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工业内窥镜的进步:从简单内窥检测到3D相位测量

2016-06-15 14:50:31 点击数:1812 文章来源:古安泰工业内窥镜

工业内窥镜的进步:从简单内窥检测到3D相位测量

 
无损检测技术的基础就是看到肉眼所看不到的。超声波用于鉴别金属中的缺陷和腐蚀, 尤其在焊缝处。放射显影技术可用于检查铸件和夹杂物的管子、分层或其他瑕疵。涡流可用于检查层状表面隐藏的开裂。工业内窥镜(RVI) 被广泛用于航天工业,检查飞机部件及结构, 从发动机到机身。近年来RVI 在成像和技术的测量能力方面取得了巨大改善,本文将给出具体阐述。

在航空领域,工业内窥镜(RVI)是一种历史悠久的检查和无损检测技术。尽管传统的硬杆镜仍然被广泛用于飞机发动机检测,但是视频内窥镜已经成为首选,可以应用于军事和民用领域,检查机身、辅助动力装置和发动机。这些都被视为例行维修活动的一部分,原始设备制造商在制造发动机时也会用到视频内窥镜。利用视频内窥镜来检查泄漏、腐蚀和表面裂缝,检查内部缝隙,识别堵塞原因,探测外部物体。了解了视频内窥镜具有如此广泛的潜在应用领域录像带已经实现了数字式数据的捕捉和保存。这项技术进一步发展成CD、DVD、闪存和固态记忆卡, 能够将文件转移到PC,作进一步评估或存储。

 

RVI 的演变

工业内窥镜起源于医疗业,1806年奥地利人研发出了第一个内窥镜,用于人体血管和体腔的检查。

二战后,工业内窥镜的发展才渐入佳境,早期的仪器由镜头和照明光源组成,连接到一个光传输扩展器,也就是目镜。这些基础内窥镜仅仅用于视觉检测,而不能测量。这样,人们就用它来检测由于结构或者组件的妨碍,难以接近或者正常情况无法访问的位置。

到60 年代,工业内窥镜才具有图像捕捉和测量能力,此时35mm 照相机添加了目镜。随之发展起来的还有:在光传输机理中引入了光纤,视频镜头成为图像捕捉的首选。与此同时,随着机载计算能力的引入,视频内窥镜的功能有了显著的改善,这使得内窥镜能保存和存储数字格式的视频图像。之前,软盘光盘和检测信息的共享是任何检测过程的重要环节,尤其在航空领域,出于安全和经济的考虑,经常要对发动机的正常运行进行专业评估。因此,共享信息的功能是最新一代RVI 仪器所特有的。

处理数据

将机载PC 植入RVI,即引入应用软件,从而确保对大量生成数据进行有效管理。这类软件能标记图像,并以逻辑文件的形式排列,允许快速简单读取。GE 检测控制技术推出的XLG3,在无损探伤中使用了数字成像和通信(DICONDE)格式,这是一种非专有格式,从医疗行业放射学使用的DICOM 发展起来,又纳入了许多纯粹的无损检测方面的特性。

此协议构成了GE Rhythm 软件平台的基础,可以获得、报告、审核和归档数据。它还是重要的应用工具,包括图像增强、操作和变焦。

航空业经常要处理与日俱增的大量检测信息,Archive 特性尤其与之息息相关。它接受来自任意连接的局域网、远程Rhythm Review 工作站的图像,使用各种不同的压缩技术来保存它们,在不牺牲图像质量的同时又节省了内存空间。DICONDE 简单的标记系统,使得信息的输入和检索快捷方便。而且,Rhythm Archive不仅存储原料检测数据,还会将Rhythm Review 工作站产生的增强图像存储下来。除此之外,还给用户带来了其他的效益。它能搜索更多的有效数据,因为可以在中央储存器得到同一网络里的所有工作站的全部信息。它还能控制图像信息流,所以数据可以发送到其他的RhythmReview 工作站作进一步分析。

 

简化

软件也可以用来规范检测程序,以确保检测和检测结果描述的一致性。菜单型检测向导(MDI)是一种软件解决方案,提供引导检测,自动添加环境。例如,检测发动机时, 下拉菜单会先让检测员选择相关厂家和具体的发动机。在检测人员启动检测之前,要按照相应的发动机或者部件规定的方式,输入所有与任务相关的认证数据(检测人员、位置、日期等)。然后在内窥镜的数据捕捉系统中,给数据图像文件标记上注释和域。最终,一份报告的硬盘拷贝就产生了,点击即可报告。

测量你所看到的

现在,缺陷、差异、间隙的测量就像它们的探测和识别一样重要。迄今,已有3 个主要的测量系统:比较测量、立体测量和阴影测量。

比较测量是基于检测图像中一个已知的参考尺寸,以相同的视图和平面来测量其他的物体(参考尺寸经常由仪器制造者在适当的地方设置好,或者使用探头确定)。

立体测量使用棱镜来切分图像,允许照相机使用精准的角度分离来捕捉左面和右面的视图,然后用计算机算法来分析用户光标的位置,用三角几何方法获得精密测量结果。

阴影测量依赖于到目标距离的测量。阴影镜头在检测物体上投影,产生的阴影位置显示了到物体的距离。有了这个信息,阴影探头系统就能精确计算出用户选择的缺陷的大小。这些方法可以测量深度、长度、面积、点到线距离、多条线段的长度、圆。

相位测量可以改进成像,使测量更精确

虽然目前存在各种测量技术,但测量仍然是视频内窥镜最棘手的问题。测检员必须训练有素、经验丰富,从而获得稳定可靠、可反复验证的结果。这一专业知识水平现在被称为RVI ,是专业化的官方无损检测准则,也是美国无损检测协会 TC1ALevel-III 测试和认证过程中的一个部分。

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