目視檢測(cè)可分為直接目視檢測(cè)和間接目視檢測(cè)兩種檢測(cè)技術(shù)。直接目視檢測(cè)是指直接用人眼或使用放大倍數(shù)為6倍以下的放大鏡對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)。間接目視檢測(cè)是指對(duì)無(wú)法直接進(jìn)行觀察的區(qū)域,借助各種光學(xué)儀器或設(shè)備進(jìn)行直接觀察,如使用反光鏡、望遠(yuǎn)鏡、工業(yè)內(nèi)窺鏡、光導(dǎo)纖維或其他合適的儀器進(jìn)行檢測(cè)。
1、建筑
內(nèi)窺鏡在建筑行業(yè)行業(yè)的應(yīng)用時(shí)間比較短, 但它的使用效果是比較出色的. 對(duì)孔洞, 墻壁, 門(mén)窗節(jié)縫以及水管道等肉眼不易查看的地方進(jìn)行檢查. 中央空調(diào), TV以及網(wǎng)絡(luò)線纜的安裝與檢測(cè),結(jié)合管道內(nèi)窺鏡,表面放大檢查電子顯微鏡, 內(nèi)窺鏡使用的變種, 適用于電子電路芯片以及皮膚毛孔的觀測(cè)檢查. 更多用途仍在探索之中.
2、油氣化工
由于油氣化工行業(yè)的特殊性和對(duì)安全性的極高要求, 其行業(yè)中的大型管道, 不規(guī)則容器, 細(xì)長(zhǎng)的無(wú)縫鋼管等都需要專業(yè)特制的工業(yè)檢查鏡對(duì)其內(nèi)部的管壁進(jìn)行細(xì)致的檢查。
3、機(jī)械檢修
主要用于大型機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部檢查, 以及一些由于溫度過(guò)高, 有毒或者過(guò)于狹小的環(huán)境下的機(jī)器工作情況觀察, 以有效避免直接觀測(cè)對(duì)觀測(cè)者造成的不良影響. 而且在通過(guò)對(duì)內(nèi)窺鏡本身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整, 可對(duì)觀測(cè)角度和觀測(cè)范圍做出十分全面的調(diào)整, 操作簡(jiǎn)單.
4、安防監(jiān)控
內(nèi)窺鏡可用于安全檢測(cè), 海關(guān)等方面, 用于檢測(cè)行李, 包裹等有包裝的物品, 無(wú)須打開(kāi)包裝及可進(jìn)行檢查, 不但保證安檢人員的工作效率也保護(hù)了被檢測(cè)者的物品隱私. 同時(shí)也越來(lái)越多的用于軍隊(duì)武警的反恐行動(dòng)
5、汽車檢修
工業(yè)內(nèi)窺鏡用于汽車檢查是目前比較新的內(nèi)窺鏡使用方向. 主要可用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī), 油箱, 制動(dòng)系統(tǒng)等肉眼無(wú)法直接看到的地方. 隨著私家車的數(shù)量增加以及DIY潮流的興起, 圖像清晰度更高的小型便攜式電子視頻內(nèi)窺鏡將逐步成為家用工具箱中的一分子。對(duì)于汽車的的性能的檢測(cè),發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的要檢測(cè)配件之一。目前對(duì)于一些接觸發(fā)動(dòng)機(jī)的廠商比如發(fā)動(dòng)機(jī)制造商會(huì)遇到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品內(nèi)部的是否合格或者汽車檢修廠對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部積碳和損壞檢修問(wèn)題。對(duì)這樣的問(wèn)題,用眼睛和經(jīng)驗(yàn)的聽(tīng)聲音來(lái)判斷都是不足的。汽車內(nèi)窺鏡可以很方便得解決這個(gè)問(wèn)題。
6、電力設(shè)施
定期檢測(cè)氣輪機(jī)和發(fā)電機(jī)大柱輪芯表面是否有傷痕和應(yīng)力腐朽裂紋。檢測(cè)主蒸汽管道、除氧器、聯(lián)箱等壓力品焊縫內(nèi)表面焊接質(zhì)量,是否有較嚴(yán)重的焊接缺陷。在大修時(shí)檢測(cè)汽輪葉片、護(hù)環(huán)和應(yīng)力集中部位是否有微裂縫,電廠中的發(fā)電機(jī)組以及設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和工作, 定期通過(guò)內(nèi)窺鏡對(duì)其內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)情況, 損壞檢查是必不可少的.
