工业内窥镜技术应用于无损检测

      工业内窥镜技术应用于无损检测,现在已经越来越受到各工业部门的欢迎和重视,特别是近年来有了国产工业内窥镜,就更加引起广泛的关注。这是因为工业内窥镜具有极其独特的优点,它可以把人们的视距加以延长,并且能让视线随意拐弯,这是其它检测方法所无法比拟的。例如运用工业内窥镜可以伸入到庞大或细小的设备内部,直接看到机械设备内部的表面质量状况或者对用肉眼很难直接查看的、比较隐蔽或狭窄部位的表面状况进行有效的检视,而无需将设备分解开来或做破坏性检查。其方法既简便又可靠,非常直观。八十年代以来,国外已经发展到不但可以应用工业内窥镜技术定性的进行检视,还可以定量的进行检测。由于内窥镜本身自带冷光照明光源,其有效工作长度也越来越长,因而不管被检视的部位有多深多暗,只要内窥镜能伸得进去,就可以对其内膛表面进行检视。另外,还可以加接专用配件,进行照相记录、录象或用电视监控。

工业内窥镜的基本形式如下图所示。

中央①物镜;②传象系统;③目镜;④视场角;⑤不锈钢套筒,⑥导光纤维束接口(接冷光源)透镜系统是传象系统。

人眼从目镜中通过传象系统可清晰的观察到被检查部位的表面状况。四周是给光照明系统,一般由导光纤维束组成。二者外面套以不锈钢的套管。有一些内窥镜的传象系统和给光系统是并排装在套管里的。给光系统通过接口与一冷光源相连接。这样,由冷光源发出的光通过给光系统可将被检查的表面照亮。传象系统由物镜(又称窥头)转象系统和目镜组成。窥头叉分直视式和斜视式两种。斜视式按所观察方向角度的不同,又有20°、30°、45°、60°、80°、90°、甚至110°之别。它们之间一般是相互可以置换的,而且作为选购件要在订货时事先指明。在内窥镜目镜一端,通过一定的专用联接套筒,通常可联接照相机或摄象机,以便拍照记录或录象或电视监控。图中所示的转象系统是由透镜组成的,前面的物镜和后边的目镜也都是透镜。这样全部由透镜组成传象系统的内窥镜又称透镜式内窥镜,一般直管式或硬管式的内窥镜多采用这一类结构形式,这类内窥镜可以做的很细,最大外径介于小5~10mm之间,工作长度都不太长,最大长度介于500~2000mm之间,视场角介子20°~80°之间。斜视式的视场角一般较小。

随着光纤工业的迅速发展,将直管式内窥镜中的转象透镜系统换成传象光纤束,外套换成弹簧导管,利用光纤束既可传象、又柔软可弯曲的特性,制成了在一定程度上可以任意弯曲的所谓软管式工业内窥镜,又叫做光纤工业内窥镜。这使内窥镜的适应性能更为广泛、所以更加受欢迎。

①导光束插头;②导光束软管,③弯曲操纵钮;④视度调节环;⑤目镜;⑧弯曲部分;⑦传象束软管;⑧物镜(窥头)

光纤工业内窥镜的最大外径介于小6~小15mm之间,最大工作长度介于500mm~l0m之间。国际上最近又推出长达20m~50m的大长度的光纤工业内窥镜,以适应某些特殊要求。光纤工业内窥镜在调焦形式上有不可调焦式和可调焦式两种。不可调焦式,统称为定焦式,景深约6~50mm。可调焦式的景深一般为10mm。光纤工业内窥镜的窥头部分一般为可弯曲式的,即除了整体窥管可以随着被检查设备的通道作适当弯曲以外,窥头部分相对于整个窥管还可以做上下左右(有的仅限于上下或左右)局部的弯曲,以扩大视野。所能扩大的视场角上下或左右大约各达100°~120°。

在国外,生产工业内窥镜的国家以日本和美国为主,尤以日本居领先地位。

       工业内窥镜作为无损检测和状态监测的重要仪器装备,用途是非常广泛的。此外还可应用于航天、航空、船舶、铁路、石油化工、机械、海关等部门,如机械部门可用它检查锻铸件和整台机床或其部件的内膛质量状况,化工部门可用它检查高压容器内部焊接质量及表面状态等。另据资料介绍,如果在工艺和结构上采取某些特殊措施,进一步提高工业内窥镜的耐热和耐辐射性能,增强抗电磁干扰性能,以及降低光能损耗,可使工业内窥镜扩大应用范围,如用于高炉等高温的内部监视和原子能电站放射线的远距离监视以及强电磁场下的监视和细长黑暗管道的内部监视等方面。