工業內窺鏡

若要刨根問底的探索“用某種工具觀察人體內部”這一內窺鏡的起源的話，可以追溯到古希臘及古羅馬時代。

endoscope n.內窺鏡、內腔鏡，scope，觀察的範圍，這個詞可延伸衍生很多意思，比如觀察儀器、顯示器、瞄準鏡、檢查鏡等。希臘前綴endo,end表示內部的、內里的。內鏡的英文為“ endoscopy ”，由字母“ endo ” ( 內部之意 ) ，與動詞“ skopein ”(觀察之意)組合而成。

國內在20世紀70-80年代開始從國外引進內窺鏡產品，主要用於航空航天產品內部多餘物控制及一些零部件的質量檢查。而儀器種類繁多，工業內窺鏡就是其中之一。國內內窺鏡檢測已進入了實用階段，越來越多地運用於產品生產過程的質量控制，並發展成為一種常規的檢測手段。

1.從材料學來分，內窺鏡可分為硬管式和軟管式兩種，又稱硬性內窺鏡和軟性內窺鏡。

硬性內窺鏡包括傳像、照明、氣孔三大部分。傳像部分分為物鏡、中繼系統、目鏡組成傳導圖像。照明部分採用冷光源用光導纖維穿入境內的方法。氣孔部分作用為送氣、送水、通活檢鉗。

用纖維光束傳像和導光或用CCD傳導圖像的內窺鏡成為軟性內窺鏡。由於它具有良好的柔軟性和方便的操作性能。軟性內窺鏡的特點為：可方便的進入，可到達硬性鏡無法到達的地方。加上頭部彎曲機構，可消除盲區。通過活檢孔可採樣和治療。軟性內窺鏡又可分為纖維內鏡和電子內鏡.

工業內窺鏡種類從成像形式分為：光學鏡、光纖鏡、電子鏡。

光學鏡是完全的將內部的物象通過光的傳輸，沒有失真的傳到檢測者的眼睛，所以成像非常的保真，也是這幾種鏡子中清晰度最高的。

光纖鏡原理和光學鏡大同小異，為了進入較細小的孔內，我們選擇光纖鏡，光纖鏡的清晰度取決於光纖束的數量。

纖維內鏡：先端部、彎曲部、插入部、操作部、導光軟管、導光連接部、目鏡先端部成硬性的一小段，有直視式（前視式）、側視式、斜視式。胃鏡結腸鏡等採用直視方式，十二指腸食道鏡採用側視方式。先端部上面有：物鏡孔（導像束）、光孔（導光束）、氣水孔（噴嘴）、活檢孔。彎曲部採用四根鋼絲牽引的方法，頭部有四根鋼絲連向控制部，扭動控制部的上下左右手輪，可分別拉動不同方向的鋼絲，使彎曲頭部向相應方向擺動。彎曲部內有導光束、導像束、各種管道以及牽引裝置、彎曲管、彎曲橡皮。

軟管部包括彎曲部和插入部，也稱蛇管。裝有導光束、導像束、水氣管道、活檢管道（兼吸引管道）、牽引鋼絲，外包不鏽鋼帶軟管及金屬網管，最外層為光滑的塑料套管。傳導圖像的纖維束構成了纖維內鏡的核心部分，它由數萬根極細的玻璃纖維組成，根據光學的全反射原理，所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜，以保證所有內芯纖維傳導的光線都能發生全反射。單根纖維的傳遞只能產生一個光點，要想看到圖像，就必須把大量的纖維集成束，要想把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像，就必須使每一根纖維在其兩端所排列的位置相同，稱為導像束。一根導像束斷開，成像就多一個黑點。導光束則不需要所排的位置相同，斷開很多根的話亮度明顯減弱。

