光學(xué)內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用

2021-12-09 10:58:47

目視檢測并不是只能憑借人眼視力,還可以借助一些檢測儀器的輔助,例如:光學(xué)內(nèi)窺鏡。光學(xué)內(nèi)窺鏡是一種孔探儀器,也稱直桿(硬桿/直管)內(nèi)窺鏡,將被測表面發(fā)出的光通過一系列透鏡傳導(dǎo)至操作者的眼睛內(nèi)。雖然光線是直接來自于被測表面,但是影像是通過管狀結(jié)構(gòu)間接觀察到的。

光學(xué)內(nèi)窺鏡

光學(xué)內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)

光學(xué)內(nèi)窺鏡的外觀主體是一個細長的桿狀物,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括:成像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、鏡體(管狀部分)、鏡身(手持部分)、以及末端組件組成,其中鏡體起到保護套的作用,可以增強整個設(shè)備的機械穩(wěn)定性,內(nèi)部放置有作為核心的透鏡系統(tǒng),可以包括物鏡、棱鏡等,為了滿足應(yīng)用的需求,還可以通過延長管彼此擰接的方式擴展整體長度。下圖是透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,也可以看出成像的原理。

光學(xué)內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)

視向和視野都是光學(xué)內(nèi)窺鏡的重要參數(shù),視向是指觀測的方向,視野則描述的是在不移動內(nèi)窺鏡的前提下可觀察到的區(qū)域范圍,通常認為大視野適合大面積觀察,較小視野則更適合觀察微小細節(jié)。不同的規(guī)格型號對應(yīng)不同的參數(shù)。下圖是不同視向的示意圖。

光學(xué)內(nèi)窺鏡視向示意圖

光學(xué)內(nèi)窺鏡的工作原理

主要是光學(xué)成像和傳輸,具體可以將工作原理概述為以下幾個步驟:

1. 將照明光線傳送到待測表面(光源可以固定在鏡體的直管上,也可以采用外部光源導(dǎo)光照明);

2. 待測表面的反射光由物鏡收集;

3. 反射光通過鏡體內(nèi)部的透鏡傳輸回來;

4. 操作者通過目鏡或外界觀測設(shè)備觀察圖像。

光學(xué)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用

因為具有小巧靈活、視向可調(diào)、全方位檢測等特點,光學(xué)內(nèi)窺鏡擅長檢查狹小空間或復(fù)雜孔縫。例如:作為成型工藝的鑄造過程,材料通常以流體狀態(tài)澆筑到鑄型空腔中,經(jīng)由該成型過程得到的鑄件,可能會有工藝相關(guān)的不連續(xù)性缺陷,而光學(xué)內(nèi)窺鏡可以在鑄件的緊湊結(jié)構(gòu)中,檢查表面不規(guī)則、錯型、縮孔、鑄造結(jié)疤、未熔合、澆不足、氣孔、裂紋、毛刺等。另外像發(fā)動機、燃氣輪機、齒輪箱、螺栓孔、以及生產(chǎn)組裝等過程都可以使用光學(xué)內(nèi)窺鏡觀察,在民航、石油化工、水電、風(fēng)能、機械制造、汽車、船舶等領(lǐng)域都有較多應(yīng)用。



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