工作,缺陷,材料,部分,功能
提問: 內視技術指的是什么 問題補充: 我是一名大三學生，準備考研，在選專業時碰到有＂內視技術與信息處理技術＂這個專業，請問＂內視技術＂指的是什么？而這個專業具體涉及到了那些方面的知識？其前景如何？ 医师解答: 此答案由管理員代為選出內視鏡檢測技術在飛機發動機維修上的應用王緒智隨著航空科技的不斷發展，飛機及其相關子系統和組件的構造越來越復雜，對飛行安全的要求也越來越高。因此，各國在飛機的生產制造、使用、維護和維修過程中，都建立了一系列嚴格的監測檢驗程序，力圖通過提高飛機各子系統及其零部件的可靠性來保證其飛行安全。近年來，無損檢測技術在飛機上得到了廣泛運用，已成為飛機及其發動機檢查工作的最重要手段之一。目前被廣泛應用的無損檢測方法包括：熒光液滲檢測（fluore-scence Liquid Penetrate Testing）、磁粒檢測（Magnetic Particle Testing）、超音波檢測（Ultrasonic Testing）、射線檢測（Radio-graphic Testing）、渦電流檢測（Eddy Current Testing）和光學目視檢測（Optical Visual Testing）等六種。這六種檢測方法在飛機各子系統和零部件的檢測應用上，各有其特殊的功效，但在對機體/機翼或發動機內部深處進行檢查時，檢驗設備無法直接靠近該部位，必須首先拆解外部構件，不僅影響到檢測工作的進度，還要耗費大量的維修工時和成本。為了克服這些無損檢測方法存在的上述缺點，目前國外已開始利用遙視檢測（Remote Visual Inspection, RVI），或稱為內視鏡檢測技術，來對飛機和發動機的內部進行檢測。這種檢測方法是利用光纖作為光源，使用剛性的或柔軟的內視鏡和攝影器材等設備，通過飛機和發動機上預留的檢查孔，對飛機和發動機的內部表面進行檢測。應用內視鏡檢測方法，可以減少飛機和發動機在維護/維修中不必要的拆裝工作，降低維修人員、工時和器材的耗損，提高飛機維修的效率和質量，并降低修護成本。一、內視鏡系統的種類和功能目前在飛機/發動機維修檢查中最常用的內視鏡系統，大致可分為：剛性內視鏡（Rigid Borescope）、軟式光纖內視鏡（Flexible Fiber scope）、視頻圖像內視鏡（Video image scope）、熒光光纖內視鏡（Fluorescent Fiber scope）和修磨內視鏡（Blending Scope）等五種。1、剛性內視鏡剛性內視鏡主要是利用安裝在一個直的不銹鋼管套內的一系列透鏡，或是由一束套在細鋼管中的石英纖維來傳送檢查中拍攝的圖像。在這個鋼管中還安裝有用來將光線從光源引導至檢查點的光纖。為了便于從各個角度開展檢查，剛性內視鏡的檢測鏡頭通常是活動的或可更換的。有些剛性內視鏡還具有掃描控制（Scanning Control）能力，可以通過持續變化掃描方向，或是利用可調整的棱鏡，在不須移動眼睛位置或轉移光纜的情況下，迅速以較大的視角來進行檢測工作。2、軟式光纖內視鏡軟式光纖內視鏡使用兩組光纖光束（Fiberoptic Optical Bundle），分別是圖像光纖光束和照明光纖光束，共同設置在一個可彎曲的伸入軟管中。對于一般的軟式光纖內視鏡，主要的組成部分包括插入部分（含前端部分、彎曲部分和柔軟部分）、控制部分和目鏡。此外，圖像傳導纖維、光導纖維和檢測角度控制絞線也都安裝在伸入軟管內。由軟式光纖內視鏡末端的物鏡（Objective Lens）所捕捉到的受檢物體圖像，將不象剛性內視鏡那樣由一系列透鏡傳送，而是由一個特別的光纖束（稱為圖像束（Image Bundle））傳回到目鏡（Eye piece），供檢查者進行觀測之用。軟式光纖內視鏡主要是利用高品質玻璃纖維束來提供圖像傳輸功能，圖像分辨率的好壞取決于光纖的品質。由于軟式光纖內視鏡的鏡體柔軟且可彎曲，因此可以容易地通過導管伸入到不易接近的拐角部位，進行檢測工作。其應用要比剛性內視鏡更靈活。例如，在檢測發動機中高溫、高壓的渦輪葉片時，可以將軟式光纖內視鏡通過燃燒筒的檢查孔導入，從而完成檢查，而剛性內視鏡則無法完成這類任務。目前各國使用的軟式光纖內視鏡的直徑范圍在0.6~13.5毫米之間，工作長度（Working Length）在1~6米不等。