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2011-4-3 閱讀(943)
目視檢測可分為直接目視檢測和間接目視檢測兩種檢測技術(shù)。直接目視檢測是指直接用人眼或使用放大倍數(shù)為6倍以下的放大鏡對試件進行檢測。間接目視檢測是指對無法直接進行觀察的區(qū)域,借助各種光學(xué)儀器或設(shè)備進行直接觀察,如使用反光鏡、望遠鏡、工業(yè)內(nèi)窺鏡、光導(dǎo)纖維或其他合適的儀器進行檢測。
一、目視檢測
目視檢測是無損檢測的重要方法之一。它僅指用人的眼睛或借助于光學(xué)儀器對工業(yè)產(chǎn)品表面作觀察或測量的一種檢測方法,典型的是將目視檢測限制在電磁譜的可見光范圍之內(nèi)。
二、內(nèi)窺鏡檢測
目視檢測的儀器種類繁多,工業(yè)內(nèi)窺鏡是其中之一。內(nèi)窺鏡的檢測zui早是用于人體的醫(yī)學(xué)檢查,20世紀50年代開始逐漸進入工業(yè)檢測領(lǐng)域,并出現(xiàn)專門的工業(yè)內(nèi)窺鏡。國內(nèi)在20世紀70~80年代開始從國外引進工業(yè)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品,主要用于航空航天產(chǎn)品內(nèi)部多余物控制及一些零部件的質(zhì)量檢查。近年來,國內(nèi)內(nèi)窺鏡檢測己進入了實用階段,越來越多地運用于產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的控制,并發(fā)展成為一項的檢測手段。
內(nèi)窺鏡檢測是近年來隨著內(nèi)窺鏡生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展而逐漸得到廣泛應(yīng)用的一項檢測技術(shù)。內(nèi)窺鏡檢測需要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡(簡稱內(nèi)窺鏡)作為檢測工具,工業(yè)內(nèi)窺鏡是為了滿足工業(yè)復(fù)雜使用環(huán)境要求而專業(yè)設(shè)計生產(chǎn)的。根據(jù)制造工世特點,我們一般把內(nèi)窺鏡分為直桿鏡、光纖鏡、視頻鏡三種類型。三種類型的性能比較見表一:
表一:三種類型內(nèi)窺鏡性能比較
| 直桿鏡 | 光纖維 | 視頻鏡 |
結(jié)構(gòu)特點 | 簡單 | 簡單 | 復(fù)雜 |
功能 | 少 | 少 | 多 |
彎曲度 | 不可彎曲 | 可彎曲 | 可彎曲 |
成像效果 | 好 | 受光纖數(shù)量的影響,有蜂窩現(xiàn)象 | 好 |
成像原理 | 光學(xué)成像 | 光學(xué)成像 | CCD數(shù)字成像 |
圖像信號 | 光學(xué)信號 | 光學(xué)信號 | 電子信號 |
圖像傳遞介質(zhì) | 玻璃透鏡 | 柔性光導(dǎo)纖維 | 電線 |
耐用性 | 好 | 差 | 較好 |
可換鏡頭 | 不可換 | 可換 | 多種鏡頭互換 |
可視角度 | 一般在0°~90° | 0° | 在0°~90° |
探頭zui小直徑 | 在1mm以下 | 在1mm以下 | 一般在4mm以上 |
探頭長度 | 一般較短,小于500mm。有些可以采用多桿組接,長度可達10m | 較長,一般在 1~2m | 很長,可達20m |
耐用性 | 較好 | 差 | 很好 |
測量功能 | 無法進行 | 無法進行 | 可使用測量探頭對長度深度進行直接測量 |
圖像存儲處理 | 后裝圖像采集系統(tǒng) | 可后裝圖像采集系統(tǒng) | 可直接進行圖像存儲處理 |
產(chǎn)品價格 | 低 | 較高 | 很高 |
三、內(nèi)窺鏡選用
內(nèi)窺鏡的種類較多,不同種類內(nèi)窺鏡適用范圍不同。除了要考慮內(nèi)窺鏡的類型外,在具體選用時還需要考慮探頭直徑、長度、可視方向、焦距等技術(shù)指標,同時由于內(nèi)窺鏡的使用環(huán)境復(fù)雜,需要考慮其防水、防油、耐腐蝕、耐磨等性能。通常要根據(jù)具體的檢測對象位置及要求來確定使用內(nèi)窺鏡的種類,至少要考慮檢測的位置、方向、zui小分辨率要求、通路、測量記錄等,復(fù)雜產(chǎn)品往往要求使用多種型號配合使用。通常我們認為:直桿鏡使用方便、耐用、成像效果好,多用于不需要彎曲,檢測范圍在500mm以內(nèi)的產(chǎn)品,適用于直孔的檢測。視頻鏡功能多,使用靈活,可靠性高,適用性廣,適用于各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品或需要進行定量檢測、對比分析的場合,但由于制造技術(shù)的原因,探頭上的CCD芯片不可能造得很小,使探頭直徑難以小于4mm。視頻鏡可取代直桿鏡、光纖鏡使用。光纖鏡易損壞,使用壽命短,且清晰度較差,成像效果及彎曲性能遠遜于視頻鏡,但其直徑可以制造的很細,多用于內(nèi)徑4mm以下,視頻內(nèi)窺鏡無法檢測的產(chǎn)品。