7、管道化工
用于檢查工藝管道、壓力容器、反應(yīng)釜、熱交換器等焊口內(nèi)表面焊接質(zhì)量,應(yīng)力腐蝕裂縫和內(nèi)壁化學(xué)腐蝕等缺陷。
8、航空航天
內(nèi)窺鏡用于檢查渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和護(hù)環(huán)有無(wú)損傷比傳統(tǒng)的手摸檢查更準(zhǔn)確、更高效。
9、鍋爐燃機(jī)
內(nèi)窺鏡用于檢查鍋爐、氣輪機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)管道。
一、目視檢測(cè)
目視檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)的重要方法之一。它僅指用人的眼睛或借助于光學(xué)儀器對(duì)工業(yè)產(chǎn)品表面作觀察或測(cè)量的一種檢測(cè)方法,典型的是將目視檢測(cè)限制在電磁譜的可見(jiàn)光范圍之內(nèi)。
二、內(nèi)窺鏡檢測(cè)
目視檢測(cè)的儀器種類繁多,工業(yè)內(nèi)窺鏡是其中之一。內(nèi)窺鏡的檢測(cè)最早是用于人體的醫(yī)學(xué)檢查,20世紀(jì)50年代開(kāi)始逐漸進(jìn)入工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域,并出現(xiàn)專門(mén)的工業(yè)內(nèi)窺鏡。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)70~80年代開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)工業(yè)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品,主要用于航空航天產(chǎn)品內(nèi)部多余物控制及一些零部件的質(zhì)量檢查。近年來(lái),國(guó)內(nèi)內(nèi)窺鏡檢測(cè)己進(jìn)入了實(shí)用階段,越來(lái)越多地運(yùn)用于產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的控制,并發(fā)展成為一項(xiàng)專用的檢測(cè)手段。
內(nèi)窺鏡檢測(cè)是近年來(lái)隨著內(nèi)窺鏡生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展而逐漸得到廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)。內(nèi)窺鏡檢測(cè)需要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡(簡(jiǎn)稱內(nèi)窺鏡)作為檢測(cè)工具,工業(yè)內(nèi)窺鏡是為了滿足工業(yè)復(fù)雜使用環(huán)境要求而專業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。根據(jù)制造工世特點(diǎn),我們一般把內(nèi)窺鏡分為直桿鏡、光纖鏡、視頻鏡三種類型。三種類型的性能比較見(jiàn)表一:
表一:三種類型內(nèi)窺鏡性能比較
直桿鏡 |
光纖維 |
視頻鏡 | |
結(jié)構(gòu)特點(diǎn) |
簡(jiǎn)單 |
簡(jiǎn)單 |
復(fù)雜 |
功能 |
少 |
少 |
多 |
彎曲度 |
不可彎曲 |
可彎曲 |
可彎曲 |
成像效果 |
好 |
受光纖數(shù)量的影響,有蜂窩現(xiàn)象 |
好 |
成像原理 |
光學(xué)成像 |
光學(xué)成像 |
CCD數(shù)字成像 |
圖像信號(hào) |
光學(xué)信號(hào) |
光學(xué)信號(hào) |
電子信號(hào) |
圖像傳遞介質(zhì) |
玻璃透鏡 |
柔性光導(dǎo)纖維 |
電線 |
耐用性 |
好 |
差 |
較好 |
