工业内窥镜起源

　　内镜，亦称内窥镜，是一种多学科通用的工具，其功能是能对弯曲管道深处探查，能观察不能直视到的部位，能在密封空腔内观察内部空间结构与状态，能实现远距离观察与操作。若要刨根问底的探索“用某种工具观察人体内部”这一内窥镜的起源的话，可以追溯到古希腊及古罗马时代。

　　1.从材料学而已，内窥镜可分为硬管式和软管式两种，又称硬性内窥镜和软性内窥镜。

　　硬性内窥镜

　　硬性内窥镜包括传像、照明、气孔三大部分。传像部分分为物镜、中继系统、目镜组成传导图像。照明部分采用冷光源用光导纤维穿入境内的方法。气孔部分作用为送气、送水、通活检钳。

　　软性内窥镜

　　用纤维光束传像和导光或用CCD传导图像的内窥镜成为软性内窥镜。由于它具有良好的柔软性和方便的操作性能. 软性内窥镜的特点为： 可方便的进入,可到达硬性镜无法到达的地方。 加上头部弯曲机构，可消除盲区。 通过活检孔可采样和治疗。 软性内窥镜又可分为纤维内镜和电子内镜. 　　工业内窥镜种类从成像形式分为：光学镜、光纤镜、电子镜。 　　光学镜是完全的将内部的物象通过光的传输，没有失真的传到检测者的眼睛，所以成像非常的保真，也是这几种镜子中清晰度最高的。

　　光纤(纤维)内窥镜

　　光纤镜原理和光学镜大同小异，为了进入较细小的孔内，我们选择光纤镜，光纤镜的清晰度取决于光纤束的数量。 　　纤维内镜：先端部、弯曲部、插入部、操作部、导光软管、导光连接部、目镜先端部成硬性的一小段，有直视式（前视式）、侧视式、斜视式。胃镜结肠镜等采用直视方式，十二指肠食道镜采用侧视方式。先端部上面有：物镜孔（导像束）、光孔（导光束）、气水孔（喷嘴）、活检孔。 弯曲部采用四根钢丝牵引的方法，头部有四根钢丝连向控制部，扭动控制部的上下左右手轮，可分别拉动不同方向的钢丝，使弯曲头部向相应方向摆动。弯曲部内有导光束、导像束、各种管道以及牵引装置、弯曲管、弯曲橡皮。 　　软管部包括弯曲部和插入部，也称蛇管。装有导光束、导像束、水气管道、活检管道（兼吸引管道）、牵引钢丝，外包不锈钢带软管及金属网管，最外层为光滑的塑料套管。 传导图像的纤维束构成了纤维内镜的核心部分，它由数万根极细的玻璃纤维组成，根据光学的全反射原理，所有玻璃纤维外面必须再被覆一层折射率较低的膜，以保证所有内芯纤维传导的光线都能发生全反射。单根纤维的传递只能产生一个光点，要想看到图像，就必须把大量的纤维集成束，要想把图像传递到另一端也成同样的图像，就必须使每一根纤维在其两端所排列的位置相同，称为导像束。一根导像束断开，成像就多一个黑点。导光束则不需要所排的位置相同，断开很多根的话亮度明显减弱。

