目前应用于设备检测中最常用的内窥镜检测系统,大致可分为硬管内窥镜、光纤内窥镜、电子视频内窥镜、荧光光纤内窥镜和修磨内窥镜等5种。下面就各种内窥镜一一简介:
(1)硬管内窥镜
硬管内窥镜主要是利用安装在一个直的不锈钢管套内的一系列透镜,或是由一束套在细钢管中的石英纤维来传送检查中拍摄的图像。在这个钢管中还安装有用来将光线从光源引导至检查点的光纤。为了便于从各个角度开展检查,硬管内窥镜的检测镜头通常是活动的或可更换的。有些硬管内窥镜还具有扫描控制能力,可以通过持续变化扫描方向,或是利用可调整的棱镜,在不须移动眼睛位置或转移光缆的情况下,迅速以较大的视角来进行检测工作。
(2)光纤内窥镜
纤维内窥镜系统由内窥镜镜体和冷光源两部分组成,镜体内有两条光导纤维束,一条叫光束,它是用来将冷光源产生的光线传导到被观测的物体表面,将被观测物表面照亮;另~条叫像束,它是把数万根直径在1微米以下的光导纤维按一行一行顺序排列成一束,它的一端对准目镜,另一端通过物镜片对准被观测物表面,它可以不失真的把图像从一端传向另一端。对于一般的光纤内窥镜,主要的组成部分包括插入部分(含前端部分、弯曲部分和柔软部分)、控制部分和目镜。此外,图像传导纤维、光导纤维和检测角度控制绞线也都安装在伸入软管内。由光纤内窥镜末端的物镜所捕捉到的受检物体图像由一个特别的光纤束(称为图像束)传回到目镜,供检查者进行观测之用。
光纤内窥镜主要是利用高品质玻璃纤维束来提供图像传输功能,图像分辨率的好坏取决于光纤的品质。由于光纤内窥镜的镜体柔软且可弯曲,因此可以容易地通过导管伸入到不易接近的拐角部位,进行检测。
目前光纤内窥镜的外直径范围可达0.6~13.5 mm之间,工作长度在0.5~6 m不等,检测镜头可以利用控制器从上、下、左、右4个方向调整弯曲段末端的角度,最大调整角度达130度。
(3)电子视频内窥镜
电子视频内窥镜系统主要是利用超小型的电荷耦合器件来实现图像的传输,它是将物镜所获取的图像先转换成电子信号,再将其传导到图像控制器,并使图像呈现在监视器的银幕上,使检查者可通过彩色监视器观看到高分辨率的检测图像。它通过使用电池提供能源,其图像清晰度和工作距离均优于光纤内窥镜。
目前国际上最新型的电子内窥镜安装了最新开发的光学镜头和电荷耦合器件,大幅提高了图像分辨率。不仅可通过光学接头所指示的方向和视角来精确地量测距离,。还可以同时以直视和侧视的角度观察舰船发动机的内部。新型电子内窥镜可任意向上、下、左、右4个方向弯曲,且每个方向弯曲的角度可达150度。如徐州博悦检测公司研发的OY系列电子内窥镜,在该型内窥镜的控制器上共设计了5个按键,只须用拇指按压即可完成图像拍照、录像、图像增益强度调节和亮度调整等功能。其弯曲段的制造材料已不再是传统使用的不锈钢织带,而是使用了钨织带,其构造更加牢固。该内窥镜在插入部位采用了独特的锥形结构,使其前端部分柔软且坚固,能容易地插入并接近检测点进行检测。外径从3.9mm到6mm不等,像素高达640*480。
最新型的电子内窥镜还具有立体测量的功能,其工作原理为利用左、右两边的物镜去观察同一个物体的图像,再计算出物体与各镜头的距离。当该物体的图像呈映在左、右镜头上时,可利用三角测量原理,自动计算出物体(或缺陷)的实际尺寸。
(4)荧光光纤内窥镜
这种内窥镜检测技术具有十分突出的优势和特点,主要体现在它将内窥镜技术和渗透检测技术两者结合在一起。渗透检测技术是当前无损检测领域内一种比较传统的检测技术,它是将荧光(或染色)渗透液涂在金属物体表面,经过一定时间后,清除表面过量的渗透液体,再涂上显影剂,用黑光灯照射该处,当被紫外光照射时,就会有荧光反应,可以很容易地观察到金属表面非常细微的裂纹等。荧光光纤内窥镜除了具有电子内窥镜的结构和特点外,它还具有本身特殊的结构和特点,就是可由物镜前端喷出压缩空气、水、荧光渗透液和显影剂等荧光检测所需材料,并提供黑光灯的光源。应用这种方法就可以检查一般视觉无法或不易看到的发动机内部细微裂纹缺陷。
(5)修磨内窥镜
当检测到发动机内部存在故障及故障隐患需要及时排除时,对发动机进行较大规模的拆卸往往迫不得已而必须的前期工作。这种维修不仅费时、费力、费料,还有可能因拆卸和重新装配而造成发动机新的故障隐患和性能的下降。对结构复杂的大型发动机内部进行检测和维修时,能够在不拆卸情况下进行,显然这种手段是最为理想的。
修磨内窥镜就是近年来国外成功研制的一种兼具检测和维修双重功能:它的构造和传统的硬管内窥镜相似,只是在硬管内窥镜镜管的最前端加装一个磨头插座,可根据需要安装不同的磨头,以及调整适当的工作角度。该内窥镜有一个侧向镜头,除可用于一般的检测外,还可让检查者直接利用肉眼或电子显像方式,来监视磨头进行修磨工作的情况。在修磨内窥镜中有一个极小的电动机,可以每分钟数千转的转速,来驱动该磨头的运转,并且根据实际需要调整适当的转速。其配备的可更换磨头具有不同长度和功用,可分别用于进行切割、研磨、磨光和擦亮等维修工作,使整个检测和维修工作能在不拆解发动机外部构件的情况下完成。
电子内窥镜检测的特点为:内窥镜检测技术可使检查者容易地观察到舰船发动机的内部机件的缺陷情况,并能够将检测点处的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色图像传送回来,并可利用电子图像的方式将其捕捉、增强、分析和存储,作为后续维修工作的参考。而修磨内窥镜则进一步将检测和维修两种功能合二为一,大幅度提高了电子内窥镜系统在舰船检测诊断和维修上的使用效能。
使用内窥镜系统通常可以用于舰船发动机以下部位的检查:涡轮发动机(含迸气风扇、压缩机的涡轮叶片、燃烧筒、齿轮箱和滑油箱等),柴油机(曲柄箱、燃烧室、活塞连杆部分、涡轮增压器内部等),以及其它无法直接由目视观察到的部位。检查的项目以机件受到损伤、腐蚀、硫化、磨损、裂纹和污染物的影响为主。 |