可換鏡頭 |
不可換 |
可換 |
多種鏡頭互換 |
可視角度 |
一般在0°~90° |
0° |
在0°~90° |
探頭最小直徑 |
在1mm以下 |
在1mm以下 |
一般在4mm以上 |
探頭長(zhǎng)度 |
一般較短,小于500mm。有些可以采用多桿組接,長(zhǎng)度可達(dá)10m |
較長(zhǎng),一般在 1~2m |
很長(zhǎng),可達(dá)20m |
耐用性 |
較好 |
差 |
很好 |
測(cè)量功能 |
無(wú)法進(jìn)行 |
無(wú)法進(jìn)行 |
可使用測(cè)量探頭對(duì)長(zhǎng)度深度進(jìn)行直接測(cè)量 |
圖像存儲(chǔ)處理 |
后裝圖像采集系統(tǒng) |
可后裝圖像采集系統(tǒng) |
可直接進(jìn)行圖像存儲(chǔ)處理 |
產(chǎn)品價(jià)格 |
低 |
較高 |
很高 |
三、內(nèi)窺鏡選用
內(nèi)窺鏡的種類較多,不同種類內(nèi)窺鏡適用范圍不同。除了要考慮內(nèi)窺鏡的類型外,在具體選用時(shí)還需要考慮探頭直徑、長(zhǎng)度、可視方向、焦距等技術(shù)指標(biāo),同時(shí)由于內(nèi)窺鏡的使用環(huán)境復(fù)雜,需要考慮其防水、防油、耐腐蝕、耐磨等性能。通常要根據(jù)具體的檢測(cè)對(duì)象位置及要求來(lái)確定使用內(nèi)窺鏡的種類,至少要考慮檢測(cè)的位置、方向、最小分辨率要求、通路、測(cè)量記錄等,復(fù)雜產(chǎn)品往往要求使用多種型號(hào)配合使用。通常我們認(rèn)為:直桿鏡使用方便、耐用、成像效果好,多用于不需要彎曲,檢測(cè)范圍在500mm以內(nèi)的產(chǎn)品,適用于直孔的檢測(cè)。視頻鏡功能多,使用靈活,可靠性高,適用性廣,適用于各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品或需要進(jìn)行定量檢測(cè)、對(duì)比分析的場(chǎng)合,但由于制造技術(shù)的原因,探頭上的CCD芯片不可能造得很小,使探頭直徑難以小于4mm。視頻鏡可取代直桿鏡、光纖鏡使用。光纖鏡易損壞,使用壽命短,且清晰度較差,成像效果及彎曲性能遠(yuǎn)遜于視頻鏡,但其直徑可以制造的很細(xì),多用于內(nèi)徑4mm以下,視頻內(nèi)窺鏡無(wú)法檢測(cè)的產(chǎn)品。
四、影響內(nèi)窺鏡檢測(cè)的主要因素
影響內(nèi)窺鏡檢測(cè)的主要因素有:
1. 照明條件。內(nèi)窺鏡檢測(cè)大多使用內(nèi)窺鏡自帶光源進(jìn)行照明。一般條件下,要求內(nèi)窺鏡檢測(cè)照明光源色溫不低于5600K,照明強(qiáng)度不低于2600lm。
2. 探頭位置與角度。通常在距離檢測(cè)區(qū)域5~25mm范圍內(nèi)觀察圖像的效果最好 ,因此往往需要內(nèi)窺鏡探頭盡量靠近觀測(cè)點(diǎn)。探頭與觀察物平面在45゜~90゜范圍內(nèi)都可以達(dá)到較好的觀察效果,在實(shí)際工作中是通過(guò)反復(fù)改變探頭與觀察點(diǎn)的位置與角度找到合適的觀察位置,并獲得最佳的檢測(cè)效果。
3. 通道。選擇通道時(shí)應(yīng)盡量靠近需要檢測(cè)位置,選擇進(jìn)入長(zhǎng)度最短的通道,盡量減少探頭需要彎曲的次數(shù)及程度;首先考慮由上到下,由高到低的通道;優(yōu)先選擇寬闊的通道;推薦使用工裝,保證探頭在產(chǎn)品通道中的正確方向;應(yīng)采用邊觀察邊通過(guò)的方法在通道中行進(jìn)。
4. 圖像的畸變。通過(guò)透鏡觀察物體產(chǎn)生的變形現(xiàn)象,隨著從透鏡中心到邊緣距離的增大,圖像發(fā)生畸變。圖像的畸變會(huì)對(duì)缺陷的判斷及測(cè)量產(chǎn)生影響。直桿鏡、光纖鏡觀察時(shí)圖像的畸變較大,視頻內(nèi)窺鏡可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行較正。
