


目視檢測與工業內窺鏡的曆史
寬泛地說,自從人類有了視覺,就有了目視檢測,觀測對象包括人類自身、包括大自然。但是本文要探討的則是相對狹義的——隸屬于無損檢測的目視檢測,本文介紹目視檢測與工業內窺鏡的曆史。
无损检测的历史是工业史的一部分。19世纪末20世纪初,美国率先在锅炉检测方面使用目视检测方法,检验员检查锅炉内部状况,并将没有腐蚀和裂纹的状况报告给公司,以便让公司放心。ASME锅炉壓力容器标准(1915)的第一版清晰的说明铸件目视检测接收标准是“无瑕疵,氧化皮和收缩裂纹”。
目視檢測的物理基礎是:光線引起的視覺刺激。檢測時往往根據缺陷的一些特征來識別,當不連續缺陷與周邊形成以下對比時,缺陷細節變得更加明顯,如:反射率的差異;顔色差異或變色。不同類型的對比可以單獨或共同/疊加出現。例如:裂紋的檢測通常是通過其與其他周圍環境之間的光反射差異形成的黑/白對比而被檢出的。一般的腐蝕可以用顔色的不同來識別,因爲腐蝕産物是有顔色的物質。應力腐蝕裂紋可能表現爲黑色/白色對比增強的有色腐蝕産品。
目視檢測可以檢測到的細節類型有:
- 不连续缺陷,如裂纹和孔洞;
- 形状偏差,如焊缝的过度强化;
- 表面粗造度或表面图案。
目视检测从应用之初,就贯穿于零部件或机器的“寿命”的所有阶段,包括制造期间和制造后,以及在使用期间定期进行。通常,目视检测分为两个步骤:1. 整体或一般的目视检测。2. 局部或详细的目视检测。第一步主要是整体检查筛查异常。当怀疑异常时,在第二步中,进一步对异常进行验证和表征,以确定这些异常时否可以接受或必须拒收。
隨著目視檢測的發展與應用,出現了可以延長人眼視線範圍和距離的工業內窺鏡,帮助人类更好地实现间接的、远程的目视检测。工業內窺鏡的历史起源于医学而非工业。內窺鏡(Endoscopy)——这个词来自希腊词语“往里看”——用在医院上表示观察人体内部结构。乔治·S·克拉姆顿(George S. Crampton)是一名有着工程师志向的医生,他把自己的经验从医学成功地运用到工业应用上。1921年,他发明了西屋公司的第一个內窺鏡,用于检查汽輪機内的不连续缺陷,例如裂纹。随后在1927年出现了检查枪孔内部的內窺鏡应用。在第二次世界大战期间,克拉姆顿还曾采用工業內窺鏡检查高射炮的炮孔、以支持陆军作战。
发展至今,目视检测以及工業內窺鏡都已有百年历史,光学直杆內窺鏡、光纤內窺鏡、工业视频內窺鏡,设备的种类、外观、原理、设计都发生了巨大的变化,从定性观察到定量分析,而且應用領域已经大为扩展。下个百年又会怎么样呢?
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