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2016.06.15工業(yè)內(nèi)窺鏡的進(jìn)步：從簡單內(nèi)窺檢測到3D相位測量
在航空領(lǐng)域，工業(yè)內(nèi)窺鏡(RVI)是一種歷史悠久的檢查和無損檢測技術(shù)。盡管傳統(tǒng)的硬桿鏡仍然被廣泛用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測，但是視頻內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為首選，可以應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，檢查機(jī)身、輔助動(dòng)力裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)。這些都被視為例行維修活動(dòng)的一部分，原始設(shè)備制造商在制造發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)用到視頻內(nèi)窺鏡。利用視頻內(nèi)窺鏡來檢查泄漏、腐蝕和表面裂縫，檢查內(nèi)部縫隙，識(shí)別堵塞原因，探測外部物體。了解了視頻內(nèi)窺鏡具有如此廣泛的潛在應(yīng)用領(lǐng)域錄像帶已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式數(shù)據(jù)的捕捉和保存。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展成CD、DVD、閃存和固態(tài)記憶卡, 能夠?qū)⑽募D(zhuǎn)移到PC，作進(jìn)一步評(píng)估或存儲(chǔ)。
RVI 的演變
工業(yè)內(nèi)窺鏡起源于醫(yī)療業(yè)，1806年奧地利人研發(fā)出了第一個(gè)內(nèi)窺鏡，用于人體血管和體腔的檢查。
二戰(zhàn)后，工業(yè)內(nèi)窺鏡的發(fā)展才漸入佳境，早期的儀器由鏡頭和照明光源組成，連接到一個(gè)光傳輸擴(kuò)展器，也就是目鏡。這些基礎(chǔ)內(nèi)窺鏡僅僅用于視覺檢測，而不能測量。這樣，人們就用它來檢測由于結(jié)構(gòu)或者組件的妨礙，難以接近或者正常情況無法訪問的位置。
到60 年代，工業(yè)內(nèi)窺鏡才具有圖像捕捉和測量能力，此時(shí)35mm 照相機(jī)添加了目鏡。隨之發(fā)展起來的還有：在光傳輸機(jī)理中引入了光纖，視頻鏡頭成為圖像捕捉的首選。與此同時(shí)，隨著機(jī)載計(jì)算能力的引入，視頻內(nèi)窺鏡的功能有了顯著的改善，這使得內(nèi)窺鏡能保存和存儲(chǔ)數(shù)字格式的視頻圖像。之前，軟盤光盤和檢測信息的共享是任何檢測過程的重要環(huán)節(jié)，尤其在航空領(lǐng)域，出于安全和經(jīng)濟(jì)的考慮，經(jīng)常要對發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行進(jìn)行專業(yè)評(píng)估。因此，共享信息的功能是最新一代RVI 儀器所特有的。
處理數(shù)據(jù)
將機(jī)載PC 植入RVI，即引入應(yīng)用軟件，從而確保對大量生成數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。這類軟件能標(biāo)記圖像，并以邏輯文件的形式排列，允許快速簡單讀取。GE 檢測控制技術(shù)推出的XLG3，在無損探傷中使用了數(shù)字成像和通信（DICONDE）格式，這是一種非專有格式，從醫(yī)療行業(yè)放射學(xué)使用的DICOM 發(fā)展起來，又納入了許多純粹的無損檢測方面的特性。
此協(xié)議構(gòu)成了GE Rhythm 軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)，可以獲得、報(bào)告、審核和歸檔數(shù)據(jù)。它還是重要的應(yīng)用工具，包括圖像增強(qiáng)、操作和變焦。
航空業(yè)經(jīng)常要處理與日俱增的大量檢測信息，Archive 特性尤其與之息息相關(guān)。它接受來自任意連接的局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程Rhythm Review 工作站的圖像，使用各種不同的壓縮技術(shù)來保存它們，在不犧牲圖像質(zhì)量的同時(shí)又節(jié)省了內(nèi)存空間。DICONDE 簡單的標(biāo)記系統(tǒng)，使得信息的輸入和檢索快捷方便。而且，Rhythm Archive不僅存儲(chǔ)原料檢測數(shù)據(jù)，還會(huì)將Rhythm Review 工作站產(chǎn)生的增強(qiáng)圖像存儲(chǔ)下來。除此之外，還給用戶帶來了其他的效益。它能搜索更多的有效數(shù)據(jù)，因?yàn)榭梢栽谥醒雰?chǔ)存器得到同一網(wǎng)絡(luò)里的所有工作站的全部信息。它還能控制圖像信息流，所以數(shù)據(jù)可以發(fā)送到其他的RhythmReview 工作站作進(jìn)一步分析。
簡化
軟件也可以用來規(guī)范檢測程序，以確保檢測和檢測結(jié)果描述的一致性。菜單型檢測向?qū)В∕DI）是一種軟件解決方案，提供引導(dǎo)檢測，自動(dòng)添加環(huán)境。例如，檢測發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí), 下拉菜單會(huì)先讓檢測員選擇相關(guān)廠家和具體的發(fā)動(dòng)機(jī)。在檢測人員啟動(dòng)檢測之前，要按照相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)或者部件規(guī)定的方式，輸入所有與任務(wù)相關(guān)的認(rèn)證數(shù)據(jù)（檢測人員、位置、日期等）。然后在內(nèi)窺鏡的數(shù)據(jù)捕捉系統(tǒng)中，給數(shù)據(jù)圖像文件標(biāo)記上注釋和域。最終，一份報(bào)告的硬盤拷貝就產(chǎn)生了，點(diǎn)擊即可報(bào)告。
測量你所看到的
現(xiàn)在，缺陷、差異、間隙的測量就像它們的探測和識(shí)別一樣重要。迄今，已有3 個(gè)主要的測量系統(tǒng)：比較測量、立體測量和陰影測量。
比較測量是基于檢測圖像中一個(gè)已知的參考尺寸，以相同的視圖和平面來測量其他的物體（參考尺寸經(jīng)常由儀器制造者在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置好，或者使用探頭確定）。
立體測量使用棱鏡來切分圖像，允許照相機(jī)使用精準(zhǔn)的角度分離來捕捉左面和右面的視圖，然后用計(jì)算機(jī)算法來分析用戶光標(biāo)的位置，用三角幾何方法獲得精密測量結(jié)果。
陰影測量依賴于到目標(biāo)距離的測量。陰影鏡頭在檢測物體上投影，產(chǎn)生的陰影位置顯示了到物體的距離。有了這個(gè)信息，陰影探頭系統(tǒng)就能精確計(jì)算出用戶選擇的缺陷的大小。這些方法可以測量深度、長度、面積、點(diǎn)到線距離、多條線段的長度、圓。
相位測量可以改進(jìn)成像，使測量更精確
雖然目前存在各種測量技術(shù)，但測量仍然是視頻內(nèi)窺鏡最棘手的問題。測檢員必須訓(xùn)練有素、經(jīng)驗(yàn)豐富，從而獲得穩(wěn)定可靠、可反復(fù)驗(yàn)證的結(jié)果。這一專業(yè)知識(shí)水平現(xiàn)在被稱為RVI ，是專業(yè)化的官方無損檢測準(zhǔn)則，也是美國無損檢測協(xié)會(huì) TC1ALevel-III 測試和認(rèn)證過程中的一個(gè)部分。
