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工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途

2022-05-09 14:21:43

上個世紀(jì)20年代,基于光學(xué)成像的巧妙之處,金屬桿形狀的直桿內(nèi)窺鏡引起了檢測者的關(guān)注,人們發(fā)現(xiàn)了這種來自希臘詞語“往里看”(Endoscopy)的工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途:不僅可以檢查汽輪機內(nèi)的缺陷(如下圖所示),而且可以擴展到其他領(lǐng)域查看人眼本來看不到的區(qū)域。

網(wǎng)絡(luò)圖片:早期使用內(nèi)窺鏡檢查汽輪機

作為內(nèi)窺探查的源頭,檢查者希望探查的設(shè)備問題,有相當(dāng)一部分都體現(xiàn)為材質(zhì)的不連續(xù)性,例如:裂紋、腐蝕、凹坑等,而這些可能是加工產(chǎn)生的,也可能是在役使用過程中受環(huán)境或負(fù)載影響而產(chǎn)生的。磁粉檢測和液體滲透檢測擅長發(fā)現(xiàn)表面開口的不連續(xù)缺陷,而超聲波測試和射線照相檢測則是對體積缺陷敏感的檢測技術(shù),對材料內(nèi)部的不連續(xù)檢測更有效。但是這些檢測技術(shù)往往都無法兼顧:直觀性和對設(shè)備內(nèi)部探查的能力,而這恰恰是內(nèi)窺檢測的優(yōu)勢,也是工業(yè)內(nèi)窺鏡多種多樣用途的基礎(chǔ)。

在過去的百年間,工業(yè)內(nèi)窺鏡有了長足的發(fā)展,從光學(xué)內(nèi)窺鏡跨入了電子內(nèi)窺鏡(工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡)的時代,籠統(tǒng)地說,工業(yè)內(nèi)窺鏡可以做的事情似乎并沒有什么改變,依然是輔助人類將“不可見”變?yōu)椤翱梢姟?,但是如果進一步地細(xì)化分析,工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途已經(jīng)得到了更大的擴展,遠遠超出了最初使用直桿鏡觀察汽輪發(fā)動機軸類鍛件的應(yīng)用。

工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途

下面一起了解工業(yè)內(nèi)窺鏡能夠幫助我們做些什么?工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途有哪些?

1. 檢查設(shè)備內(nèi)表面的狀況。隨著零部件、設(shè)備的復(fù)雜度以及精密度的提升,沒有瑕疵的外觀并不能保證質(zhì)量,內(nèi)部的精益求精才是質(zhì)量控制的核心;另一方面,在零部件或者設(shè)備投入使用后,其內(nèi)表面逐漸出現(xiàn)的缺陷是安全隱患的直觀表現(xiàn),更值得關(guān)注。因此,觀察設(shè)備內(nèi)表面的狀況,是工業(yè)內(nèi)窺鏡在質(zhì)量控制和缺陷檢測方面的重要用途,例如:精密鑄造件內(nèi)部毛刺、加砂情況,燃機內(nèi)部燒蝕、裂紋等,風(fēng)電齒輪箱內(nèi)部的磨損等,都可以通過內(nèi)窺鏡直觀地發(fā)現(xiàn)。

2. 裝配檢查。模塊化的設(shè)計理念,使得裝配環(huán)節(jié)無可避免,然而對于大型設(shè)備來說,部件之間的對接區(qū)域往往不是暴露在外部的,也難以從其他角度觀察到,裝配人員大多時候只能采用“盲裝”的方式,憑借個人的經(jīng)驗,或者是利用一些機械定位的技術(shù)。裝配過程的不可視,不僅影響裝配效率,而且錯誤的對位可能造成接口元器件的損傷。而利用工業(yè)內(nèi)窺鏡纖細(xì)的插入管可以將攝像頭設(shè)置在對接區(qū)域,輔助裝配人員實時看到裝配進展,從而進行裝配位置、角度、速度的調(diào)整,使得裝配做到快捷、無損傷。

3. 測量物理量。直觀內(nèi)窺觀察的核心是發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的問題,測量則可以輔助檢測者分析這些問題的具體情況。例如:查找到缺陷后,可以測量對應(yīng)的長度、面積、深度等物理量,以量化的方式描述缺陷的現(xiàn)狀;對于航空發(fā)動機葉片與機匣之間的距離,同樣可以通過測量獲得精準(zhǔn)的數(shù)值,為優(yōu)化發(fā)動機性能提供數(shù)據(jù)支撐;再如為了檢驗套筒灌漿后預(yù)制構(gòu)件間的連接強度,可以在灌漿前后用內(nèi)窺鏡測量鋼筋插入深度以及灌漿高度。而這些測量都發(fā)生在設(shè)備或工件內(nèi)部,是傳統(tǒng)測量工具所不勝任的。

4. 原位處理。設(shè)備或工件內(nèi)部雖然在外殼的保護之下,但是并不代表風(fēng)平浪靜,除了前面提及的滋生缺陷外,還可能有其他需要發(fā)現(xiàn)并處理的現(xiàn)象,例如:被動吸入發(fā)動機內(nèi)部的異物,不夠理想的葉片形狀等,使用工業(yè)內(nèi)窺鏡可以在不拆卸的前提下,在一些附加工具的配合下,實現(xiàn)對這些問題的原位處理,例如:利用機械手抓取異物、利用打磨工具進行葉片打磨等。

工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途

人們希望不解體即可直觀了解設(shè)備工件內(nèi)部狀況的需求,促成了工業(yè)內(nèi)窺鏡的誕生,也決定工業(yè)內(nèi)窺鏡的工作原理:利用微型成像裝置“潛入”人眼看不到的區(qū)域捕獲影像、并反饋給檢測者從而實現(xiàn)可視化。在可視化的基礎(chǔ)上,工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途應(yīng)運而生:發(fā)現(xiàn)缺陷、裝配檢查、測量物理量、以及一些力所能及的原位處理。

“人眼看不到”是很多檢測工作的難點,內(nèi)窺檢測技術(shù)早已突破了這一難關(guān),隨著技術(shù)的進步,我們有理由相信:工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途還有很大的挖掘空間,能夠幫助人類完成的事情也遠遠不止本文介紹的這些。



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