　　电子内窥镜

　　电子内窥镜是以 CCD 代替导像束传导图像信号，再经图像处理中心处理转换成视频信号。 CCD 固体摄像器件叫 CCD 图像传感器，其构造是在硅衬底上排列着许多光敏二极管（像素），将其上的成像光变成电信号，然后依样传送出去得到图像信号。 电子内窥镜构造与纤维内镜构造基本相同，简单可理解为用 CCD 代替了导像束，很多功能是纤维内镜不能企及的。 　　整套电子内镜包括：冷光源、图像处理中心、监视器、电子胃肠镜、推车组成。 　　电子镜图像清晰，便于观察，国内大中型医院内镜室配置。纤维胃肠镜配以电视系统也可以通过监视器观察，比电子镜图像质量要差很多，主要为中小型医院使用。 　　软性镜国内高端市场被国外内镜厂商垄断，有美国韦林（Everest）、奥林巴斯（ OLYMPUS ）、宾得（ PENTAX ）、富士能（ FUJI ）均为日本品牌。低端市场有我们民族企业一席之地，厂家有：上海医光厂、奥华、成运等，国产内镜也相继推出了电子内镜，缩短了与国外厂商的差距。用来直接观察人体器官内部腔体的装置称为内窥镜，简称内镜 　　电子内窥镜是通过CCD相机将物体内表面的情况拍摄，然后通过视频终端显示。 　　一、视频电子内窥镜，它是采用数字式彩色CCD 成像器件，具有图像清晰、性能稳定、操作方便、适用范围广等特点。但是价格偏高，一般用于汽车制造商甚至用于飞机工业上。 　　二、光导纤维内窥镜，它是通过目镜来观察发动机内部情况的。维修工用眼睛目视观察，工作易疲劳; 　　三、光导纤维内窥镜+专用接口+数码照相机，它能直接在数码照相机的显示屏上看发动机内部的状况，并能拍下当时的观察结果，而且它的价格也非常合理。

　　工业内窥镜无损原理

　　无损检测定义

　　在国外，无损检测的含义相对应的英文词，除了前半部分——即non-destructive 的写法大多相同外，后半部分的写法就有所不同。如日本习惯写作 inspection，欧洲国家过去曾写作 flaw detection、现在统一使用 testing，美国也使用 testing，但大多写作 examination 和 evaluation。形成的缩略语则分别是 NDI、NDT 和 NDE，于是中文就出现了无损探伤、无损检查(非破坏检查)、无损检验、无损检测、无损评价等不同术语和写法。这些不同的英文及其相应的中文术语，它们具有相同的意义。 　　中文名称：无损探伤、无损检查、无损检验、无损检测、无损评价 　　英文名称：nondestructive testing，NDT，nondestructive evaluating，NDE;nondestructive test 　　工业内窥镜，是无损检测的一个分支，也可以说是专门的一个检测技术。

　　常用的无损检测方法

　　目视检测(VT)、射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 四种。其他无损检测方法：涡流检测(ET)、声发射检测(AT)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)等。

　　无损检查目视检测范围

　　1、焊缝表面缺陷检查。检查焊缝表面裂纹、未焊透及焊漏等焊接质量。 　　2、内腔检查。检查表面裂纹、起皮、拉线、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷。 　　3、状态检查。当某些产品(如蜗轮泵、发动机等)工作后，按技术要求规定的项目进行内窥检测。 　　4、装配检查。当有要求和需要时，使用同三维工业视频内窥镜对装配质量进行检查;装配或某一工序完成后，检查各零部组件装配位置是否符合图样或技术条件的要求;是否存在装配缺陷。 　　5、多余物检查。检查产品内腔残余内屑，外来物等多余物。 　　工业内窥镜由于它的特殊尺寸设计，可以让我们不破坏被检测物体的表面简便、准确地观察物体内部表面结构或工作状态。 　　无损检测需要使用工业内窥镜作为检测工具，是为了满足工业复杂使用环境而专业设计生产的。内窥镜检测是近年来随着内窥镜生产制造技术的发展而逐渐得到广泛应用的一种检测技术。根据制造工艺特点，我们一般把工业内窥镜分为光学硬管镜，光纤镜，视频镜三种类型。 　　工业内窥镜可用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察，主要用于汽车、航空发动机、管道、机械零件等，可在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测，另外一方面工业内窥镜还可与照相机、摄像机或电子计算机连接，组成照相、摄像和图象处理系统，从而进行视场目标的监视、记录、贮存和图象分析.为诊断和处理提供很好的保证。

　　无损检测与破坏性检测的差异

　　无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息。它与破坏性检测相比，无损检测有以下特点。第一是具有非破坏性，因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；第二具有全面性，由于检测是非破坏性，因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测办不到的；第三具有全程性，破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等，破坏性检验都是针对制造用原材料进行的，对于产成品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的，而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能。所以，它不仅可对制造用原材料，各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。