近年來隨著光學技術的發展，軟式光纖內視鏡已經開始使用高密度玻璃纖維束，可提供非常明亮、清晰的圖像。同時，這種內視鏡的檢測鏡頭，除了可以像剛性內視鏡那樣根據需要更換合適角度的鏡頭外，還可利用控制器來（朝2個或4個方向）調整彎曲段末端的角度（最大可達120度）。另外，國外最新型的軟式光纖內視鏡采用了錐形鏡管（Tapered Flex），能夠插入多重彎曲的管路中，使檢測工作更加方便。3、電子圖像內視鏡這類內視鏡系統主要是利用超小型的電荷耦合器件（Charge Coupled Devices, CCD）來實現圖像的傳輸，它是將物鏡所獲取的圖像先轉換成電子信號，再將其傳導到圖像控制器，并使圖像呈現在監視器的銀幕上，使檢查者可通過彩色監視器觀看到高分辨率的檢測圖像。電子圖像內視鏡可使用電池提供能源，其操作使用效果要超過前述兩種內視鏡，并有輕巧、攜帶方便的優點，此外，這種內視鏡的圖像清晰度和工作距離均優于光纖內視鏡。目前國際上最新型的電子圖像內視鏡安裝了最新開發的光學鏡頭和電荷耦合器件，大幅提高了圖像分辨率。不僅可通過光學接頭所指示的方向和視角來精確地量測距離，還可以同時以直視和側視的角度觀察飛機發動機的內部。此外，這種內視鏡可將小型麥克風安裝在控制部的前端，當內視鏡與錄音裝置連接后，聲音即可與攝影機的圖像結合在一起。同時，這一新型電子內視鏡可任意向上、下、左、右四個方向彎曲，且每個方向彎曲的角度可達150度。在該型內視鏡的控制器上共設計了五個按鍵，只須用拇指按壓即可完成圖像定格、電子變焦、全景圖像、圖像加強和亮度調整等功能。其彎曲段的制造材料已不再是傳統使用的不銹鋼織帶，而是使用了鎢織帶，其構造更加牢固。該內視鏡在插入部位采用了獨特的錐形結構，使其前端部分柔軟且堅固，能容易地插入并接近檢測點進行檢測。這種最新型的電子圖像內視鏡，除了可提供清晰的圖像外，還有其它的使用功能，其中之一就是對問題進行立體測量，其操作和人眼有著相同的原理，即利用左、右兩邊的物鏡去觀察同一個物體的圖像，再計算出物體與各鏡頭的距離。當該物體的圖像呈映在左、右鏡頭上時，可利用三角測量原理，自動計算出物體（或缺陷）的實際尺寸。此外，該型電子內視鏡也具有圖像儲存和傳送功能，可通過E-mail將圖像數據傳送到各相關人員的筆記本電腦上，使他們可以隨時隨地進行缺陷的分析工作，而使飛機維護/維修的檢查工作更加方便。 4、熒光光纖內視鏡在金屬物體表面上使用熒光（或染色）滲透液，來檢查微小的裂紋和瑕疵，是各國工業界使用的傳統無損檢測方式。目前一些先進國家的飛機制造和修理廠商將前面介紹的內視鏡技術與傳統的液滲檢測法相結合，開發了紫外線遙視檢測（Ultraviolet -RVI）系統，也稱為熒光光纖內視鏡，用來檢查一般眼睛無法（或不易）看到的飛機/發動機內部的細微裂紋缺陷。熒光光纖內視鏡的基本原理是，當某些物質被紫外光照射時，就會有熒光反應，而且可以很容易地被觀測到。利用這一原理，在檢測中，將熒光（染色）液滲劑涂抹在物體表面上，在清除過量的滲透染劑并涂上顯影劑后，用黑光燈照射該處，就可看出表面上發絲狀的細小裂紋。這種內視鏡檢測系統除了具有上述內視鏡的相關功能外，還可由物鏡前端噴出壓縮空氣、水、熒光滲透液和顯影劑等螢光檢測所需材料，以及黑光燈的光源。5、修磨內視鏡在飛機維修中，非定期的發動機拆裝、維修最為浪費工時和成本，但其往往又是一個不可避免的維修過程。即使是按照最嚴格的標準設計/制造的現代渦輪發動機，在使用中也無法保證不會受到損傷。造成發動機非定期拆裝的主要原因之一，就是高壓壓縮機（HPC）的葉片受到外物的損壞。長期以來，當飛機發動機受到外物的損壞時，必須將其從飛機上卸下并拆解維修，受損的葉片更換或修理完畢后，再組裝回去，并運往試車室（或試車臺）進行試車。這種維修會花費大量的人力、工時和材料，造成維修成本的增加。近年來一些發達國家的航空工業部門研究成功了一種兼具檢測和維修雙重功能的修磨內視鏡系統，其構造和傳統的剛性內視鏡相似，只是在剛性內視鏡鏡管的最前端加裝一個磨頭插座，可根據需要安裝不同的磨頭，以及調整適當的工作角度。該內視鏡有一個側向鏡頭，除可用于一般的檢測外，還可讓檢查者直接利用肉眼或電子顯像方式，來監視磨頭進行修磨工作的情況。