5. 分辨率、放大倍數(shù)、可檢測(cè)最小缺陷。這些都是內(nèi)窺鏡自身的技術(shù)指標(biāo),可直接影響到探測(cè)的結(jié)果。
6. 物體表面的反射率。不同的物體表面有不同的反射率,和物體的材料和表面的粗糙程度都有關(guān)系。因此,實(shí)際檢測(cè)時(shí)應(yīng)該根據(jù)具體的情況選擇內(nèi)窺鏡照明的強(qiáng)度以便得到清晰有用的結(jié)果。
五、內(nèi)窺鏡工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
在QJ2859—1996《工業(yè)內(nèi)窺鏡操作使用方法與判定規(guī)則》中給出了工業(yè)內(nèi)窺鏡的檢測(cè)范圍:
(1)內(nèi)腔檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點(diǎn)、腐蝕等缺陷。
(2)焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等。
(3)裝配檢查。當(dāng)有要求和需要時(shí),使用內(nèi)窺鏡對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行檢查;裝配或某一工序完成后,檢查各零、部組件裝配位置是否符合圖樣或技術(shù)條件的要求;是否存在裝配缺陷。
(4)狀態(tài)檢查。當(dāng)某些產(chǎn)品(如蝸輪泵、發(fā)動(dòng)機(jī)等)工作后,按技術(shù)要求規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行內(nèi)窺檢測(cè)。
(5)多余物檢查。檢查產(chǎn)品內(nèi)腔殘余內(nèi)屑,外來(lái)物等多余物。
(6)尺寸測(cè)量。對(duì)需要進(jìn)行測(cè)量的尺寸,可用測(cè)量探頭進(jìn)行測(cè)量。
六、內(nèi)窺鏡檢查與判定規(guī)則
(1)裂紋。當(dāng)光束照射被檢測(cè)物表面,觀察到黑色或者亮色線條,且在一定的放大倍數(shù)下,線條有不規(guī)則邊緣時(shí),判定為裂紋。當(dāng)裂紋較寬時(shí),可測(cè)量探頭的測(cè)量影響線會(huì)發(fā)生彎折。
(2)起皮。當(dāng)光束平行照射時(shí),觀察到在凸起部分背后有陰影;改變光束照射角度,則觀察到表面凸起部分與周圍被檢測(cè)物有明顯分界線,判定為起皮。
(3)拉線和劃痕。在光束照射下,觀察到表面存在較規(guī)則的連續(xù)長(zhǎng)線,判定為拉線。
(4)凹坑凸起。光束以一定角度照射時(shí),與周圍被檢物邊界連接,無(wú)分界線。離光源近的部分有陰影,離光源遠(yuǎn)的地方有亮影,為凹坑。光束以一定角度照射時(shí),與周圍被檢物邊界連接,無(wú)分界線。凸起部分有亮影,且背后陰影為凹坑。當(dāng)凹坑較深或凸起較高時(shí),可測(cè)量探頭的測(cè)量線會(huì)發(fā)生彎折。
(5)斑點(diǎn)。在光束照射時(shí),觀察到與周圍被檢物色澤不同的光滑無(wú)凹凸表面為斑點(diǎn)。
(6)腐蝕。光束照射下,觀察到塊狀、點(diǎn)狀不光滑表面,在一定放大倍數(shù)下輕微凹凸不平為腐蝕。
(7)未焊透。觀察到熔化金屬與母材、焊縫層間有明顯的分界線。
(8)焊漏。光束以一定角度照射時(shí),觀察到與熔化金屬相連,無(wú)分界線的凸起時(shí)為焊漏。
(9)多余物。光束以任意角度照射時(shí),存在與周圍基本被檢物顏色、亮度有差異的結(jié)構(gòu)以外的物體為多余物。
(10)裝配缺陷。檢測(cè)時(shí)觀測(cè)到不符合圖樣技術(shù)條件的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。
(11)尺寸測(cè)量。在有要求時(shí)可用測(cè)量探頭測(cè)量形位尺寸。
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