　　工业内窥镜检测工艺的整体要求

　　一是被检测产品的名称、图号、位置、通道；二是检测范围、要求及检测示意图；三是使用的检测方法、级别；四是待检部位的表面情况，待检部位的表面处理要求；五是需要进行检测时，产品的生产工序；六是人员要求；七是产品验收的技术标准；八是检测工装、辅助照明；九是使用工业内窥镜设备包括工业内窥镜及探头的类型、直径、型号，工业内窥镜测量的位置及精度；十是检测报告要求。

　　工业内窥镜产品

　　工业内窥镜采用国际领先手动操作杆技术,可实现探头360度全方位旋转,任何复杂的检测环境都可对应.并且产品防油防水设计,无论是在水下,还是管道都可以体现出其检测功能的卓越, 　　工业内窥镜产品小巧便携,集拍照,录像等功能于一体,并且兼备拍照闪光功能,数码变焦功能,使被测物更清晰呈现. 温度显示，高温警告功能,数据存储简单方便多种方式选择,声音记录,通过音频进行检测部位的注释等功能集于一体,是当今工业内窥镜检测行业中的一颗闪亮的新星! 　　T922工业内窥镜采用IP68防水标准设计，镜头外壳采用304不锈钢，适用管径30mm--200mm。GRP硬质推索耐磨，耐腐蚀，在管道中进行检测，一般环境都比较黑暗、光线不足，为了解决这个问题，T922工业管道内窥镜探头装有高亮度多组LED照明光源，并且采用高分辨液晶监视器实时观察内部情况，图象清晰、操作简单、有效探测距离长、适用范围广、并且可以和电脑连接实现存储的优点。是当今工业内窥镜检测行业中的一颗闪亮的新星! 　　N-22ES旋转型电子管道内窥镜是集光学、精密机械、电子技术和显微摄像技术与一体的专门用于管径为24mm至500mm的管道内表面的新型无损检测仪器。N-22ES旋转型电子管道内窥镜主要适用于对各种口径较大的管道内部的焊接质量、表面的光洁度、锈蚀程度、裂纹、堵塞和塌陷等状况的快速诊断和受损面的测量及异物寻找等。该种工业电子内窥镜尤其适合检查管径较大且长度较长的管道。目前已被广泛地应用于管道、锅炉压力容器、电力、化工、机械制造、船舶，考古、军工兵器、海关等领域。

　　工业内窥觊技术性能

　　首先色的辅助判断是极为关键。在识别腐蚀、焊接区域烧穿及化学成份的缺陷时，准确的彩色再现往往是重要的。工业内窥镜的视屏成像系统的彩色再现极佳，它能把每个三基色以全宽带记录下来，从而达到最大分辨率。二是光源亮度的自动智能型调节也是良好观察效果的必备条件。如型腔内部表面一般为金属材料，它具有一定的反光性。如果光源亮度不能无极自动调节，而只能通过手动分机调节时，所得到的观察效果肯定会产生较强反射白斑，可能导致无法完成观察工作，进而影响检测效果。三是全方位360度的导向功能，它是在实际工作中不可缺少的，当它进行容器内部观察时，我们既要观察顶部，也要检查底部，还要注意周围的状况，这样就要求工业内窥镜的探头可以360度旋转。如果只能完成四个方向的导向就不得不繁琐地进行插入管的轴向旋转操作，增加了工作的难度，影响观察效果。四是测量精度认证的保证也是会让使用者对检测结果充满信息。这就如同我们使用一种有精确认证的尺子和没有精度认证的尺子的感受是一样的。测量工作的确是做了，但如果没有精度的认证就无法保证数据的可信度。