四、影響內(nèi)窺鏡檢測的主要因素
影響內(nèi)窺鏡檢測的主要因素有:
1. 照明條件。內(nèi)窺鏡檢測大多使用內(nèi)窺鏡自帶光源進行照明。一般條件下,要求內(nèi)窺鏡檢測照明光源色溫不低于5600K,照明強度不低于2600lm。
2. 探頭位置與角度。通常在距離檢測區(qū)域5~25mm范圍內(nèi)觀察圖像的效果 ,因此往往需要內(nèi)窺鏡探頭盡量靠近觀測點。探頭與觀察物平面在45゜~90゜范圍內(nèi)都可以達到較好的觀察效果,在實際工作中是通過反復(fù)改變探頭與觀察點的位置與角度找到合適的觀察位置,并獲得*的檢測效果。
3. 通道。選擇通道時應(yīng)盡量靠近需要檢測位置,選擇進入長度zui短的通道,盡量減少探頭需要彎曲的次數(shù)及程度;首先考慮由上到下,由高到低的通道;優(yōu)先選擇寬闊的通道;推薦使用工裝,保證探頭在產(chǎn)品通道中的正確方向;應(yīng)采用邊觀察邊通過的方法在通道中行進。
4. 圖像的畸變。通過透鏡觀察物體產(chǎn)生的變形現(xiàn)象,隨著從透鏡中心到邊緣距離的增大,圖像發(fā)生畸變。圖像的畸變會對缺陷的判斷及測量產(chǎn)生影響。直桿鏡、光纖鏡觀察時圖像的畸變較大,視頻內(nèi)窺鏡可通過計算機進行較正。
5. 分辨率、放大倍數(shù)、可檢測zui小缺陷。這些都是內(nèi)窺鏡自身的技術(shù)指標,可直接影響到探測的結(jié)果。
6. 物體表面的反射率。不同的物體表面有不同的反射率,和物體的材料和表面的粗糙程度都有關(guān)系。因此,實際檢測時應(yīng)該根據(jù)具體的情況選擇內(nèi)窺鏡照明的強度以便得到清晰有用的結(jié)果。
五、內(nèi)窺鏡工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
在QJ2859—1996《工業(yè)內(nèi)窺鏡操作使用方法與判定規(guī)則》中給出了工業(yè)內(nèi)窺鏡的檢測范圍:
(1)內(nèi)腔檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。
(2)焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等。
(3)裝配檢查。當(dāng)有要求和需要時,使用內(nèi)窺鏡對裝配質(zhì)量進行檢查;裝配或某一工序完成后,檢查各零、部組件裝配位置是否符合圖樣或技術(shù)條件的要求;是否存在裝配缺陷。
(4)狀態(tài)檢查。當(dāng)某些產(chǎn)品(如蝸輪泵、發(fā)動機等)工作后,按技術(shù)要求規(guī)定的項目進行內(nèi)窺檢測。
(5)多余物檢查。檢查產(chǎn)品內(nèi)腔殘余內(nèi)屑,外來物等多余物。
(6)尺寸測量。對需要進行測量的尺寸,可用測量探頭進行測量。
六、內(nèi)窺鏡檢查與判定規(guī)則
(1)裂紋。當(dāng)光束照射被檢測物表面,觀察到黑色或者亮色線條,且在一定的放大倍數(shù)下,線條有不規(guī)則邊緣時,判定為裂紋。當(dāng)裂紋較寬時,可測量探頭的測量影響線會發(fā)生彎折。
(2)起皮。當(dāng)光束平行照射時,觀察到在凸起部分背后有陰影;改變光束照射角度,則觀察到表面凸起部分與周圍被檢測物有明顯分界線,判定為起皮。
(3)拉線和劃痕。在光束照射下,觀察到表面存在較規(guī)則的連續(xù)長線,判定為拉線。
(4)凹坑凸起。光束以一定角度照射時,與周圍被檢物邊界連接,無分界線。離光源近的部分有陰影,離光源遠的地方有亮影,為凹坑。光束以一定角度照射時,與周圍被檢物邊界連接,無分界線。凸起部分有亮影,且背后陰影為凹坑。當(dāng)凹坑較深或凸起較高時,可測量探頭的測量線會發(fā)生彎折。
(5)斑點。在光束照射時,觀察到與周圍被檢物色澤不同的光滑無凹凸表面為斑點。
(6)腐蝕。光束照射下,觀察到塊狀、點狀不光滑表面,在一定放大倍數(shù)下輕微凹凸不平為腐蝕。
(7)未焊透。觀察到熔化金屬與母材、焊縫層間有明顯的分界線。
(8)焊漏。光束以一定角度照射時,觀察到與熔化金屬相連,無分界線的凸起時為焊漏。
(9)多余物。光束以任意角度照射時,存在與周圍基本被檢物顏色、亮度有差異的結(jié)構(gòu)以外的物體為多余物。
(10)裝配缺陷。檢測時觀測到不符合圖樣技術(shù)條件的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。
(11)尺寸測量。在有要求時可用測量探頭測量形位尺寸。
七、國外目視檢測標準情況
國外對目視檢測技術(shù)及相關(guān)標準的研究制訂工作進行得比較全面,應(yīng)用也比較廣泛。尤其在歐美等科技發(fā)達國家對目視檢測標準研究與制訂已達到較高的水平。目前美國的ASME標準、法國的RCC—M標準、英國的BSEN標準等都有目視檢測方法的具體內(nèi)容,并形成不同的標準化體系。