在修磨內視鏡中有一個極小的電動機，可以用每分鐘數千轉的轉速，來驅動該磨頭的運轉，并且根據實際需要調整適當的轉速。其配備的各種不同長度、可更換的磨頭，可分別用于進行切割、研磨、磨光和擦亮等維修工作，使整個修護工作能在不拆解任何發動機外部構件的情況下完成，從而顯著降低維修工時和成本。總體而言，這種修磨內視鏡設備具有以下優點：優異的圖像品質和理想的視角；操作上的高精度；可容易地更換不同的磨頭，提高維修的靈活程度；可容易地測量和判斷機件損壞情況和修磨維修的結果；磨頭轉速和觀察位置可根據所使用的磨頭的長度進行適當調整；可直接用肉眼或電子圖像系統進行檢測和監視修磨工作的進行情況；設計簡單、體積小、重量輕、攜帶方便等。二、內視鏡檢測的特點從以上各種內視鏡系統的功能介紹可以看出，內視鏡檢測技術可使檢查者容易地觀察到飛機/發動機的內部機件和結構的缺陷情況，而這些是無法用肉眼直接看見的。因此，內視鏡檢測技術可以看成是眼睛在視力上的延伸。但內視鏡檢測的優點并不僅限于此，它可以將檢測點處的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色圖像傳送回來，并可利用電子圖像的方式將其捕捉、增強、分析和存儲，以做為檢測人員后續維修工作的參考。而修磨內視鏡則進一步將檢測和維修兩種功能合二為一，大幅度提高了內視鏡系統在飛機維修上的使用效能，因此，其在未來飛機/發動機的檢測和修護方面，具有巨大的發展潛力。內視鏡系統一般使用于飛機以下部位的檢查：發動機（含進氣風扇、壓縮機的渦輪葉片、燃燒筒、齒輪箱和滑油箱等），機體各部位（含機身、機翼、起落架系統、垂直/水平尾翼等），以及其它無法直接由目視觀察到的部位。檢查的項目以機件受到外物損傷、腐蝕、硫化、磨損、裂紋和污染物的影響為主。在使用內視鏡進行檢測時，首先應考慮以下幾個因素，做為選用內視鏡設備的依據：1、檢查伸入孔的大小。檢查伸入孔的尺寸大小，將會限制內視鏡鏡管直徑（或工作直徑）的大小。2、檢測點的接近路徑。如果通往檢測點的接近路徑是直線型的，則比較適合采用剛性內視鏡來進行檢測工作；如果是彎曲（或曲折）的接近通路，就必須選用軟式光纖內視鏡或電子圖像內視鏡。3、檢查伸入孔的位置。在檢測時，必須將內視鏡的物鏡伸入到足夠接近檢測點（或受檢物）的位置，才能開展檢測工作。檢查伸入孔的位置將決定內視鏡的觀測方向、接近路線和工作長度的選取。如果在檢查入口沒有足夠的伸展空間，則檢驗者可能需要一個與目鏡連接的調整器，以獲得最合適的觀測角度。4、物鏡到受檢物的距離。無論是使用標準的還是高強度的光源，物鏡到受檢物之間的距離遠近，都將會直接影響照明的需求量，而且，物鏡也需利用最佳的視角，來獲得最好的圖像分辨率和最大的放大率。5、缺陷的大小。受檢物的缺陷大小差異很大，既有細如發絲的裂紋，也有較大的損壞裂痕。這些缺陷的尺寸大小，是選擇內視鏡的放大率、視角、聚焦能力和鏡片分辨率的重要參考因素，以便能獲得合適而清晰的缺陷圖像。在通常情況下，較大的視角可以較快地掃描大的范圍，并且可避免在檢測時丟失部分受檢物圖像的情況。6、受檢物的輪廓大小。受檢物的輪廓包括整個受檢物體、裂痕或裂紋，以及變形等部分的大小，這是確定視角和光源亮度的最重要因素之一。如果受檢物處于檢測區域的長度過長或太深，則受檢物的某些部位可能會在不同的平面上，故所采用的內視鏡系統必須具備足夠的調焦功能，以便可以在一個固定位置上，能夠很清楚地捕捉到不同距離或深度的受檢物圖像，并完整地傳送給檢驗者。7、光線的反射率（Reflectivity）。對于那些涂抹了碳涂料的漆黑物體表面而言，由于其光線反射率較差，因此需要較強的照明效果，才能獲得較佳的受檢物圖像。三、可使用內視鏡進行檢查的缺陷在進行飛機發動機的維護檢查時，最常見的缺陷大致有：外物損傷、硫化、裂紋和燒損四種，這四種缺陷均可通過內視鏡進行檢查。1、外物損傷在飛機發動機的維護檢查中，對因外物而造成的各種損傷進行檢查和處理，是飛機使用期間耗費維修人力、物力最多的問題。造成外物損傷的原因主要是發動機吸入了松脫的金屬螺帽或鉚釘、冰雹、破碎的鋪路材料（碎石和水泥塊），以及遭受鳥的撞擊等。2、硫化（Sulfidation）所謂的“硫化”就是金屬的高溫腐蝕現象。這一現象經常發生在渦輪發動機的表面上，其原因是由于金屬（主要是鉻元素）和硫化鈉在機件表面發生化學反應造成的。