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    工業內窺鏡的用途

    2022-05-09 14:21:43

    上個世紀20年代,基于光學成像的巧妙之處,金屬桿形狀的直桿內窺鏡引起了檢測者的關注,人們發現了這種來自希臘詞語“往里看”(Endoscopy)的工業內窺鏡的用途:不僅可以檢查汽輪機內的缺陷(如下圖所示)、通過槍孔檢查槍管內部,而且可以擴展到其他領域查看人眼本來看不到的區域。

    網絡圖片:早期使用內窺鏡檢查汽輪機

    作為內窺探查的源頭,檢查者希望探查的設備問題,有相當一部分都體現為材質的不連續性,例如:裂紋、腐蝕、凹坑等,而這些可能是加工產生的,也可能是在役使用過程中受環境或負載影響而產生的。磁粉檢測和液體滲透檢測擅長發現表面開口的不連續缺陷,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,對材料內部的不連續檢測更有效。但是這些檢測技術往往都無法兼顧:直觀性和對設備內部探查的能力,而這恰恰是內窺檢測的優勢,也是工業內窺鏡多種多樣用途的基礎。

    在過去的百年間,工業內窺鏡有了長足的發展,從光學內窺鏡跨入了電子內窺鏡(工業視頻內窺鏡)的時代,籠統地說,工業內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”變為“可見”,但是如果進一步地細化分析,工業內窺鏡的用途已經得到了更大的擴展,遠遠超出了最初使用直桿鏡觀察汽輪發動機軸類鍛件的應用。

    工業內窺鏡的用途

    下面一起了解工業內窺鏡能夠幫助我們做些什么?工業內窺鏡的用途有哪些?

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

    2. 裝配檢查。模塊化的設計理念,使得裝配環節無可避免,然而對于大型設備來說,部件之間的對接區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,憑借個人的經驗,或者是利用一些機械定位的技術。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。而利用工業內窺鏡纖細的插入管可以將攝像頭設置在對接區域,輔助裝配人員實時看到裝配進展,從而進行裝配位置、角度、速度的調整,使得裝配做到快捷、無損傷。

    3. 測量物理量。直觀內窺觀察的核心是發現設備內部的問題,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,可以測量對應的長度、面積、深度等物理量,以量化的方式描述缺陷的現狀;對于航空發動機葉片與機匣之間的距離,同樣可以通過測量獲得精準的數值,為優化發動機性能提供數據支撐;再如為了檢驗套筒灌漿后預制構件間的連接強度,可以在灌漿前后用內窺鏡測量鋼筋插入深度以及灌漿高度。而這些測量都發生在設備或工件內部,是傳統測量工具所不勝任的。

    4. 原位處理。設備或工件內部雖然在外殼的保護之下,但是并不代表風平浪靜,除了前面提及的滋生缺陷外,還可能有其他需要發現并處理的現象,例如:被動吸入發動機內部的異物,不夠理想的葉片形狀等,使用工業內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。

    工業內窺鏡的用途

    人們希望不解體即可直觀了解設備工件內部狀況的需求,促成了工業內窺鏡的誕生,也決定工業內窺鏡的工作原理:利用微型成像裝置“潛入”人眼看不到的區域捕獲影像、并反饋給檢測者從而實現可視化。在可視化的基礎上,工業內窺鏡的用途應運而生:發現缺陷、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,內窺檢測技術早已突破了這一難關,隨著技術的進步,我們有理由相信:工業內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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