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日本奧林把斯工業(yè)內(nèi)窺鏡 無損檢測(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)量檢查過程中，當(dāng)人眼無法觀察到的缺陷，可通過內(nèi)窺鏡的插入，來實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的觀察和判斷（例如：用內(nèi)窺鏡來檢查飛機(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，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，無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)不可見領(lǐng)域的遙視視覺檢查的新領(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。由于可用很小的尺寸來處理相當(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)簡化了長距離檢測(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傳送圖象，因此成象質(zhì)量好，價(jià)格較便宜，但長度有限，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)窺鏡長度要長得多（長可做到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），直徑從0.64MM——36MM，長度從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，受到國內(nèi)外無損檢測(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)窺鏡無損檢測(cè)原理和組成（以奧林巴斯內(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傳送圖象，利用光導(dǎo)纖維來實(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）(長度96MM---188MM)
2.一般直桿內(nèi)窺鏡（直徑4.1MM---16.1MM）(長度330MM---1440MM)
3.視野角可變直桿內(nèi)窺鏡（45°---115°）(直徑6MM，8MM），(長度21MM---1440MM)
二、光纖內(nèi)窺鏡
光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)和原理:通過高品質(zhì)的光導(dǎo)纖維束來傳送圖象，使用另外一組光導(dǎo)纖維束來實(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490MM—990MM）
2．普通光纖鏡 （直徑2.4MM—13MM）（長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CCD把光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用電纜來把信號(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)窺鏡直徑無法小于4MM，對(duì)于孔徑小于4MM的小孔無法觀察。
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90%的份額，占工業(yè)市場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。