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載人飛船總裝內(nèi)窺鏡應(yīng)用（下）
4 設(shè)備介紹
根據(jù)方案的特點(diǎn)，我們終選定OLYMPUS三維立體工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡，型號(hào)為IPLEX-2 SX，該型號(hào)為今年七月才面世的，是IPLEX-1 SX升級(jí)版。我們?yōu)槠鋰鴥?nèi)第1個(gè)用戶。
4.1設(shè)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(qiáng)套管，長度為：340mm/450mm,可把柔性電子視頻鏡轉(zhuǎn)換為硬桿內(nèi)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(jī)系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)：全內(nèi)置便攜式旅行箱設(shè)計(jì)，包括:光源、視頻處理器、內(nèi)置計(jì)算機(jī)、圖像存儲(chǔ)器、測量系統(tǒng)、工業(yè)內(nèi)窺鏡、操作手柄等。
體積：508mm×290mm×528mm（長×寬×高），
重量：工業(yè)內(nèi)窺鏡、操作手柄、顯示器、主機(jī)系統(tǒng)、機(jī)箱共重22KG。
主機(jī)系統(tǒng)電源指標(biāo)：適用于工業(yè)現(xiàn)場電源環(huán)境的專業(yè)設(shè)計(jì)，寬電壓、寬頻率，抗干擾性強(qiáng)。交流電壓110-240V、電流250VA、頻率50-400Hz自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)適應(yīng)。
主機(jī)系統(tǒng)光源指標(biāo)：奧林巴斯低能耗、高強(qiáng)度金屬鹵素?zé)艄庠?，功?0W，輸也強(qiáng)度3000流明，色溫7000K，光源中檔亮度。
工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)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(shù)據(jù)延長線4米長 （特殊定制）
g.工業(yè)纖維內(nèi)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(dǎo)纖維電纜長度為2000mm.
4.2設(shè)備的主要功能介紹
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內(nèi)窺圖像編輯處理功能：可在液晶顯示器上和計(jì)算機(jī)上同時(shí)顯示9幅內(nèi)窺圖像，用于用戶檢索、編輯、拷貝、刪除等處理。
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內(nèi)窺圖像延時(shí)暴光功能：自動(dòng)或手動(dòng)控制，長達(dá)500毫秒，用于在特別黑暗的環(huán)境下獲得明亮清晰的視頻內(nèi)窺圖像。
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圖像三維測量功能
IPLEX-2系列在進(jìn)行雙目鏡測量時(shí)，改變了以往只能雙屏顯示圖像，而使圖像視場感覺較?。ú槐阌谟^察），而IPLEX-2系列在進(jìn)行缺陷尋找時(shí)可以滿屏顯示圖像畫面，并且可以隨時(shí)在屏幕上得知鏡頭與被測物之間的距離(測量精度預(yù)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(yù)警
測量方式有：①距離模式（兩點(diǎn)之間的距離）、②點(diǎn)到線模式（點(diǎn)到線的距離）、③深度模式（點(diǎn)到面的距離）、④曲線與面積（非規(guī)則裂紋的總長或周長，在實(shí)現(xiàn)周長計(jì)算結(jié)果時(shí)可以自動(dòng)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(diǎn)到線距離），曲線長度、周長等,并可自動(dòng)找出凹面中低點(diǎn)的位置。
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在線控制
如圖2所示，可以控制計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的手柄，
對(duì)工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
5 內(nèi)窺鏡的應(yīng)用
5.1應(yīng)用案例
1）某設(shè)備插座檢查[3]
圖2 在線控制
在插接某設(shè)備插頭時(shí)，由于操作空間不開敞，插頭基本處于盲插狀態(tài)，在插接前無法進(jìn)行常規(guī)檢查，借助工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)插針彎曲問題，及時(shí)進(jìn)行了校正，消除了安全隱患。
2）艙內(nèi)多余物查找
在飛船測試期間，不慎將一個(gè)插頭保護(hù)蓋掉入艙內(nèi)，成為多余物。用工業(yè)內(nèi)窺鏡不到兩個(gè)小時(shí)，就將多余物找到并取出。
此外，應(yīng)用測量功能，完成了某次裝配間隙的測量，給出精確的調(diào)整墊片的尺寸，避免了原來進(jìn)行多次重復(fù)試配、調(diào)整帶來的不便。還有許多案例，在此不一一列舉。
