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日本奧林把斯工業(yè)內(nèi)窺鏡 無(wú)損檢測(cè)診斷特點(diǎn)及分類
使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行遠(yuǎn)距離目視檢查（Remote Visual Inspection RVI),做為有效保證產(chǎn)品質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)手段之一,， 目前已廣泛應(yīng)用于航空,、航天,、能源、電力,、兵器工業(yè),、汽車制造、建筑等領(lǐng)域。工業(yè)內(nèi)窺鏡是對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部遠(yuǎn)距離檢查和人眼延伸的工具,。在產(chǎn)品質(zhì)量檢查過(guò)程中,，當(dāng)人眼無(wú)法觀察到的缺陷，可通過(guò)內(nèi)窺鏡的插入,，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的觀察和判斷（例如：用內(nèi)窺鏡來(lái)檢查飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,，或檢查飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)油路管道中的多余物、焊縫,、裂紋,、銹蝕等），工業(yè)內(nèi)窺鏡一般和光源組合起來(lái)使用,，才組成一個(gè)完整的系統(tǒng),。
內(nèi)窺鏡早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，早在十九世紀(jì),，就有人制造出用鏡子通過(guò)細(xì)管反射燭光的原始內(nèi)窺鏡,，它允許醫(yī)生直觀的觀察病人身體內(nèi)部。早應(yīng)用于工業(yè)的內(nèi)窺鏡是用于檢查槍膛和炮筒,，因此稱為管道鏡,。原理很簡(jiǎn)單，由一個(gè)空心管子和鏡子組成,，第二代內(nèi)窺鏡由目鏡,、傳送圖象的一組透鏡,、物鏡組成,，即早的硬桿鏡，同第1代的鏡子比較,，圖象質(zhì)量得到大大的提高,，但由于不能彎曲，只能直線觀察,。
隨著纖維光學(xué)的發(fā)展，纖維鏡很快發(fā)展起來(lái),，很多醫(yī)學(xué)研究者開始用纖維纜（束）傳送光學(xué)圖象,。柔性、可拐彎的光纖內(nèi)窺鏡是由日本奧林巴斯光學(xué)儀器廠在一九五零年*發(fā)明的,，它是應(yīng)用在醫(yī)院的腸胃檢查上,，因此奧林巴斯已成為內(nèi)窺鏡的始組。后來(lái),，無(wú)損工作者開始把光纖內(nèi)窺鏡應(yīng)用于機(jī)器內(nèi)部檢查,。
因?yàn)楣饫w鏡直徑和光纖根數(shù)的限制，光纖鏡不如硬性鏡的圖象清晰,，但它開辟了對(duì)不可見(jiàn)領(lǐng)域的遙視視覺(jué)檢查的新領(lǐng)域,。雖然直桿硬性鏡仍在使用,，但纖維鏡可解決更多的工業(yè)難題，它檢測(cè)機(jī)器內(nèi)部可免除拆卸,，大大的提高了工作效率,，降低了檢測(cè)成本，并可應(yīng)用于機(jī)器的例行保養(yǎng)中,。
不管直桿內(nèi)窺鏡,、光纖內(nèi)窺鏡都在目鏡端用眼睛觀察，由于長(zhǎng)時(shí)間的觀察容易造成眼睛疲勞,，一些開發(fā)商就在光纖鏡的目鏡位置增加攝像機(jī)的方法來(lái)把圖象顯示在監(jiān)視器上?，F(xiàn)在直桿硬性鏡和光纖鏡仍采用此方法把圖象顯示在監(jiān)視器上。但由于它的笨重,、體積大,、連接繁瑣，逐漸被更小的圖象傳感器--即CCD所取代,，它是在1970年由貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出來(lái)的,，此器件可完成圖象的傳感、模擬信號(hào)的處理及信號(hào)存儲(chǔ),。CCD技術(shù)開拓了一個(gè)視頻內(nèi)窺鏡的新領(lǐng)域,。使得工業(yè)檢測(cè)中的小直徑、高清晰度圖象成為可能,。CCD依賴電纜線來(lái)傳送圖象,，CCD成像器可生成比纖維鏡更明亮、清晰度更高的圖象,，由于CCD芯片尺寸很小,，因此CCD芯片可放置在小直徑鏡頭的后端，從而可以穿越很小的孔徑,，它的先進(jìn)的微電子技術(shù),，可以使它象一臺(tái)*電視攝像機(jī)一樣，將圖象顯示在監(jiān)視器上,，并且可以把圖象記錄下來(lái),。由于可用很小的尺寸來(lái)處理相當(dāng)數(shù)量的信息，這些微小的芯片的普及從根本上改變了視覺(jué)領(lǐng)域,。CCD可以將高放大倍數(shù)的圖象顯示在監(jiān)視器上,，因此，可供多人同時(shí)觀察檢測(cè)結(jié)果,，視頻圖象可使檢測(cè)者看到清晰的缺陷圖象,，并作出快速而準(zhǔn)確的判斷，CCD技術(shù)簡(jiǎn)化了長(zhǎng)距離檢測(cè)，也使圖象的計(jì)算機(jī)處理---三維立體測(cè)量成為可能,。
工業(yè)內(nèi)窺鏡（Industrial Endoscoopes）一般分為三大類：直桿硬性鏡（Borescopes）,光纖內(nèi)窺鏡（Fiberscopes）,視頻內(nèi)窺鏡(Videoscopes).
