptics, viewed 10 September 2021, //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1944.

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