5.2應(yīng)用體會(huì)
5.2.1 質(zhì)量控制
工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)在航天器總裝中的應(yīng)用，目前還處于個(gè)案的時(shí)期，還缺少系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和政策、制度方面的支持。在航天器總裝質(zhì)量控制方面，雖有“三按三檢”、“*檢驗(yàn)”的要求，但受部分航天器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的制約，在操作盲區(qū)很難*實(shí)現(xiàn)*檢驗(yàn)。工業(yè)內(nèi)窺鏡這種新技術(shù)，為人的視力提供了視覺上的延伸，是解決航天器操作盲區(qū)質(zhì)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(yàn)的*手段。
5.2.2 影響內(nèi)窺鏡檢查的幾個(gè)因素[4]
在工業(yè)內(nèi)窺鏡使用中，有四個(gè)基本因素是影響檢查質(zhì)量的關(guān)鍵：檢查人員、內(nèi)窺鏡設(shè)備、檢查對(duì)象及工作環(huán)境。
1）檢查人員應(yīng)具備合適的視力，并經(jīng)過與所從事工作遵守的標(biāo)準(zhǔn)相符的培訓(xùn)和認(rèn)證。檢查人員應(yīng)能夠熟練操作內(nèi)窺鏡設(shè)備，選用合適的儀器、工具及方法；熟悉飛船的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、特征并能夠準(zhǔn)確判定多余物可能存在的位置[5]。
2）工業(yè)內(nèi)窺鏡設(shè)備的性能和狀況決定其檢查能力和效果。工業(yè)內(nèi)窺鏡設(shè)備應(yīng)處于良好可用狀態(tài)，測量系統(tǒng)應(yīng)按照操作手冊(cè)規(guī)定的方法和時(shí)間進(jìn)行誤差校驗(yàn)。
3）檢查對(duì)象應(yīng)綜合考慮檢查對(duì)象的因素選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和方法。
4）工作環(huán)境應(yīng)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(cè)對(duì)儀器工作環(huán)境的要求，防止因疲勞或環(huán)境因素造成檢查結(jié)果的誤判或損壞儀器[6]。
此外，對(duì)于測量系統(tǒng)，還要考慮測量誤差。測量結(jié)果的誤差由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差造成。系統(tǒng)誤差是由于測量儀器和方法產(chǎn)生的，無法*消除，但可以通過合理的措施將其減低到小。在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)，測點(diǎn)位置的選取對(duì)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(jīng)驗(yàn)[7]。
6 小結(jié)
隨著對(duì)質(zhì)量工作的越來越重視，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)部門都需要利用工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行故障分析、工藝監(jiān)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(yè)內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)已經(jīng)在我院飛船總裝質(zhì)量控制工作中發(fā)揮了重要的作用，不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且也取得了良好的社會(huì)效益
和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于工業(yè)內(nèi)窺鏡在航天器總裝過程中的應(yīng)用，我們還處于初級(jí)階段，需要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以期形成一個(gè)系統(tǒng)和成熟的應(yīng)用方案。
參考文獻(xiàn)
[1]Robert Dr.Nondestructive Testing Handbook.1994;(3):244～255
[2]GJB2204-94 衛(wèi)星總裝通用規(guī)范
[3]Q/W973-2003《航天器用低頻電連接器插接于拔離技術(shù)要求》
[4] 伍頌 可測量視頻內(nèi)窺鏡在無損檢測中的應(yīng)用 宇航材料工藝 2000年 第3期
[5]QJ2589-96，工業(yè)內(nèi)窺鏡操作使用方法與判定規(guī)則
[6]黃立德主編. 發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù). 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(guī)律的分析與評(píng)述 無損檢測，1997;8:1～4
作者簡介：
熊濤（1967-），男，北京人，高級(jí)工程師，從事載人飛船的總裝工藝技術(shù)工作 現(xiàn)工作于中國空間技術(shù)研究院