直桿硬性鏡是由一組透鏡來(lái)傳送圖象,，因此成象質(zhì)量好，價(jià)格較便宜,，但長(zhǎng)度有限,，不能彎曲；而光纖內(nèi)窺鏡可以在一定彎曲角度的情況下使用,，相對(duì)直桿內(nèi)窺鏡長(zhǎng)度要長(zhǎng)得多（長(zhǎng)可做到6M）但由于受到物鏡與目鏡間連接的光導(dǎo)纖維束數(shù)量和光纖傳速率的限制,從目鏡處接CCD攝像頭后,，監(jiān)視器上的圖象清晰度一般，因此光纖鏡更適合目視觀察,，并且光導(dǎo)纖維在彎曲角度過(guò)大時(shí)易折斷,，使在目鏡上形成黑點(diǎn)。而視頻內(nèi)窺鏡,，它是將微小CCD攝像頭直接置于探頭后端,，將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用電纜線傳送圖象,，通過(guò)視頻控制器在屏幕上顯示或?qū)D象存在計(jì)算機(jī)里,因此,成像質(zhì)量較高,，但受到CCD攝像頭尺寸的限制，目前,內(nèi)窺鏡直徑小為4MM,，是由日本奧林巴斯光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的,，長(zhǎng)可作到30M--40M。
一九九七年,日本奧林巴斯光學(xué)儀器廠在視頻內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上,，推出了可測(cè)量視頻內(nèi)窺鏡,，采用新的立體測(cè)量（雙鏡頭模擬人眼投影）技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行視頻信號(hào)的采集和圖象處理,，能夠?qū)λ^察的目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)—點(diǎn) 長(zhǎng)度測(cè)量（LENGTH）,，點(diǎn)—線 寬度測(cè)量(LINE TO POINT)，點(diǎn)—面 深度測(cè)量（DEPTH）,，三種測(cè)量模式,，即三維測(cè)量。準(zhǔn)確度可達(dá)97%以上,，因此大大擴(kuò)展了內(nèi)窺鏡檢查在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍,。
在進(jìn)口內(nèi)窺鏡中，規(guī)格型號(hào)較全的應(yīng)屬于日本奧林巴斯光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的內(nèi)窺鏡（直桿硬性鏡,、光纖內(nèi)窺鏡、帶有三維測(cè)量功能的電子視頻內(nèi)窺鏡,、帶有機(jī)械手的內(nèi)窺鏡—可把管道中的多余物取出來(lái)）,，直徑從0.64MM——36MM，長(zhǎng)度從0.2M——40M，有上百個(gè)規(guī)格,、型號(hào),。其品種的多樣性、產(chǎn)品的先進(jìn)性,、可任意組合性,、質(zhì)量的穩(wěn)定性，受到國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)專家的*,。奧林巴斯已獲得ISO9001質(zhì)量體系任證及CE歐共體產(chǎn)品質(zhì)量任證,，并獲得GE、普惠,、羅·羅,、CFMI、波音,、系統(tǒng)的任證,。
工業(yè)內(nèi)窺鏡無(wú)損檢測(cè)原理和組成（以?shī)W林巴斯內(nèi)窺鏡為例）
一、直桿內(nèi)窺鏡
直桿內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)及原理:利用一組自聚焦棒型透鏡來(lái)傳送圖象,，利用光導(dǎo)纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)光源的傳送,，在自聚焦棒型透鏡的兩端增加一個(gè)物鏡和一個(gè)目鏡，從而形成了一個(gè)直桿內(nèi)窺鏡,，可通過(guò)目鏡直接觀察,，外層為不銹鋼管。
主要檢查:直接對(duì)正（不需要拐彎）,，而插入深度較淺的位置.例如：狹窄直徑的孔洞及筆直的管道內(nèi)部,，不需要拐彎的鑄模件小孔，液壓裝置及噴嘴內(nèi)部,，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,，槍管、炮管等,。在目鏡上接上攝像頭,，就可在監(jiān)視器上顯示圖象。
