無損檢測的可視化技術(shù)研究

內(nèi)窺鏡，是一種多學(xué)科通用的工具，其功能是能對彎曲管道深處探查，能觀察不能直視到的部位，能在密封空腔內(nèi)觀察內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)與狀態(tài)，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離觀察與操作。用來直接觀察物體內(nèi)部腔體的裝置稱為內(nèi)窺鏡，簡稱內(nèi)鏡 。工業(yè)內(nèi)窺鏡可用于高溫、有毒、核輻射及人眼無法直接觀察到的場所的檢查和觀察，主要用于汽車、航空發(fā)動機(jī)、管道、機(jī)械零件等，可在不需拆卸或破壞組裝及設(shè)備停止運(yùn)行的情況下實現(xiàn)無損檢測，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶、電氣、化學(xué)、電力、煤氣、原子能、土木建筑等現(xiàn)代核心工業(yè)的各個部門。工業(yè)內(nèi)窺鏡還可與照相機(jī)、攝像機(jī)或電子計算機(jī)耦接，組成照相、攝像和圖象處理系統(tǒng)，從而進(jìn)行視場目標(biāo)的監(jiān)視、記錄、貯存和圖象分析,為診斷和處理提供很好的保證。

硬管內(nèi)窺鏡

硬管內(nèi)窺鏡工作原理是：利用傳像透鏡光學(xué)技術(shù)來傳送影像，并且由光導(dǎo)纖維提供傳光照明。為了傳送清晰圖像，該內(nèi)窺鏡的有效不銹鋼插入管內(nèi)設(shè)計若干光學(xué)元件的傳像透鏡系統(tǒng)。內(nèi)置光纖把照相需要的照明光線從獨(dú)立的冷光源直接傳導(dǎo)至工作位置上。硬管內(nèi)窺鏡僅能檢測直管的焊接接頭，并且能檢測的直管長度有限。硬管內(nèi)窺鏡無法檢測彎管的焊接接頭。

軟管光纖內(nèi)窺鏡

軟管光纖內(nèi)窺鏡是一種利用纖維光學(xué)和光學(xué)、精密機(jī)械及電子技術(shù)結(jié)合而成的新型光學(xué)儀器，它利用光導(dǎo)纖維的傳光、傳像原理及其柔軟彎曲性能，可以對設(shè)備中肉眼不易觀察到的隱蔽部位方便地進(jìn)行直接快速的檢查，既不需設(shè)備的解體，亦不需另外照明，只要有孔能使窺頭插入，內(nèi)部情況便可一目了然，既可直觀，亦可側(cè)視，還可手控窺頭對被檢查面進(jìn)行連續(xù)上下掃描100°。 可目視，亦可照像，還可錄像或電視顯示。

電子工業(yè)內(nèi)窺鏡

電子工業(yè)內(nèi)窺鏡為使用小于 1/6’的感光芯片位于內(nèi)窺鏡插入管頭端直接采集圖像，經(jīng)信號傳輸線傳送至顯示器顯示圖像，因為圖像直接轉(zhuǎn)成電信號，所以無法直接目視；采用位于插入管頭端的 LED 直接照明，或者使用后置 LED 光源通過光纖導(dǎo)光進(jìn)行照明；優(yōu)點(diǎn)為制造成本相對較低且與插入管長度無關(guān)，可以直觀的觀察顯示屏，且感光芯片的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軟管光纖內(nèi)窺鏡，清晰度非常高，能儲存照片、錄像，為后期分析提供依據(jù)；缺點(diǎn)為受限于感光芯片位于插入管頭端，內(nèi)窺鏡采用 1/18’感光芯片，插入管直徑能可以做到 5.5mm（保證耐 10m 水壓并集成高亮度 LED 燈）左右。隨著 CMOS 傳感器技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在有 2.6mm 的感光芯片，甚至有 1.5mm 的感光芯片，所以也能做到插入管直徑小于 2mm 的電子內(nèi)窺鏡了。

三維測量內(nèi)窺鏡

這是一種技術(shù)含量更高的具有測量功能的內(nèi)窺鏡。目前應(yīng)用在內(nèi)窺鏡上的三維測量技術(shù)有雙目測量技術(shù)、結(jié)構(gòu)光技術(shù)等。 雙目立體視覺是計算機(jī)視覺的一個重要分支，即由不同位置的兩臺攝像機(jī)或者一臺攝像機(jī)（CCD）經(jīng)過移動或旋轉(zhuǎn)拍攝同一幅場景，通過計算空間點(diǎn)在兩幅圖像中的視差，獲得該點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。

內(nèi)窺鏡是一嶄新的正在蓬勃發(fā)展的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)內(nèi)窺鏡的需求也越來越大。從硬管內(nèi)窺鏡到軟管光纖內(nèi)窺鏡到電子內(nèi)窺鏡再到三維測量內(nèi)窺鏡，相信會有越來越多的新技術(shù)應(yīng)用到內(nèi)窺鏡上的。