長期的化學反應后將導致涂層逐步發生氧化，造成涂層脫落，隨后進一步腐蝕金屬表面，使金屬表面呈現粗糙不平，進而深入金屬內部，使其結構徹底損壞。與金屬發生反應的硫化鈉是在發動機使用過程中，硫酸鹽與鈉元素受熱而產生的。通常情況下，硫化現象從開始發生到機件表面完全損壞為止，大致可分為以下五級：一級——涂層表面出現起泡現象。二級——起泡區域開始擴大，并產生剝離現象。三級——剝離現象擴大形成塊狀脫落。四級——腐蝕情況已傷及金屬母體。五級——金屬母體被穿透。當發生一到三級的情況時，機件還可繼續使用，到發生四級以上情況時，則必須將其更換，否則將可能產生安全性后果。3、裂紋（Crack）金屬材料經常會因為遭受超負荷或震動所產生的嚴重應力（包括壓力、拉力和剪切力），而導致斷裂，即出現裂紋。飛機發動機部件發生裂紋的主要原因除突然遭受嚴重超過正常負荷的應力外，機件內因存在尖角、雜物、銹蝕，以及各螺栓的緊度不夠造成震動等原因組合在一起，也會產生很強的應力集中，導致裂紋發生。另外，還有一種疲勞裂紋（Fatigue Crack），這種裂紋不是由于遭受非常強大的應力集中造成的，而是當機件內存在不大的應力但該應力反復作用時，導致在一個或幾個小的區域內，材料的強度不斷降低，最終出現裂紋的現象。疲勞裂紋通常從應力集中處開始延伸，當應力大小屬于正常應力范圍，但超過材料的剩余強度時，將導致材料斷裂。4、燒損（Burnning）當機件的材料結構遭受無法承受的較高溫度時，會因為快速的氧化作用而直接毀損金屬材料。通常情況下，金屬材料在燒損之前，首先會改變顏色，其表面顏色的變化依次為紅色、紫色、紫黑色和純黑色，最后達到穿孔或完全燒毀的程度。通過對燒損部位的缺陷尺寸進行測量，可供檢查人員判斷是否應將其更換。四、使用內視鏡進行檢測的主要效益在飛機和發動機的維護和維修過程中，尤其是在發動機部分的維修檢查中，內視鏡檢測是相當重要的一種手段。飛機的發動機不但具有非常復雜的構造，而且必須承受極高的應力、長時間的高速運轉（通常高達每分鐘2000轉的速度），并承受極高溫（高于多數金屬的溶點溫度）的燃氣所產生的大量能量。同時，某些飛機的發動機需要以大約每秒1000磅的壓縮速率來壓縮空氣，因此，其壓縮機葉片的葉尖會達到非常高的速度。在以上運轉條件下，不論發動機的結構有多么堅固，都有可能會發生外物損壞、腐蝕、浸蝕、硫化、熱退化、裂痕（紋）和變形等情況，對飛機的飛行安全造成隱患。而且，這些缺陷大多位于機內難以接近的地方，增加了檢查/維修的難度。使用內視鏡系統進行檢查，能夠有效地增加飛機/發動機系統的可靠性，適時預防（或降低）發生意外事件的可能性，促進飛機的飛行安全。從以色列薩斯納（Cessna）飛機公司在其TFE-731型發動機渦輪的檢查中使用內視鏡的情況，可以看出內視鏡給飛機發動機檢測帶來的巨大好處。在各國飛機廠商進行渦輪發動機葉片的檢查時，主要是使用顯微鏡來進行，因為只有這樣才能達到制造廠商嚴格的規范要求。但是，每臺TFE-731型發動機上有236個渦輪葉片，檢查人員使用顯微鏡對這些渦輪葉片的邊緣進行檢測時，往往需要彎著身子持續工作好幾個小時，這對工作者來說是一件極為漫長、沉悶而辛苦的工作。如果使用電子圖像內視鏡來執行上述工作，則檢測人員可以通過監視器的屏幕，在舒適的位置上觀看渦輪葉片的檢查情況，極大地緩解了檢查人員的疲勞程度。電子圖像內視鏡除了能把被檢物的圖像通過其末端的電子感應器傳送到監視器外，其鏡片的光學設計還可提供約20倍的放大能力，從而增強檢查工作中的觀察效果。如果使用傳統的顯微鏡來執行檢測，檢測人員通常要花上2至3小時，才能將所有渦輪葉片檢查完畢，而使用電子圖像內視鏡檢測系統之后，所需時間將縮短至一個多小時，并且可以讓一組人員同時進行多項相關的檢查工作，從而大幅度提高維護檢查的工作效率。除上述優點外，內視鏡檢測系統還可以大幅度節省飛機的維修成本。根據以色列某航空公司的統計報告指出，在其沒有使用內視鏡檢測系統之前，完成一臺發動機的檢測工作，要花費1200個人工-小時，并且讓待檢修的發動機長時間處于停工狀態。自從采用光纖內視鏡和電子圖像設備進行檢測之后，其所需的檢測工時僅要4個人工-小時，僅為原來的三百分之一，可使每臺發動機的維修成本節省20萬美元，大幅度降低了該公司的總營運成本。