特點(diǎn)：圖像清晰,，在目鏡上可獲得高質(zhì)量的圖象,，人性化操作手柄，側(cè)視鏡頭可370°旋轉(zhuǎn),。
基本配置：直桿內(nèi)窺鏡+光源,， 可實(shí)現(xiàn)基本的目視（眼睛）觀察。
選配件：直桿內(nèi)窺鏡接口,，CCD攝像頭,，工業(yè)級(jí)監(jiān)視器
直桿內(nèi)窺鏡分類：
1.超細(xì)直桿硬性鏡（直徑1.2MM---2.7MM）(長(zhǎng)度96MM---188MM)
2.一般直桿內(nèi)窺鏡（直徑4.1MM---16.1MM）(長(zhǎng)度330MM---1440MM)
3.視野角可變直桿內(nèi)窺鏡（45°---115°）(直徑6MM,，8MM），(長(zhǎng)度21MM---1440MM)
二,、光纖內(nèi)窺鏡
光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)和原理:通過(guò)高品質(zhì)的光導(dǎo)纖維束來(lái)傳送圖象,，使用另外一組光導(dǎo)纖維束來(lái)實(shí)現(xiàn)光源的傳送，在光導(dǎo)纖維束的兩端增加一個(gè)物鏡和一個(gè)目鏡及控制部分,從而形成了一個(gè)光纖內(nèi)窺鏡,，可通過(guò)目鏡直接觀察,，內(nèi)窺鏡外層采用金屬編織鎢套管。每一部光纖內(nèi)窺鏡包括插入部（含有先端部,、彎曲部,、柔軟部），操作部（調(diào)校探頭角度的控制裝置）,，目鏡部,。
主要檢查：供/排水管道內(nèi)部、汽車,、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,、發(fā)動(dòng)機(jī)油路管道、燃燒室,、電廠熱交換管,、冷凝管、管壁內(nèi)部的焊縫/點(diǎn)檢查,，國(guó)防安檢及人眼不易抵達(dá)的地方,。
特點(diǎn)：采用高密度光導(dǎo)纖維束，提供既清晰明亮,，又是高析像力的纖維圖象,，采用逐漸變軟的TF管（由目鏡到物鏡逐漸變軟）以便于插入管道中打彎，增強(qiáng)了內(nèi)窺鏡的可插入性,，前端部分可四方向彎曲120°組合起來(lái)可實(shí)現(xiàn)360°觀察,，探頭可換不同視野/向的探頭，探頭防水,、防油,。
基本配置：光纖內(nèi)窺鏡+光源，可實(shí)現(xiàn)基本的眼睛觀察功能,。
選配件：內(nèi)窺鏡同CCD攝像頭的接口,，CCD攝像頭，工業(yè)監(jiān)視器,，抓取工具等,。
光纖內(nèi)窺鏡分類：
1．超細(xì)光纖鏡（直徑0.64MM）（長(zhǎng)490MM—990MM）
2．普通光纖鏡 （直徑2.4MM—13MM）（長(zhǎng)600MM—6000MM）
三、電子視頻鏡
電子視頻鏡結(jié)構(gòu)及成像原理：把微小的CCD攝像頭直接置于物鏡后端,，通過(guò)CCD把光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),，用電纜來(lái)把信號(hào)傳送給控制器,，終把圖象顯示在屏幕上，利用光導(dǎo)纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)光源的傳送,。
內(nèi)窺鏡外層采用金屬鎢編織網(wǎng)，且采用TF管（逐漸變軟管）方便插入并可把圖象存入CF卡,，也可對(duì)圖象進(jìn)行三維立體測(cè)量,，一套系統(tǒng)含電池僅重6.6公斤，更適合室外工作,，可配抓取工具（五種：腭魚夾,，三爪夾，磁鐵,，二線抓取物,，四線抓取物），對(duì)管道中的多余物進(jìn)行抓取,。因此,，電子視頻鏡目前已是配置較全，功能較多,，使用較方便,，圖象清晰度較高的電子視頻鏡。缺點(diǎn)：內(nèi)窺鏡直徑無(wú)法小于4MM,，對(duì)于孔徑小于4MM的小孔無(wú)法觀察,。
主要檢查：管道內(nèi)表面、汽車缸體內(nèi)表面,、噴油嘴,、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片檢查、發(fā)動(dòng)機(jī)油路管檢查,、燃燒室,、電廠熱交換管、冷凝管,、管壁內(nèi)部的焊縫/點(diǎn)檢查,，及人眼不易抵達(dá)的地方。