電子內窺鏡是以 CCD 代替導像束傳導圖像信號，再經圖像處理中心處理轉換成視頻信號。 CCD 固體攝像器件叫 CCD 圖像感測器，其構造是在硅襯底上排列著許多光敏二極體（像素），將其上的成像光變成電信號，然後依樣傳送出去得到圖像信號。電子內窺鏡構造與纖維內鏡構造基本相同，簡單可理解為用 CCD 代替了導像束，很多功能是纖維內鏡不能企及的。

整套電子內鏡包括：冷光源、圖像處理中心、監視器、電子胃腸鏡、推車組成。

電子鏡圖像清晰，便於觀察，國內大中型醫院內鏡室配置。纖維胃腸鏡配以電視系統也可以通過監視器觀察，比電子鏡圖像質量要差很多，主要為中小型醫院使用。

軟性鏡國內高端市場被國外內鏡廠商壟斷，有美國韋林（Everest）、奧林巴斯（ OLYMPUS ）、賓得（ PENTAX ）、富士能（ FUJI ）均為日本牌。低端市場有我們民族企業一席之地，廠家有：上海醫光廠、奧華、成運等，國產內鏡也相繼推出了電子內鏡，縮短了與國外廠商的差距。

電子內窺鏡是通過CCD相機將物體內表面的情況拍攝，然後通過視頻終端顯示。

一、視頻電子內窺鏡，它是採用數字式彩色CCD 成像器件，具有圖像清晰、性能穩定、操作方便、適用範圍 廣等特點。但是價格偏高，一般用於汽車製造商甚至用於飛機工業上。

二、光導纖維內窺鏡，它是通過目鏡來觀察發動機內部情況的。維修工用眼睛目視觀察，工作易疲勞;

三、光導纖維內窺鏡+專用介面+數碼照相機，它能直接在數碼照相機的顯示屏上看發動機內部的狀況，並能拍下當時的觀察結果，而且它的價格也非常合理。

中文名稱：無損探傷、無損檢查、無損檢驗、無損檢測、無損評價

英文名稱：nondestructive testing，NDT，nondestructive evaluating，NDE;nondestructive test

工業內窺鏡，是無損檢測的一個分支，也可以說是專門的一個檢測技術。

目視檢測(VT)、射線照相檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT) 四種。其他無損檢測方法：渦流檢測(ET)、聲發射檢測(AT)、熱像/紅外(TIR)、泄漏試驗(LT)、交流場測量技術(ACFMT)、漏磁檢驗(MFL)、遠場測試檢測方法(RFT)等。

1、焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質量。

2、內腔檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、划痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。

3、狀態檢查。當某些產品(如蝸輪泵、發動機等)工作后，按技術要求規定的項目進行內窺檢測。

4、裝配檢查。當有要求和需要時，使用工業視頻內窺鏡對裝配質量進行檢查；裝配或某一工序完成後，檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術條件的要求；是否存在裝配缺陷。

5、多餘物檢查。檢查產品內腔殘餘內屑，外來物等多餘物。

工業內窺鏡由於它的特殊尺寸設計，可以讓我們不破壞被檢測物體的表面簡便、準確地觀察物體內部表面結構或工作狀態。

無損檢測需要使用工業內窺鏡作為檢測工具，是為了滿足工業複雜使用環境而專業設計生產的。內窺鏡檢測是隨著內窺鏡生產製造技術的發展而逐漸得到廣泛應用的一種檢測技術。根據製造工藝特點，我們一般把工業內窺鏡分為光學硬管鏡，光纖鏡，視頻鏡三種類型。

工業內窺鏡可用於高溫、有毒、核輻射及人眼無法直接觀察到的場所的檢查和觀察，主要用於汽車、航空發動機、管道、機械零件等，可在不需拆卸或破壞組裝及設備停止運行的情況下實現無損檢測，另外一方面工業內窺鏡還可與照相機、攝像機或電子計算機連接，組成照相、攝像和圖象處理系統，從而進行視場目標的監視、記錄、貯存和圖象分析。為診斷和處理提供很好的保證。