提問: 內視技術指的是什么 問題補充: 我是一名大三學生，準備考研，在選專業時碰到有＂內視技術與信息處理技術＂這個專業，請問＂內視技術＂指的是什么？而這個專業具體涉及到了那些方面的知識？其前景如何？ 医师解答: 此答案由管理員代為選出內視鏡檢測技術在飛機發動機維修上的應用王緒智隨著航空科技的不斷發展，飛機及其相關子系統和組件的構造越來越復雜，對飛行安全的要求也越來越高。因此，各國在飛機的生產制造、使用、維護和維修過程中，都建立了一系列嚴格的監測檢驗程序，力圖通過提高飛機各子系統及其零部件的可靠性來保證其飛行安全。近年來，無損檢測技術在飛機上得到了廣泛運用，已成為飛機及其發動機檢查工作的最重要手段之一。目前被廣泛應用的無損檢測方法包括：熒光液滲檢測（fluore-scence Liquid Penetrate Testing）、磁粒檢測（Magnetic Particle Testing）、超音波檢測（Ultrasonic Testing）、射線檢測（Radio-graphic Testing）、渦電流檢測（Eddy Current Testing）和光學目視檢測（Optical Visual Testing）等六種。這六種檢測方法在飛機各子系統和零部件的檢測應用上，各有其特殊的功效，但在對機體/機翼或發動機內部深處進行檢查時，檢驗設備無法直接靠近該部位，必須首先拆解外部構件，不僅影響到檢測工作的進度，還要耗費大量的維修工時和成本。為了克服這些無損檢測方法存在的上述缺點，目前國外已開始利用遙視檢測（Remote Visual Inspection, RVI），或稱為內視鏡檢測技術，來對飛機和發動機的內部進行檢測。這種檢測方法是利用光纖作為光源，使用剛性的或柔軟的內視鏡和攝影器材等設備，通過飛機和發動機上預留的檢查孔，對飛機和發動機的內部表面進行檢測。應用內視鏡檢測方法，可以減少飛機和發動機在維護/維修中不必要的拆裝工作，降低維修人員、工時和器材的耗損，提高飛機維修的效率和質量，并降低修護成本。一、內視鏡系統的種類和功能目前在飛機/發動機維修檢查中最常用的內視鏡系統，大致可分為：剛性內視鏡（Rigid Borescope）、軟式光纖內視鏡（Flexible Fiber scope）、視頻圖像內視鏡（Video image scope）、熒光光纖內視鏡（Fluorescent Fiber scope）和修磨內視鏡（Blending Scope）等五種。1、剛性內視鏡剛性內視鏡主要是利用安裝在一個直的不銹鋼管套內的一系列透鏡，或是由一束套在細鋼管中的石英纖維來傳送檢查中拍攝的圖像。在這個鋼管中還安裝有用來將光線從光源引導至檢查點的光纖。為了便于從各個角度開展檢查，剛性內視鏡的檢測鏡頭通常是活動的或可更換的。有些剛性內視鏡還具有掃描控制（Scanning Control）能力，可以通過持續變化掃描方向，或是利用可調整的棱鏡，在不須移動眼睛位置或轉移光纜的情況下，迅速以較大的視角來進行檢測工作。2、軟式光纖內視鏡軟式光纖內視鏡使用兩組光纖光束（Fiberoptic Optical Bundle），分別是圖像光纖光束和照明光纖光束，共同設置在一個可彎曲的伸入軟管中。對于一般的軟式光纖內視鏡，主要的組成部分包括插入部分（含前端部分、彎曲部分和柔軟部分）、控制部分和目鏡。此外，圖像傳導纖維、光導纖維和檢測角度控制絞線也都安裝在伸入軟管內。由軟式光纖內視鏡末端的物鏡（Objective Lens）所捕捉到的受檢物體圖像，將不象剛性內視鏡那樣由一系列透鏡傳送，而是由一個特別的光纖束（稱為圖像束（Image Bundle））傳回到目鏡（Eye piece），供檢查者進行觀測之用。軟式光纖內視鏡主要是利用高品質玻璃纖維束來提供圖像傳輸功能，圖像分辨率的好壞取決于光纖的品質。由于軟式光纖內視鏡的鏡體柔軟且可彎曲，因此可以容易地通過導管伸入到不易接近的拐角部位，進行檢測工作。其應用要比剛性內視鏡更靈活。例如，在檢測發動機中高溫、高壓的渦輪葉片時，可以將軟式光纖內視鏡通過燃燒筒的檢查孔導入，從而完成檢查，而剛性內視鏡則無法完成這類任務。目前各國使用的軟式光纖內視鏡的直徑范圍在0.6~13.5毫米之間，工作長度（Working Length）在1~6米不等。