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工业设计在“工业内窥镜”产品中的应用和价值(一)
添加日期:2012-03-19
1、前言
   内窥镜作为一个新兴产业,它的历史经历了从硬性光学内窥镜到光导纤维内窥镜再到电子内窥镜的过程,时间虽短却发展迅猛。国内在20世纪70~80年代开始从国外引进内窥镜产品,主要用于航空航天产品内部多余物控制及一些零部件的质量检查。而现在仪器种类繁多,工业内窥镜就是其中之一。近年来,国内内窥镜检测已进入了实用阶段,越来越多地运用于产品生产过程的质量控制,并发展成为一种常规的检测手段。与此同时,随着成像系统
等部件的不断改进,核心配件成本的降低以及大规模的放开采购渠道,更有原本专做高端的国外品牌商家开始涉足国内低端市场,使得这一曾经略显复杂、深奥的高附加值产业的门槛开始不断降低,行业内的竞争趋于激烈,原本相对稳固的市场份额格局也出现变化。不少国内相关企业在发展上遇到了不同程度的瓶颈和转型障碍,不得不重新审视这一行业的前途。
 
2、工业内窥镜产品概述、应用及国内现状
2.1 产品概述
   工业内窥镜的种类.按成像形式分为:光学镜、光纤镜、电子镜
  (1)光学镜是完全将外部的物像通过一系列光学系统,没有失真地传到检测者的眼睛,所以成像非常保真,清晰度很高。
                   
  (2) 光纤镜原理和光学镜大同小异.为了进入弯曲复杂的设备内,我们选择光纤镜,光纤镜的清晰度取决于光纤丝的数量和光纤丝的直径。纤维镜的光学原理是:当把玻璃材料加热拉成直径为几十微米或十几微米以下的细长纤维丝时,它就变得较为柔软,可以任意弯曲,光线进入玻璃纤维后,经折射到达其内表面,如此反复地折射,光就从一端传到另端。当玻璃纤维弯曲时,反射角相应地变化,光线就随柔软的纤维而弯曲.这样就能利用自由弯曲的玻璃纤维,从任何位置上看到任何方向射束的物体反光,玻璃纤维导像原理是:将几万个玻璃纤维按顺序平行地排列起来,两端扎紧固定,构成一根反光束。图像由几万个光点组成的,如果玻璃纤维丝排列很好,一侧的图像与另一侧之成像就完全相同,通过这样的纤维丝束,光学图像就能不失真地从一端传至另一端,光纤镜便是将玻璃纤维导光束装置上直角棱镜、成像物镜或目镜构成纤维内镜的光学系统。外界的成像光线通过以上各部分的一系列光学反射.在目镜上可看到清晰的物体像。
                   
  (3) 电子内窥镜则足通过光学感应元件将物体内表面的情况拍摄.然后通过视频终端显示。内窥镜的历史经历了从硬性光学内窥镜到光导纤维内窥镜再到电子内窥镜的过程。尤其足随着半导体和计算机技术的飞速发展,电子内窥镜的出现和应用,被认为是内窥镜旋晨史上的单程碑。电子内窥镜不是通过光学镜头或光导纤维传导图像,而是通过装在内窥镜先端被称为微型摄像机的光电耦合元件将光能转变为电能,再经过图像处理器“重建”高清晰度的、色彩逼真的图像。幽像质量的优劣直接影响着内窥镜的使用效果,也标志着内窥镜技术不断提高、不断完善的发展进程。电子内窥镜的出现,使图像质量提高到个崭新的水平,因此得到了越来越广泛的应用。
2.2 工业内窥镜的应用
   工业内窥镜应用于NDT(无损检测)工作,现在已受到工业制造和维修行业的欢迎。我国在20世纪70年代就将内窥镜作为NDT检测的重要仪器,用于民航飞机维修上。80年代中期,在压力容器、石化、电力、机械制造、军械等行业的NDT工作中也陆续使用了该产品,具体如下:
 1) 航空航天工业:用于飞机结构框架、发动机、叶片检查。内窥镜产品用于飞机涡轮、叶片、发动机、焊缝表面、导管表面、燃烧腔体内部的定期检查或机体的检查,以及火箭发动机的研究开发、制造。
 2) 汽车生产、维修:用于汽车零部件、发动机的检查。
 3) 电力生产、建设单位:用于风力、水力、火力电厂以及电力建设单位检测。
 4)精密铸造与机械制造:用于机械零部件生产、铸造单位检查。
 5) 石油、化工、压力容器行业:用于石油、化工及压力容器工业的检测。
 6) 铁路、船舶、建筑工程、研究单位:用于机车、涡轮、工程、制药、食品管道的检测。
 7) 国防与军事安全、安检:用于武器设备、公共安全的检查。此外视频内窥镜技术在武器制造、日产维护,安全、海关检查、搜救、生命探测中也得到了应用。
2.3 国内现状
   当前在国内,主要有以美国韦林,日本奥林巴斯等为首的几家外资公司的产品控制着高端市场,其余欧美和国内品牌则竞争着中低端市场的这一错位生存状况。
   但随着成像系统等部件的不断改进,核心配件成本的降低以及大规模的放开采购渠道,更有原本专做高端的外资品牌商家开始涉足国内中低端市场,使得这一曾经略显复杂、深奥的高附加值产业的门槛开始不断降低,行业内的竞争更趋于激烈,原本相对稳固的市场份额格局也出现变化。
   值得一提的是,现在工业内窥镜技术应用已发展到运用计算机图像处理技术、打印技术、网络技术,完成内窥镜下图像的捕获、存储、处理分析,标准化报告的书写,先进的文档管理,准确的图像测量分析,局部放大,清晰的图文一体化报告输出等。目前,与国外在中国市场同类产品相比,国产窥镜产品应用该项技术的水平与国外同类产品接近。但是在产品质量可靠性、外观设计和制造工艺方面,则有着短期难以逾越的差距,而这些差距,直接影
响到产品的市场地位、品牌认知度和终端利润。
   总的来说,目前我国使用工业内窥镜产品属于中等水平,发展潜力很大,有待进一步推广,机遇和挑战并存。下面我们就来讨论发展的契机。
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