4 設備介紹

根據方案的特點，我們終選定OLYMPUS三維立體工業視頻內窺鏡，型號為IPLEX-2 SX，該型號為今年七月才面世的，是IPLEX-1 SX升級版。我們為其國內第1個用戶。

4.1設備基本配置

a.IV7635X1           插入部件        

探頭直徑:ф6.2mm，工作長度3.5M,配硬桿式加強套管，長度為：340mm/450mm,可把柔性電子視頻鏡轉換為硬桿內窺鏡使用。

探頭端部彩色CCD攝像頭：奧林巴斯采用新一代SUPERCCD攝像頭，像素為480,000 以上。

    b.IV7000      主機系統                    

結構：全內置便攜式旅行箱設計，包括:光源、視頻處理器、內置計算機、圖像存儲器、測量系統、工業內窺鏡、操作手柄等。

體積：508mm×290mm×528mm（長×寬×高），

重量：工業內窺鏡、操作手柄、顯示器、主機系統、機箱共重22KG。

主機系統電源指標：適用于工業現場電源環境的專業設計，寬電壓、寬頻率，抗干擾性強。交流電壓110-240V、電流250VA、頻率50-400Hz自動識別，自動適應。

主機系統光源指標：奧林巴斯低能耗、高強度金屬鹵素燈光源，功率50W，輸也強度3000流明，色溫7000K，光源中檔亮度。

工業內窺鏡系統輸入及輸出：方式：S-Video及USB接口。    

c. 4M遙控器延長線 MAJ-1091   （特殊定制）              

d.直流供電電池                        

e.抓取工具兩件套（磁鐵、三線物）  

f.IV7000 數據延長線4米長 （特殊定制）            

g.工業纖維內窺鏡  IF2D5-12            

視野角度75度，視野深度為2mm到50mm，插入管直徑為2.4 mm。插入管長度為1200mm,光導纖維電纜長度為2000mm.            

4.2設備的主要功能介紹

• 內窺圖像編輯處理功能：可在液晶顯示器上和計算機上同時顯示9幅內窺圖像，用于用戶檢索、編輯、拷貝、刪除等處理。

• 內窺圖像延時暴光功能：自動或手動控制，長達500毫秒，用于在特別黑暗的環境下獲得明亮清晰的視頻內窺圖像。

• 圖像三維測量功能

IPLEX-2系列在進行雙目鏡測量時，改變了以往只能雙屏顯示圖像，而使圖像視場感覺較小（不便于觀察），而IPLEX-2系列在進行缺陷尋找時可以滿屏顯示圖像畫面，并且可以隨時在屏幕上得知鏡頭與被測物之間的距離(測量精度預警功能如圖1所示)，以便捕獲好的測量圖像，大大方便了測量操作，大大地提高了工作效率。

圖1 測量圖像預警

測量方式有：①距離模式（兩點之間的距離）、②點到線模式（點到線的距離）、③深度模式（點到面的距離）、④曲線與面積（非規則裂紋的總長或周長，在實現周長計算結果時可以自動得出面積）、⑤剖面圖（可以在屏幕上描繪出被測物的縱切面圖形）五種測量模式。非接觸式測量，無須被檢測物提供參照系，可以測量長度、寬度、深度、面積、距離（點到線距離），曲線長度、周長等,并可自動找出凹面中低點的位置。

• 在線控制

如圖2所示，可以控制計算機屏幕上顯示的手柄，

對工業內窺鏡探頭實現遠程控制。

5 內窺鏡的應用

5.1應用案例

1）某設備插座檢查^[3]                                    

圖2 在線控制

在插接某設備插頭時，由于操作空間不開敞，插頭基本處于盲插狀態，在插接前無法進行常規檢查，借助工業內窺鏡進行了檢查，發現插針彎曲問題，及時進行了校正，消除了安全隱患。

 2）艙內多余物查找

在飛船測試期間，不慎將一個插頭保護蓋掉入艙內，成為多余物。用工業內窺鏡不到兩個小時，就將多余物找到并取出。

此外，應用測量功能，完成了某次裝配間隙的測量，給出精確的調整墊片的尺寸，避免了原來進行多次重復試配、調整帶來的不便。還有許多案例，在此不一一列舉。

5.2應用體會

5.2.1 質量控制

工業內窺鏡技術在航天器總裝中的應用，目前還處于個案的時期，還缺少系統的應用環境和政策、制度方面的支持。在航天器總裝質量控制方面，雖有“三按三檢”、“*檢驗”的要求，但受部分航天器結構特點的制約，在操作盲區很難*實現*檢驗。工業內窺鏡這種新技術，為人的視力提供了視覺上的延伸，是解決航天器操作盲區質量、安全控制的很好的手段，相信在不久的將來可以成為航天器總裝檢驗的*手段。

5.2.2 影響內窺鏡檢查的幾個因素^[4]

在工業內窺鏡使用中，有四個基本因素是影響檢查質量的關鍵：檢查人員、內窺鏡設備、檢查對象及工作環境。

1）檢查人員應具備合適的視力，并經過與所從事工作遵守的標準相符的培訓和認證。檢查人員應能夠熟練操作內窺鏡設備，選用合適的儀器、工具及方法；熟悉飛船的產品結構、特征并能夠準確判定多余物可能存在的位置^[5]。

2）工業內窺鏡設備的性能和狀況決定其檢查能力和效果。工業內窺鏡設備應處于良好可用狀態，測量系統應按照操作手冊規定的方法和時間進行誤差校驗。

3）檢查對象應綜合考慮檢查對象的因素選擇適當的設備和方法。

4）工作環境應盡可能使檢查人員方便、舒適、不易疲勞，并符合儀器操作手冊對儀器工作環境的要求，防止因疲勞或環境因素造成檢查結果的誤判或損壞儀器^[6]。

此外，對于測量系統，還要考慮測量誤差。測量結果的誤差由系統誤差和隨機誤差造成。系統誤差是由于測量儀器和方法產生的，無法*消除，但可以通過合理的措施將其減低到小。在實際應用中，我們發現，測點位置的選取對于測量精度有很大的影響，這需要在工作中不斷的積累和摸索經驗^[7]。

6 小結

隨著對質量工作的越來越重視，設計、生產和檢驗部門都需要利用工業內窺鏡進行故障分析、工藝監測、多余物檢查以及裝配尺寸的測量等工作，其中IPLEX-2 SX型可測量工業內窺鏡檢測系統已經在我院飛船總裝質量控制工作中發揮了重要的作用，不僅保證了產品的質量，而且也取得了良好的社會效益

和經濟效益。對于工業內窺鏡在航天器總裝過程中的應用，我們還處于初級階段，需要不斷的總結經驗，以期形成一個系統和成熟的應用方案。

參考文獻

[1]Robert Dr.Nondestructive Testing Handbook.1994;(3):244～255

[2]GJB2204-94 衛星總裝通用規范

[3]Q/W973-2003《航天器用低頻電連接器插接于拔離技術要求》

[4] 伍頌 可測量視頻內窺鏡在無損檢測中的應用 宇航材料工藝 2000年 第3期

[5]QJ2589-96，工業內窺鏡操作使用方法與判定規則

[6]黃立德主編. 發動機制造技術. 宇航出版社

[7]陳國華 無損檢測檢出概率和缺陷尺寸分析規律的分析與評述 無損檢測，1997;8:1～4

作者簡介：

熊濤（1967-），男，北京人，高級工程師，從事載人飛船的總裝工藝技術工作 現工作于中國空間技術研究院