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目视检测与工业内窥镜的历史

2021-11-30 15:33:33

宽泛地说,自从人类有了视觉,就有了目视检测,观测对象包括人类自身、包括大自然。但是本文要探讨的则是相对狭义的——隶属于无损检测的目视检测,本文先容目视检测与工业内窥镜的历史

工业内窥镜

无损检测的历史是工业史的一部分。19世纪末20世纪初,美国率先在锅炉检测方面使用目视检测方法,检验员检查锅炉内部状况,并将没有腐蚀和裂纹的状况报告给企业,以便让企业放心。ASME锅炉压力容器标准(1915)的第一版清晰的说明铸件目视检测接收标准是“无瑕疵,氧化皮和收缩裂纹”。

目视检测的物理基础是:光线引起的视觉刺激。检测时往往根据缺陷的一些特征来识别,当不连续缺陷与周边形成以下对比时,缺陷细节变得更加明显,如:反射率的差异;颜色差异或变色。不同类型的对比可以单独或共同/叠加出现。例如:裂纹的检测通常是通过其与其他周围环境之间的光反射差异形成的黑/白对比而被检出的。一般的腐蚀可以用颜色的不同来识别,因为腐蚀产物是有颜色的物质。应力腐蚀裂纹可能表现为黑色/白色对比增强的有色腐蚀产品。

目视检测可以检测到的细节类型有:

- 不连续缺陷,如裂纹和孔洞;

- 形状偏差,如焊缝的过度强化;

- 表面粗造度或表面图案。

目视检测从应用之初,就贯穿于零部件或机器的“寿命”的所有阶段,包括制造期间和制造后,以及在使用期间定期进行。通常,目视检测分为两个步骤:1. 整体或一般的目视检测。2. 局部或详细的目视检测。第一步主要是整体检查筛查异常。当怀疑异常时,在第二步中,进一步对异常进行验证和表征,以确定这些异常时否可以接受或必须拒收。

随着目视检测的发展与应用,出现了可以延长人眼视线范围和距离的工业内窥镜,帮助人类更好地实现间接的、远程的目视检测。工业内窥镜的历史起源于医学而非工业。内窥镜(Endoscopy)——这个词来自希腊词语“往里看”——用在医院上表示观察人体内部结构。乔治·S·克拉姆顿(George S. Crampton)是一名有着工程师志向的医生,他把自己的经验从医学成功地运用到工业应用上。1921年,他发明了西屋企业的第一个内窥镜,用于检查汽轮机内的不连续缺陷,例如裂纹。随后在1927年出现了检查枪孔内部的内窥镜应用。在第二次世界大战期间,克拉姆顿还曾采用工业内窥镜检查高射炮的炮孔、以支撑陆军作战。

发展至今,目视检测以及工业内窥镜都已有百年历史,光学直杆内窥镜、光纤内窥镜、工业视频内窥镜,设备的种类、外观、原理、设计都发生了巨大的变化,从定性观察到定量分析,而且应用领域已经大为扩展。下个百年又会怎么样呢?

工业内窥镜的历史



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