　　工业内窥镜特点

　　●坚固耐用：工业电子内窥镜线缆和镜杆基本都采用金属制成的。摄像头采用采用防刮防油污的玻璃壳，精密模具注塑成型，部分零件采用不锈钢铸压成型，保证产品经久耐用，防水，耐磨，耐腐蚀，提高了在恶劣环境下的耐用性。 　　●技术先进：T922工业电子内窥镜采用最新电晶体CCD摄像和高亮度LED光源技术，视频图像明亮，显示图像清晰、色泽逼真、分辨率高。 　　●操作简单：配有外置可充电池，便携式高清晰彩色液晶显示器，极大的方便了户外长时间的使用，并可配专用视频采集卡进行实时抓拍，一键便能实现。可与监视器或显示器连接，实时高清晰显示检测图像。 　　●强抗液性：从远端探头到手持柄，同三维系列工业电子内窥镜具有强耐水性，并且耐矿物、合成润滑油、航空燃油、煤油、汽油和柴油性极佳。 　　●经济实用：工业电子内窥镜性价比高，物超所值，该款无论是价格还是性能，在市场上均具有很大的竞争性，是您进行管道视频检测、精密仪器检测等的首要选择。

　　工业内窥镜应用范围

　　建筑

　　内窥镜在建筑行业行业的应用时间比较短, 但它的使用效果是比较出色的. 对孔洞, 墙壁, 门窗节缝以及水管道等肉眼不易查看的地方进行检查. 中央空调, TV以及网络线缆的安装与检测，结合管道内窥镜，

　　表面放大检查 电子显微镜, 内窥镜使用的变种, 适用于电子电路芯片以及皮肤毛孔的观测检查. 更多用途仍在探索之中.

　　油气化工

　　由于油气化工行业的特殊性和对安全性的极高要求, 其行业中的大型管道, 不规则容器, 细长的无缝钢管等都需要专业特制的工业检查镜对其内部的管壁进行细致的检查

　　机械检修

　　主要用于大型机械设备的内部检查, 以及一些由于温度过高, 有毒或者过于狭小的环境下的机器工作情况观察, 以有效避免直接观测对观测者造成的不良影响. 而且在通过对内窥镜本身结构的优化和调整, 可对观测角度和观测范围做出十分全面的调整, 操作简单.

　　安防监控

　　内窥镜可用于安全检测, 海关等方面, 用于检测行李, 包裹等有包装的物品, 无须打开包装及可进行检查, 不但保证安检人员的工作效率也保护了被检测者的物品隐私. 同时也越来越多的用于军队武警的反恐行动

　　汽车检修

　　工业内窥镜用于汽车检查是目前比较新的内窥镜使用方向. 主要可用于汽车发动机, 油箱, 制动系统等肉眼无法直接看到的地方. 随着私家车的数量增加以及DIY潮流的兴起, 图像清晰度更高的小型便携式电子视频内窥镜将逐步成为家用工具箱中的一分子。对于汽车的的性能的检测，发动机是主要的要检测配件之一。目前对于一些接触发动机的厂商比如发动机制造商会遇到对发动机产品内部的是否合格或者汽车检修厂对汽车发动机的内部积碳和损坏检修问题。对这样的问题，用眼睛和经验的听声音来判断都是不足的。汽车内窥镜可以很方便得解决这个问题。

　　电力设施

　　定期检测气轮机和发电机大柱轮芯表面是否有伤痕和应力腐朽裂纹。检测主蒸汽管道、除氧器、联箱等压力品焊缝内表面焊接质量，是否有较严重的焊接缺陷。在大修时检测汽轮叶片、护环和应力集中部位是否有微裂缝，电厂中的发电机组以及设备需要长时间的运行和工作, 定期通过内窥镜对其内部的运转情况, 损坏检查是必不可少的.

　　管道化工

　　用于检查工艺管道、压力容器、反应釜、热交换器等焊口内表面焊接质量，应力腐蚀裂缝和内壁化学腐蚀等缺陷。

　　航空航天

　　用于检查涡轮发动机叶片和护环有无损伤比传统的手摸检查更准确、更高效。

　　锅炉燃机

　　用于检查锅炉、气轮机、柴油发动机管道。

　　内窥镜维护保养

　　硬管内窥镜是目前为止医务人员观察人体内部病变组织最方便、最直接、最有效的医疗器械，具有图像清晰度高、色彩逼真等优点，而且容易操作。随着使用硬管内窥镜的范围扩大，各科医生使用硬管内窥镜频率越来越高。硬管内窥镜是比较娇贵的医疗器械，很容易造成损坏。下面就怎样使用、维护、保养硬管内窥镜做一介绍，以帮助医护人员更好地使用这一器械，延长硬管内窥镜的使用寿命。