近年來隨著光學技術的發展，軟式光纖內視鏡已經開始使用高密度玻璃纖維束，可提供非常明亮、清晰的圖像。同時，這種內視鏡的檢測鏡頭，除了可以像剛性內視鏡那樣根據需要更換合適角度的鏡頭外，還可利用控制器來（朝2個或4個方向）調整彎曲段末端的角度（最大可達120度）。另外，國外最新型的軟式光纖內視鏡采用了錐形鏡管（Tapered Flex），能夠插入多重彎曲的管路中，使檢測工作更加方便。3、電子圖像內視鏡這類內視鏡系統主要是利用超小型的電荷耦合器件（Charge Coupled Devices, CCD）來實現圖像的傳輸，它是將物鏡所獲取的圖像先轉換成電子信號，再將其傳導到圖像控制器，并使圖像呈現在監視器的銀幕上，使檢查者可通過彩色監視器觀看到高分辨率的檢測圖像。電子圖像內視鏡可使用電池提供能源，其操作使用效果要超過前述兩種內視鏡，并有輕巧、攜帶方便的優點，此外，這種內視鏡的圖像清晰度和工作距離均優于光纖內視鏡。目前國際上最新型的電子圖像內視鏡安裝了最新開發的光學鏡頭和電荷耦合器件，大幅提高了圖像分辨率。不僅可通過光學接頭所指示的方向和視角來精確地量測距離，還可以同時以直視和側視的角度觀察飛機發動機的內部。此外，這種內視鏡可將小型麥克風安裝在控制部的前端，當內視鏡與錄音裝置連接后，聲音即可與攝影機的圖像結合在一起。同時，這一新型電子內視鏡可任意向上、下、左、右四個方向彎曲，且每個方向彎曲的角度可達150度。在該型內視鏡的控制器上共設計了五個按鍵，只須用拇指按壓即可完成圖像定格、電子變焦、全景圖像、圖像加強和亮度調整等功能。其彎曲段的制造材料已不再是傳統使用的不銹鋼織帶，而是使用了鎢織帶，其構造更加牢固。該內視鏡在插入部位采用了獨特的錐形結構，使其前端部分柔軟且堅固，能容易地插入并接近檢測點進行檢測。這種最新型的電子圖像內視鏡，除了可提供清晰的圖像外，還有其它的使用功能，其中之一就是對問題進行立體測量，其操作和人眼有著相同的原理，即利用左、右兩邊的物鏡去觀察同一個物體的圖像，再計算出物體與各鏡頭的距離。當該物體的圖像呈映在左、右鏡頭上時，可利用三角測量原理，自動計算出物體（或缺陷）的實際尺寸。此外，該型電子內視鏡也具有圖像儲存和傳送功能，可通過E-mail將圖像數據傳送到各相關人員的筆記本電腦上，使他們可以隨時隨地進行缺陷的分析工作，而使飛機維護/維修的檢查工作更加方便。 4、熒光光纖內視鏡在金屬物體表面上使用熒光（或染色）滲透液，來檢查微小的裂紋和瑕疵，是各國工業界使用的傳統無損檢測方式。目前一些先進國家的飛機制造和修理廠商將前面介紹的內視鏡技術與傳統的液滲檢測法相結合，開發了紫外線遙視檢測（Ultraviolet -RVI）系統，也稱為熒光光纖內視鏡，用來檢查一般眼睛無法（或不易）看到的飛機/發動機內部的細微裂紋缺陷。熒光光纖內視鏡的基本原理是，當某些物質被紫外光照射時，就會有熒光反應，而且可以很容易地被觀測到。利用這一原理，在檢測中，將熒光（染色）液滲劑涂抹在物體表面上，在清除過量的滲透染劑并涂上顯影劑后，用黑光燈照射該處，就可看出表面上發絲狀的細小裂紋。這種內視鏡檢測系統除了具有上述內視鏡的相關功能外，還可由物鏡前端噴出壓縮空氣、水、熒光滲透液和顯影劑等螢光檢測所需材料，以及黑光燈的光源。5、修磨內視鏡在飛機維修中，非定期的發動機拆裝、維修最為浪費工時和成本，但其往往又是一個不可避免的維修過程。即使是按照最嚴格的標準設計/制造的現代渦輪發動機，在使用中也無法保證不會受到損傷。造成發動機非定期拆裝的主要原因之一，就是高壓壓縮機（HPC）的葉片受到外物的損壞。長期以來，當飛機發動機受到外物的損壞時，必須將其從飛機上卸下并拆解維修，受損的葉片更換或修理完畢后，再組裝回去，并運往試車室（或試車臺）進行試車。這種維修會花費大量的人力、工時和材料，造成維修成本的增加。近年來一些發達國家的航空工業部門研究成功了一種兼具檢測和維修雙重功能的修磨內視鏡系統，其構造和傳統的剛性內視鏡相似，只是在剛性內視鏡鏡管的最前端加裝一個磨頭插座，可根據需要安裝不同的磨頭，以及調整適當的工作角度。該內視鏡有一個側向鏡頭，除可用于一般的檢測外，還可讓檢查者直接利用肉眼或電子顯像方式，來監視磨頭進行修磨工作的情況。