無損檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢 對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小，位置，性質和數量等信息。它與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點。第一是具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能；第二具有全面性，由於檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的；第三具有全程性，破壞性檢測一般只適用於對原材料進行檢測，如機械工程中普遍採用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對製造用原材料進行的，對於產成品和在用品，除非不準備讓其繼續服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以，它不僅可對製造用原材料，各中間工藝環節、直至最終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測。

首先我們要了解檢測工件的內部結構特點、檢測具體內容、位置，按程序展開相關鏈接儀器，檢查電源、接地是否可靠、儀器位置安全平穩。

二是選擇合適的探頭、鏡頭及進入產品的通道，檢測前應清楚通道內的障礙、毛刺等可能阻礙、損傷探頭的物體。

三是對於一些內部無法了解或結構複雜的產品，可使用觀察鏡頭觀察后再進行檢測，檢測中盡量使鏡頭正對檢測區域。

四是檢測前應使眼睛適應檢測環境及光淺、長時間工作時應注意避免眼睛疲勞，產生認為漏檢。

五是檢測過程中應小心，確保探頭順利到達指定部位、探頭在推進過程中如遇到明顯阻力時，應立即停止前進，探頭退出時應緩慢，如被卡住不能用力拉，以免損壞工件或探頭。

六是對採集的圖像進行處理分析。

七是按規定清潔探頭，整理儀器、現場。

八是推薦工作人員可使用輔助工裝幫助探頭順利到達最佳位置。

九是使用工業內窺鏡設備包括工業內窺鏡及探頭的類型、直徑、型號，工業內窺鏡測量的位置及精度。

十是檢測報告要求。

工業內窺鏡採用國際領先手動操作桿技術，可實現探頭360度全方位旋轉，任何複雜的檢測環境都可對應。並且產品防油防水設計，無論是在水下，還是管道都可以體現出其檢測功能,

首先色的輔助判斷是極為關鍵。在識別腐蝕、焊接區域燒穿及化學成份的缺陷時，準確的彩色再現往往是重要的。工業內窺鏡的視屏成像系統的彩色再現極佳，它能把每個三基色以全寬頻記錄下來，從而達到最大解析度。二是光源亮度的自動智能型調節也是良好觀察效果的必備條件。如型腔內部表面一般為金屬材料，它具有一定的反光性。如果光源亮度不能無極自動調節，而只能通過手動分機調節時，所得到的觀察效果肯定會產生較強反射白斑，可能導致無法完成觀察工作，進而影響檢測效果。三是全方位360度的導向功能，它是在實際工作中不可缺少的，當它進行容器內部觀察時，我們既要觀察頂部，也要檢查底部，還要注意周圍的狀況，這樣就要求工業內窺鏡的探頭可以360度旋轉。如果只能完成四個方向的導向就不得不繁瑣地進行插入管的軸向旋轉操作，增加了工作的難度，影響觀察效果。四是測量精度認證的保證也是會讓使用者對檢測結果充滿信息。這就如同我們使用一種有精確認證的尺子和沒有精度認證的尺子的感受是一樣的。測量工作的確是做了，但如果沒有精度的認證就無法保證數據的可信度。

●堅固耐用：工業電子內窺鏡線纜和鏡桿基本都採用金屬製成的。攝像頭採用採用防刮防油污的玻璃殼，精密模具注塑成型，部分零件採用不鏽鋼鑄壓成型，保證產品經久耐用，防水，耐磨，耐腐蝕，提高了在惡劣環境下的耐用性。

●技術先進：電子內窺鏡採用最新電晶體CCD攝像和高亮度LED光源技術，視頻圖像明亮，顯示圖像清晰、色澤逼真、解析度高。

●操作簡單：配有外置可充電池，攜帶型高清晰彩色液晶顯示器，極大的方便了戶外長時間的使用，並可配專用視頻採集卡進行實時抓拍，一鍵便能實現。可與監視器或顯示器連接，實時高清晰顯示檢測圖像。