特點(diǎn)：便攜性好,，清晰度高,，色彩真實(shí)，可對(duì)缺陷進(jìn)行三維測(cè)量,，內(nèi)含單片計(jì)算機(jī),，可對(duì)圖象進(jìn)行存儲(chǔ)，可同計(jì)算機(jī)相聯(lián)接,，是目前較流行的一款內(nèi)窺鏡,。內(nèi)窺鏡防水/油,，可存儲(chǔ)JPG格式的數(shù)字圖象及聲音注釋，探頭可自動(dòng)對(duì)焦,，光源可自動(dòng)調(diào)節(jié)光源亮度,。
電子視頻鏡一體機(jī)包括：內(nèi)窺鏡插入管+光源+液晶顯示器+主機(jī)+存儲(chǔ)卡
選配件：硬性加強(qiáng)套管和抓取工具等。
三,、第八代便攜式,、可存儲(chǔ)、測(cè)量數(shù)碼內(nèi)窺鏡：
第八代便攜式可存儲(chǔ),、測(cè)量三維立體數(shù)碼內(nèi)窺鏡,，IPLEX FX的突出優(yōu)點(diǎn)是：集模塊化設(shè)計(jì)、輕便性,、可靠性,、易操作性、先進(jìn)性于一身,，輕的視頻內(nèi)窺鏡（含電池6.６公斤）,、采用鎂合金機(jī)殼，一次沖壓成型,，堅(jiān)固耐用,，半導(dǎo)體LED發(fā)光、每個(gè)鏡頭的燈泡壽命為1萬(wàn)個(gè)小時(shí),，是傳統(tǒng)燈泡的10-20倍,，鋰電池供電2.5-4小時(shí)，曾獲得美國(guó)MIL-STD-810測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（具有防水,、防油,、防塵、防撞,、防跌落,、防爆、防電磁波,、防核輻射）,，*，唯我*（具有內(nèi)窺鏡的所有功能包括：電動(dòng)轉(zhuǎn)向,、圖象存儲(chǔ),、三圍立體觀察、內(nèi)置2G CF存儲(chǔ)卡,帶USB接口,可接USB存儲(chǔ)設(shè)備）,。
內(nèi)窺鏡產(chǎn)品介紹
日本奧林巴斯光學(xué)儀器（集團(tuán)）公司是著名的光學(xué)儀器生產(chǎn)廠家,，已經(jīng)有一百多年歷史，包括：顯微鏡,、內(nèi)窺鏡,、光學(xué)相機(jī),、數(shù)碼相機(jī)、化分儀器,、磁光盤等產(chǎn)品,，奧林巴斯是較大的內(nèi)窺鏡專業(yè)生產(chǎn)廠家，包括醫(yī)用和工業(yè)用內(nèi)窺鏡,，有幾百個(gè)規(guī)格,、型號(hào)，年產(chǎn)各類內(nèi)窺鏡100000臺(tái)以上,，從1950年發(fā)明了*1臺(tái)光纖內(nèi)窺鏡至今，一直處于該領(lǐng)域的老大地位,，以先進(jìn)的性能,、優(yōu)異的質(zhì)量、好的性價(jià)比及完善的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò),，成為內(nèi)窺鏡領(lǐng)域的先選品牌,，占醫(yī)用市場(chǎng)90%的份額，占工業(yè)市場(chǎng)60%的份額,，廣泛應(yīng)用于航空,、航天、能源,、電力,、兵器工業(yè)、汽車制造,、建筑,、緝毒,、救災(zāi),、等領(lǐng)域。大量的選用奧林巴斯內(nèi)窺鏡,。
奧林巴斯工業(yè)內(nèi)窺鏡分為三大類：直桿硬性鏡,、光纖內(nèi)窺鏡,、電子視頻鏡三大類，直徑從0.64mm—40mm,長(zhǎng)度從90mm—40m, 有一百多個(gè)品種規(guī)格,，其中便攜式的電子視頻鏡,，采用一體化設(shè)計(jì),，直徑為4mm、6mm,長(zhǎng)度為：2m,3m,3.5m,5m,7.5m,9.6m,含有5.6英寸液晶監(jiān)視器和可360度電動(dòng)轉(zhuǎn)向的操作手柄,，內(nèi)含有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ),、聲音和文字注釋、數(shù)據(jù)庫(kù)管理,、制作檢測(cè)報(bào)告、發(fā)電子郵件、三維立體觀察,、三維立體測(cè)量等功能,，可把檢測(cè)圖像時(shí)實(shí)的傳送到計(jì)算機(jī)上,，CCD分辨率可達(dá)480000像素,，存儲(chǔ)靜止畫面達(dá)44.24萬(wàn)像素，內(nèi)窺鏡可自動(dòng)聚焦,，自動(dòng)調(diào)接光亮度，內(nèi)窺鏡的測(cè)量精度可達(dá)97%以上,，是一家可提供全套工業(yè)內(nèi)窺的專業(yè)光學(xué)儀器公司。