在修磨內視鏡中有一個極小的電動機，可以用每分鐘數千轉的轉速，來驅動該磨頭的運轉，并且根據實際需要調整適當的轉速。其配備的各種不同長度、可更換的磨頭，可分別用于進行切割、研磨、磨光和擦亮等維修工作，使整個修護工作能在不拆解任何發動機外部構件的情況下完成，從而顯著降低維修工時和成本。總體而言，這種修磨內視鏡設備具有以下優點：優異的圖像品質和理想的視角；操作上的高精度；可容易地更換不同的磨頭，提高維修的靈活程度；可容易地測量和判斷機件損壞情況和修磨維修的結果；磨頭轉速和觀察位置可根據所使用的磨頭的長度進行適當調整；可直接用肉眼或電子圖像系統進行檢測和監視修磨工作的進行情況；設計簡單、體積小、重量輕、攜帶方便等。二、內視鏡檢測的特點從以上各種內視鏡系統的功能介紹可以看出，內視鏡檢測技術可使檢查者容易地觀察到飛機/發動機的內部機件和結構的缺陷情況，而這些是無法用肉眼直接看見的。因此，內視鏡檢測技術可以看成是眼睛在視力上的延伸。但內視鏡檢測的優點并不僅限于此，它可以將檢測點處的缺陷以清晰、高分辨率的完整、彩色圖像傳送回來，并可利用電子圖像的方式將其捕捉、增強、分析和存儲，以做為檢測人員后續維修工作的參考。而修磨內視鏡則進一步將檢測和維修兩種功能合二為一，大幅度提高了內視鏡系統在飛機維修上的使用效能，因此，其在未來飛機/發動機的檢測和修護方面，具有巨大的發展潛力。內視鏡系統一般使用于飛機以下部位的檢查：發動機（含進氣風扇、壓縮機的渦輪葉片、燃燒筒、齒輪箱和滑油箱等），機體各部位（含機身、機翼、起落架系統、垂直/水平尾翼等），以及其它無法直接由目視觀察到的部位。檢查的項目以機件受到外物損傷、腐蝕、硫化、磨損、裂紋和污染物的影響為主。在使用內視鏡進行檢測時，首先應考慮以下幾個因素，做為選用內視鏡設備的依據：1、檢查伸入孔的大小。檢查伸入孔的尺寸大小，將會限制內視鏡鏡管直徑（或工作直徑）的大小。2、檢測點的接近路徑。如果通往檢測點的接近路徑是直線型的，則比較適合采用剛性內視鏡來進行檢測工作；如果是彎曲（或曲折）的接近通路，就必須選用軟式光纖內視鏡或電子圖像內視鏡。3、檢查伸入孔的位置。在檢測時，必須將內視鏡的物鏡伸入到足夠接近檢測點（或受檢物）的位置，才能開展檢測工作。檢查伸入孔的位置將決定內視鏡的觀測方向、接近路線和工作長度的選取。如果在檢查入口沒有足夠的伸展空間，則檢驗者可能需要一個與目鏡連接的調整器，以獲得最合適的觀測角度。4、物鏡到受檢物的距離。無論是使用標準的還是高強度的光源，物鏡到受檢物之間的距離遠近，都將會直接影響照明的需求量，而且，物鏡也需利用最佳的視角，來獲得最好的圖像分辨率和最大的放大率。5、缺陷的大小。受檢物的缺陷大小差異很大，既有細如發絲的裂紋，也有較大的損壞裂痕。這些缺陷的尺寸大小，是選擇內視鏡的放大率、視角、聚焦能力和鏡片分辨率的重要參考因素，以便能獲得合適而清晰的缺陷圖像。在通常情況下，較大的視角可以較快地掃描大的范圍，并且可避免在檢測時丟失部分受檢物圖像的情況。6、受檢物的輪廓大小。受檢物的輪廓包括整個受檢物體、裂痕或裂紋，以及變形等部分的大小，這是確定視角和光源亮度的最重要因素之一。如果受檢物處于檢測區域的長度過長或太深，則受檢物的某些部位可能會在不同的平面上，故所采用的內視鏡系統必須具備足夠的調焦功能，以便可以在一個固定位置上，能夠很清楚地捕捉到不同距離或深度的受檢物圖像，并完整地傳送給檢驗者。7、光線的反射率（Reflectivity）。對于那些涂抹了碳涂料的漆黑物體表面而言，由于其光線反射率較差，因此需要較強的照明效果，才能獲得較佳的受檢物圖像。三、可使用內視鏡進行檢查的缺陷在進行飛機發動機的維護檢查時，最常見的缺陷大致有：外物損傷、硫化、裂紋和燒損四種，這四種缺陷均可通過內視鏡進行檢查。1、外物損傷在飛機發動機的維護檢查中，對因外物而造成的各種損傷進行檢查和處理，是飛機使用期間耗費維修人力、物力最多的問題。造成外物損傷的原因主要是發動機吸入了松脫的金屬螺帽或鉚釘、冰雹、破碎的鋪路材料（碎石和水泥塊），以及遭受鳥的撞擊等。2、硫化（Sulfidation）所謂的“硫化”就是金屬的高溫腐蝕現象。這一現象經常發生在渦輪發動機的表面上，其原因是由于金屬（主要是鉻元素）和硫化鈉在機件表面發生化學反應造成的。