●強抗液性：從遠端探頭到手持柄，工業電子內窺鏡具有強耐水性，並且耐礦物、合成潤滑油、航空燃油、煤油、汽油和柴油性極佳。

●經濟實用：工業電子內窺鏡性價比高，物超所值，該款無論是價格還是性能，在市場上均具有很大的競爭性，是您進行管道視頻檢測、精密儀器檢測等的首要選擇。

電子內窺鏡是根據石油化工、工業機械、電子電氣工業、航空航天等直管道內表面的檢測要求而設計、生產的新型高科技產品，它集光、機、電、圖像處理軟體與一體，工業內窺鏡檢查儀配備高解析度彩色監視器或USB口的筆計本電腦攜帶更方便，觀察圖像更清晰，使操作者利用高倍清晰彩色CCD，將觀察到的疑點及探傷部位藉助獨有的專業軟體處理系統，進行凍結、放大、分析、測量、列印報告，極大提高判斷管道內壁探傷部位的準確性。

探頭設計為直視和側視兩個鏡頭，可對管壁做360°掃描觀察，使用方便、可靠。如對渦輪機、管道、冷凝器管、泵、鍋爐、熱交換器，閥門、壓力容器等重要設備進行缺陷探測、狀態監測的檢查和維護都需要用到，核電站、風力電廠、水力發電廠、火力電廠以及電力建設單位的設備檢測更是不可缺少。

精密鑄造與機械製造

工業內窺鏡能應用於汽車零部件鑄造、液壓類鑄造、泵體閥體類鑄造、機械零部件鑄造、管路管件類鑄造單位，用於檢查鑄造夾沙情況、毛刺情況及交錯孔情況等質量控制。

針對這類檢查，同三維內窺鏡具有小巧性、靈活性。對於需要檢查的零部件都是比較小的孔縫，其鏡桿細小，能靈活便於插入；視頻顯示也非常直觀、清晰，能觀察到鑄造體內部的深孔、盲孔、交錯孔、鑄造中加沙、毛刺等情況一目了然。

汽車維修與生產行業

工業內窺鏡在汽車生產、維修行業得到廣泛的應用，主要應用於檢測診斷汽車發動機、汽缸、油壓部件、燃 料管、引擎、消聲器、輸送與空調系統、差速器、水箱、油箱、齒輪箱的磨損、積炭、堵塞等情況，提高了工作效率，降低了修理費用，同時避免了對機件多次拆裝而造成的損害。在汽車發動機的清洗、保養方面，內窺鏡也是必不可少的日常工具。同時它操作簡單、靈活、小巧便於攜帶，柔軟、細小、可彎曲的插入管可以到達需要檢查任何隱蔽的部位。

航空航天工業

工業內窺鏡T922可以用於飛機渦輪、葉片、發動機、焊縫表面、導管表面、燃燒腔體內部的定期檢查或機體的檢查，以及火箭發動機的研究開發、製造。

飛機維護離不開內窺鏡，內窺鏡被稱為“孔探儀”，是飛機日常維護和例行檢查的五大工具之一，其目的是掌握髮動機內部的狀況。作為惟一一種在航線維護中能夠不分解發動機而了解其內部狀況的檢查手段，內窺鏡檢查對於安全和效益兩方面均有重要意義和價值：一是直觀準確且簡單易行，並能夠儘早發現發動機內部部件的損傷，極大地有利於將安全隱患排除在萌芽階段；二是內窺鏡檢查避免了分解發動機和相應的發動機拆換、運輸等費用以及不必要的飛機停運損失，節省維修成本。

石油、化工、壓力容器行業

工業內窺鏡能用於石油精鍊廠的儲存罐、熱交換器、球罐車，化工行業的管道設施，特檢所及壓力容器生產單位的容器、鋼瓶、管路等內部缺陷探測檢查。同時在檢測過程中無需拆卸被檢設備，因而是非常具有成本效益的檢測解決方案。

