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浅谈影像内窥镜

为使用小于1/6'的感光芯片位于内窥镜轴端直接取像，经讯号传输线传送至监视器显像，因影像直接转成电气讯号所以内窥镜无法直接目视，照明采用LED位于轴端直接照明；优点为制造成本相对较低且与轴长无关，以屏幕观察轻松容易，能储存照片、录像为离线分析作依据；缺点为受限于感光芯片位于轴端，内窥镜轴径采用1/18”感光芯片较小只能达5.5mm（保证耐10m水压并集成高亮度LED灯）左右，如适当降低可靠性要求，可以做到3.8mm。另外耐环境性较差，容许耐温性及耐震性均不及光学视内窥镜，无法应用于各种场合。

内窥镜技术的原理是什么呢?

视频探头前端的三维相位扫描测量镜头上的两个可见光LED光栅矩阵，将频闪发射的矩形光栅多条平行阴影线交投影到被测物体表面上，由于物体表面几何形状的变化产生各种条纹，这些条纹就包含了物体表面的三维信息。由视频内窥探头前端的CCD摄像头获取条纹的图像信息，主机内的数据处理系统再对此进行扫描和运算处理，然后根据相应的数学转换模型和重构算法对物体的轮廓进行三维重构，即获得了被测物体表面的三维坐标数据，进而就可以进行各种测量模式的具体操作，获得测量结果。可更加准确的观察内部情况，这也是无损检测中一种重要的检测技术。

对内窥镜孔探图像进行测量是特征提取的***工作，是进行故障诊断的前提，传统的手工法测量缺陷尺寸时容易出错且工作效率较低.为了提高孔探检测的效率和准确性，实际孔探检测时，需要测量的对象往往是压气机叶片和涡轮叶片，这些零件常出现裂纹、掉块和挠曲的损伤，为了对损伤进行评估，需要对缺陷进行准确的测量。

内窥镜多种测量的比较分析

每一种测量方法都有很多测量模式，如长度、点到线、面积等等，这些模式在采用工业内窥镜进行民航发动机孔探工作当中都有着非常重要的应用。

对于长度（点到点)、折线长度(多线段)、面积的测量，单物镜阴影测量法、双物镜测量法和三维相位扫描测量法均可实现，但由于3D镜头的单视窗、广角设计，一次性有效测量区域是其他测量技术的两倍以上。对于发动机内较长的裂纹、划伤或者大面积的涂层脱落以及要确定损伤部位的相对位置等需要测量的缺陷或定位，采用三维相位扫描测量法有可能仅通过一次性操作即可获得准确的测量结果。

而采用双物镜进行分段测量时，特征点不易被找到，或者边界点不好确定，有时为了分区还需要不断通过导向操作来改变镜头角度。需要几次测量操作之后再将结果累加，不仅工作量增加而且很难保证测量精度。较大面积的涂层脱落情况(如图10所示)使用三维相位扫描测量法均能够通过一次测量得到准确、有效的缺陷数据。

内窥镜单物镜激光测量法

其后工业内窥镜出现的单物镜激光测量法也是一种单视窗的、理论上可测量30~50mm大尺寸的方法，同样不需要垂直于被测量缺陷所在的平面，并且其测量镜头的焦距较长，可以直接用来查找缺陷然后进行拍照测量，因此其在面世之初曾受关注。但在实际应用中，由于散落在缺陷上的激光点的数量相对有限，导致检测同一缺陷的测量数值的重复性相对较差而无法确认有效数据，特别是针对较小缺陷时这种情况就更加明显，所以这种测量方法目前在民航领域应用不多，在此就不做进一步分析了。