工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途
上個(gè)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(cè)者的關(guān)注，人們發(fā)現(xiàn)了這種來(lái)自希臘詞語(yǔ)“往里看”（Endoscopy）的工業(yè)內(nèi)窺鏡的用途：不僅可以檢查汽輪機(jī)內(nèi)的缺陷（如下圖所示），而且可以擴(kuò)展到其他領(lǐng)域查看人眼本來(lái)看不到的區(qū)域。
作為內(nèi)窺探查的源頭，檢查者希望探查的設(shè)備問(wèn)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(guò)程中受環(huán)境或負(fù)載影響而產(chǎn)生的。磁粉檢測(cè)和液體滲透檢測(cè)擅長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)表面開口的不連續(xù)缺陷，而超聲波測(cè)試和射線照相檢測(cè)則是對(duì)體積缺陷敏感的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)材料內(nèi)部的不連續(xù)檢測(cè)更有效。但是這些檢測(cè)技術(shù)往往都無(wú)法兼顧：直觀性和對(duì)設(shè)備內(nèi)部探查的能力，而這恰恰是內(nèi)窺檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，也是工業(yè)內(nèi)窺鏡多種多樣用途的基礎(chǔ)。
在過(guò)去的百年間，工業(yè)內(nèi)窺鏡有了長(zhǎng)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(shí)代，籠統(tǒng)地說(shuō)，工業(yè)內(nèi)窺鏡可以做的事情似乎并沒(méi)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(jìn)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(kuò)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了最初使用直桿鏡觀察汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸類鍛件的應(yīng)用。
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(méi)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(cè)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(jī)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(guò)內(nèi)窺鏡直觀地發(fā)現(xiàn)。
2. 裝配檢查。模塊化的設(shè)計(jì)理念，使得裝配環(huán)節(jié)無(wú)可避免，然而對(duì)于大型設(shè)備來(lái)說(shuō)，部件之間的對(duì)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(shí)候只能采用“盲裝”的方式，憑借個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，或者是利用一些機(jī)械定位的技術(shù)。裝配過(guò)程的不可視，不僅影響裝配效率，而且錯(cuò)誤的對(duì)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(duì)接區(qū)域，輔助裝配人員實(shí)時(shí)看到裝配進(jìn)展，從而進(jìn)行裝配位置、角度、速度的調(diào)整，使得裝配做到快捷、無(wú)損傷。
3. 測(cè)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(wèn)題，測(cè)量則可以輔助檢測(cè)者分析這些問(wèn)題的具體情況。例如：查找到缺陷后，可以測(cè)量對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度、面積、深度等物理量，以量化的方式描述缺陷的現(xiàn)狀；對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片與機(jī)匣之間的距離，同樣可以通過(guò)測(cè)量獲得精準(zhǔn)的數(shù)值，為優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供數(shù)據(jù)支撐；再如為了檢驗(yàn)套筒灌漿后預(yù)制構(gòu)件間的連接強(qiáng)度，可以在灌漿前后用內(nèi)窺鏡測(cè)量鋼筋插入深度以及灌漿高度。而這些測(cè)量都發(fā)生在設(shè)備或工件內(nèi)部，是傳統(tǒng)測(cè)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(hù)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(dòng)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)對(duì)這些問(wèn)題的原位處理，例如：利用機(jī)械手抓取異物、利用打磨工具進(jìn)行葉片打磨等。
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(cè)者從而實(shí)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(yùn)而生：發(fā)現(xiàn)缺陷、裝配檢查、測(cè)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(cè)工作的難點(diǎn)，內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)早已突破了這一難關(guān)，隨著技術(shù)的進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)不止本文介紹的這些。
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