視頻內窺鏡檢查技術在工業冷凝器管，壓縮機、熱交換器管內部檢查、焊縫的檢查、管壁沉積、製藥、食品不鏽鋼管路的腐蝕和裂縫情況、過熱檢查和是否有漏孔檢查、電鍍管、環形焊縫檢查得到普遍的應用。視頻內窺鏡自帶的圖像處理系統和記錄儀可以隨時有效的對檢查缺陷記錄、存儲、處理，保證影像資料存檔。

鐵路建築、船舶、研究單位

工業內窺鏡推出的工業視頻內窺鏡、管道內窺鏡及直桿內窺鏡被廣泛使用於許多不同的廠礦單位。在鐵路/船舶單位用於檢查電力機車、空調系統、渦輪、加熱器、柴油機、鍋爐火焰、管道的檢查；在建築工程單位用於檢查鋼管的鏽蝕及污垢、牆壁等內部診斷、鋼筋生鏽的狀況、支撐軸、橋樑接頭的裂紋等，還可用於隧道內側的空洞、建築模型的觀察；自來水排水管的鏽蝕和堵塞的診斷；在研究單位用於研究機構的觀察、科研、實驗室、考古等。

國防與軍事安全、安檢

工業內窺鏡在武器製造、日產維護，安全、海關檢查、搜救、生命探測中也得到了應用。

武器製造 用於檢查機械齒輪零件磨損、鬆動、漏油、炮管內部情況。

安全檢查 用於公安、海關部門檢查藏匿的毒品、及走私物品。

搜救探測 用於地震搜救、突發性事件搜索、防爆檢查。

電力生產、建設單位

同三維工業內窺鏡在各種電廠/電建單位 被用來建檢查如渦輪機、管道、冷凝器管、泵、鍋爐、熱交換器，閥門、壓力容器等的重要設備以及其他設備，進行缺陷探測和狀態監測。

應用部位：

找回脫落部件　管道內外腐蝕狀況

渦輪機清潔　槳片和噴管/管嘴阻塞檢查

提煉/輸油線路和密封系統　閥門底座檢查

主蒸汽管道　供水加熱器

冷凝器　風力發電機、風葉運行狀態

渦輪機/發電機/發生器　發電定子檢查　漿片檢查

工業內窺鏡能有效的提高工作人員檢查出各種設備的問題，對檢查部件內的腐蝕、銹斑、裂紋、鐵屑異物、對接焊縫等質量缺陷。儀器本身的小巧、便攜性、可移動性可以很好的減少工作強度、提高工作效率，自帶的便攜性電池更加方便在空間狹小、高度的攀爬、野外作業等惡劣環境下工作。

工業內窺鏡技術具有獨特的優勢，它可以把人們的視距延長，並且能任意改變視線方向，準確地觀察物體內表面的真實狀況，這是其他檢測儀器無法取代的。例如，在航空的應用中，可以將工業窺鏡伸到飛機發動機內部，直接觀察運行后內部的真實狀況或設備零部件內部表面狀況；對比較隱蔽或狹窄部位的表面狀況進行有效的檢測，而無需將設備或部件分解做破壞性檢查。其方法既簡便又可靠，非常直觀有效。無論是在航空航太領域還是電子工業以及其他製造。維修行業，使用內窺鏡作NDT檢測均獲得很好效果，解決了很多疑難問題，確保了整套設備正常運行，避免了一些事故的發生。工業窺鏡技術應用已發展到運用電腦圖像處理技術、列印技術、網路技術，完成內窺鏡下圖像的捕獲、存儲、處理分析，標準化報告的書寫、先進的文檔管理，準確的圖像測量分析，局部放大，清晰的圖文一體化報告輸出等。

工業內窺鏡攝像頭CCD與光纖對比

監控模擬攝像頭，最小直徑尺寸可達4毫米，和傳統光纖內窺鏡有很大不同。光纖內窺鏡由於受到自身結構原理限制，不可以全屏顯示，且圖像為網格組成，一般不會超過10萬像素；而監控模擬鏡頭沒有這些缺點，高清可達50萬像素（720X682),另外恰當的清晰視距使其特別適用於在工業條件下的應用。