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工业内窥镜的用途

2022-05-09 14:21:43

上个世纪20年代,基于光学成像的巧妙之处,金属杆形状的直杆内窥镜引起了检测者的关注,人们发现了这种来自希腊词语“往里看”(Endoscopy)的工业内窥镜的用途:不仅可以检查汽轮机内的缺陷(如下图所示)、通过枪孔检查枪管内部,而且可以扩展到其他领域查看人眼本来看不到的区域。

网络图片:早期使用内窥镜检查汽轮机

作为内窥探查的源头,检查者希翼探查的设备问题,有相当一部分都体现为材质的不连续性,例如:裂纹、腐蚀、凹坑等,而这些可能是加工产生的,也可能是在役使用过程中受环境或负载影响而产生的。磁粉检测和液体渗透检测擅长发现表面开口的不连续缺陷,而超声波测试和射线照相检测则是对体积缺陷敏感的检测技术,对材料内部的不连续检测更有效。但是这些检测技术往往都无法兼顾:直观性和对设备内部探查的能力,而这恰恰是内窥检测的优势,也是工业内窥镜多种多样用途的基础。

在过去的百年间,工业内窥镜有了长足的发展,从光学内窥镜跨入了电子内窥镜(工业视频内窥镜)的时代,笼统地说,工业内窥镜可以做的事情似乎并没有什么改变,依然是辅助人类将“不可见”变为“可见”,但是如果进一步地细化分析,工业内窥镜的用途已经得到了更大的扩展,远远超出了最初使用直杆镜观察汽轮发动机轴类锻件的应用。

工业内窥镜的用途

下面一起了解工业内窥镜能够帮助大家做些什么?工业内窥镜的用途有哪些?

1. 检查设备内表面的状况。随着零部件、设备的复杂度以及精密度的提升,没有瑕疵的外观并不能保证质量,内部的精益求精才是质量控制的核心;另一方面,在零部件或者设备投入使用后,其内表面逐渐出现的缺陷是安全隐患的直观表现,更值得关注。因此,观察设备内表面的状况,是工业内窥镜在质量控制和缺陷检测方面的重要用途,例如:精密铸造件内部毛刺、加砂情况,燃机内部烧蚀、裂纹等,风电齿轮箱内部的磨损等,都可以通过内窥镜直观地发现。

2. 装配检查。模块化的设计理念,使得装配环节无可避免,然而对于大型设备来说,部件之间的对接区域往往不是暴露在外部的,也难以从其他角度观察到,装配人员大多时候只能采用“盲装”的方式,凭借个人的经验,或者是利用一些机械定位的技术。装配过程的不可视,不仅影响装配效率,而且错误的对位可能造成接口元器件的损伤。而利用工业内窥镜纤细的插入管可以将摄像头设置在对接区域,辅助装配人员实时看到装配进展,从而进行装配位置、角度、速度的调整,使得装配做到快捷、无损伤。

3. 测量物理量。直观内窥观察的核心是发现设备内部的问题,测量则可以辅助检测者分析这些问题的具体情况。例如:查找到缺陷后,可以测量对应的长度、面积、深度等物理量,以量化的方式描述缺陷的现状;对于航空发动机叶片与机匣之间的距离,同样可以通过测量获得精准的数值,为优化发动机性能提供数据支撑;再如为了检验套筒灌浆后预制构件间的连接强度,可以在灌浆前后用内窥镜测量钢筋插入深度以及灌浆高度。而这些测量都发生在设备或工件内部,是传统测量工具所不胜任的。

4. 原位处理。设备或工件内部虽然在外壳的保护之下,但是并不代表风平浪静,除了前面提及的滋生缺陷外,还可能有其他需要发现并处理的现象,例如:被动吸入发动机内部的异物,不够理想的叶片形状等,使用工业内窥镜可以在不拆卸的前提下,在一些附加工具的配合下,实现对这些问题的原位处理,例如:利用机械手抓取异物、利用打磨工具进行叶片打磨等。

工业内窥镜的用途

人们希翼不解体即可直观了解设备工件内部状况的需求,促成了工业内窥镜的诞生,也决定工业内窥镜的工作原理:利用微型成像装置“潜入”人眼看不到的区域捕获影像、并反馈给检测者从而实现可视化。在可视化的基础上,工业内窥镜的用途应运而生:发现缺陷、装配检查、测量物理量、以及一些力所能及的原位处理。

“人眼看不到”是很多检测工作的难点,内窥检测技术早已突破了这一难关,随着技术的进步,大家有理由相信:工业内窥镜的用途还有很大的挖掘空间,能够帮助人类完成的事情也远远不止本文先容的这些。



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