長期的化學反應后將導致涂層逐步發生氧化，造成涂層脫落，隨后進一步腐蝕金屬表面，使金屬表面呈現粗糙不平，進而深入金屬內部，使其結構徹底損壞。與金屬發生反應的硫化鈉是在發動機使用過程中，硫酸鹽與鈉元素受熱而產生的。通常情況下，硫化現象從開始發生到機件表面完全損壞為止，大致可分為以下五級：一級——涂層表面出現起泡現象。二級——起泡區域開始擴大，并產生剝離現象。三級——剝離現象擴大形成塊狀脫落。四級——腐蝕情況已傷及金屬母體。五級——金屬母體被穿透。當發生一到三級的情況時，機件還可繼續使用，到發生四級以上情況時，則必須將其更換，否則將可能產生安全性后果。3、裂紋（Crack）金屬材料經常會因為遭受超負荷或震動所產生的嚴重應力（包括壓力、拉力和剪切力），而導致斷裂，即出現裂紋。飛機發動機部件發生裂紋的主要原因除突然遭受嚴重超過正常負荷的應力外，機件內因存在尖角、雜物、銹蝕，以及各螺栓的緊度不夠造成震動等原因組合在一起，也會產生很強的應力集中，導致裂紋發生。另外，還有一種疲勞裂紋（Fatigue Crack），這種裂紋不是由于遭受非常強大的應力集中造成的，而是當機件內存在不大的應力但該應力反復作用時，導致在一個或幾個小的區域內，材料的強度不斷降低，最終出現裂紋的現象。疲勞裂紋通常從應力集中處開始延伸，當應力大小屬于正常應力范圍，但超過材料的剩余強度時，將導致材料斷裂。4、燒損（Burnning）當機件的材料結構遭受無法承受的較高溫度時，會因為快速的氧化作用而直接毀損金屬材料。通常情況下，金屬材料在燒損之前，首先會改變顏色，其表面顏色的變化依次為紅色、紫色、紫黑色和純黑色，最后達到穿孔或完全燒毀的程度。通過對燒損部位的缺陷尺寸進行測量，可供檢查人員判斷是否應將其更換。四、使用內視鏡進行檢測的主要效益在飛機和發動機的維護和維修過程中，尤其是在發動機部分的維修檢查中，內視鏡檢測是相當重要的一種手段。飛機的發動機不但具有非常復雜的構造，而且必須承受極高的應力、長時間的高速運轉（通常高達每分鐘2000轉的速度），并承受極高溫（高于多數金屬的溶點溫度）的燃氣所產生的大量能量。同時，某些飛機的發動機需要以大約每秒1000磅的壓縮速率來壓縮空氣，因此，其壓縮機葉片的葉尖會達到非常高的速度。在以上運轉條件下，不論發動機的結構有多么堅固，都有可能會發生外物損壞、腐蝕、浸蝕、硫化、熱退化、裂痕（紋）和變形等情況，對飛機的飛行安全造成隱患。而且，這些缺陷大多位于機內難以接近的地方，增加了檢查/維修的難度。使用內視鏡系統進行檢查，能夠有效地增加飛機/發動機系統的可靠性，適時預防（或降低）發生意外事件的可能性，促進飛機的飛行安全。從以色列薩斯納（Cessna）飛機公司在其TFE-731型發動機渦輪的檢查中使用內視鏡的情況，可以看出內視鏡給飛機發動機檢測帶來的巨大好處。在各國飛機廠商進行渦輪發動機葉片的檢查時，主要是使用顯微鏡來進行，因為只有這樣才能達到制造廠商嚴格的規范要求。但是，每臺TFE-731型發動機上有236個渦輪葉片，檢查人員使用顯微鏡對這些渦輪葉片的邊緣進行檢測時，往往需要彎著身子持續工作好幾個小時，這對工作者來說是一件極為漫長、沉悶而辛苦的工作。如果使用電子圖像內視鏡來執行上述工作，則檢測人員可以通過監視器的屏幕，在舒適的位置上觀看渦輪葉片的檢查情況，極大地緩解了檢查人員的疲勞程度。電子圖像內視鏡除了能把被檢物的圖像通過其末端的電子感應器傳送到監視器外，其鏡片的光學設計還可提供約20倍的放大能力，從而增強檢查工作中的觀察效果。如果使用傳統的顯微鏡來執行檢測，檢測人員通常要花上2至3小時，才能將所有渦輪葉片檢查完畢，而使用電子圖像內視鏡檢測系統之后，所需時間將縮短至一個多小時，并且可以讓一組人員同時進行多項相關的檢查工作，從而大幅度提高維護檢查的工作效率。除上述優點外，內視鏡檢測系統還可以大幅度節省飛機的維修成本。根據以色列某航空公司的統計報告指出，在其沒有使用內視鏡檢測系統之前，完成一臺發動機的檢測工作，要花費1200個人工-小時，并且讓待檢修的發動機長時間處于停工狀態。自從采用光纖內視鏡和電子圖像設備進行檢測之后，其所需的檢測工時僅要4個人工-小時，僅為原來的三百分之一，可使每臺發動機的維修成本節省20萬美元，大幅度降低了該公司的總營運成本。
全站熱搜
留言列表