　　一、硬管内窥镜基本结构

　　要想正确使用硬管内窥镜就应该了解它的结构。目前世界上各个硬管内窥镜生产厂的产品虽然光路不同、外观不同，但是其基本结构都是一致的：由工作镜管部分、结构部分、眼罩部分、光缆接口部分组成。结构主体部分、眼罩部分、光缆接口部分除了受到剧烈的磕碰一般不易受损。最容易损坏的部分就是工作镜管部分。以φ4mm硬管内窥镜为例：工作镜管主要由四个部分组成：外镜管、内镜管、光学镜片、光导纤维。 光学镜片放在内镜管组成光学系统，光导纤维放在内、外镜管之间负责照明。外镜管是0.1mm厚φ4mm不锈钢管，受到磕碰或挤压都会变形。光学镜片大部分是φ2.8mm长25mm左右的玻璃柱，受到轻微的磕碰和挤压就会开裂、崩边或者光轴偏移，我们常见的内窥镜视野模糊、边缘发黑多是此类原因。光导纤维是由极细的光学玻璃制成，一支φ4mm窥镜要装1500根以上，在外镜管内受到外力回造成断丝，影响光照度。硬管内窥镜各机构的连接大都是用环氧树脂胶粘接，胶的质量和封装技术也影响窥镜的使用寿命。硬管内窥镜虽然娇贵，但是只要能够正确的使用和维护，就不会损坏。

　　二、硬管内窥镜的维护

　　1．使用中的注意事项硬管内窥镜在手术过程中受到损坏的现象并不多，虽然会与人体的组织如肌肉、黏膜、骨骼等有接触和磕碰，但是这些磕碰是轻微的，不会造成窥镜的损坏，因为它只是起观察的作用，不是其他器械的受力点。但是在使用其他器械时，尤其是咬合力较大的钳、剪类器械应注意镜管的前端不要伸进器械的咬合区内，以免误伤镜管。在使用这类器械时，有时医生为了看清楚咬合区的组织，把窥镜伸得很靠近组织，器械咬合时窥镜没有退回，误伤了窥镜。手术时如注意让器械的咬合口全部都在窥镜的观察范围内就可以避免此类事故发生。 　　有些手术窥镜是在鞘管内使用，在更换其他角度窥镜或插拔器械时，应注意动作要轻，不可用力过猛。尤其是插拔窥镜过程中，当遇到阻力拔不动时应仔细查找原因，必要时应连同鞘管一起拔取，不要用蛮力。当窥镜配合激光汽化、高频电切、微波等光电技术进行手术时，应注意窥镜前端与治疗点的距离，保证窥镜前端不被电击或烧灼。首次使用这些器械时，主刀医生应反复练习，掌握窥镜图像中物距和实际物距的关系，确认窥镜前端与治疗点的最近距离，以便在实际手术中应用自如。 目前在耳鼻喉科、骨科的临床手术中已经广泛使用刨削器来切除病变组织。其刀头锋利、硬度高、旋转速度快、力矩大，如果削到内窥镜，窥镜必损无疑。在此类手术中要注意调整冲洗和吸引的速度，随时保证窥镜图像清晰不被血污遮挡，控制刀头的旋转部分始终在窥镜的观察范围内，在手术范围较大时，应先停止刀头转动，再移动窥镜，然后在窥镜监视下移动刀头，到合适部位后再开机刨削。当感觉到刨刀工作异常或照度突然降低时，有可能窥镜已经受损，应及时更换，以免造成更大损失。一般重要手术，应有一套备用窥镜和关键器械，在发现问题时可以从容地更换；如果使用角度不合适的窥镜或不配套的器械勉强手术，也容易造成窥镜的损坏。 　　2．怎样维护硬管内窥镜 硬管内窥镜应有专人专柜保管，放在专用的包装箱内，内衬柔软的海绵或聚氨酯泡沫。所有窥镜和手术器械都要码放整齐，不得交叉重叠放置，确保箱盖盖好后，内部的窥镜和器械不会在搬运时相互撞击。由于内窥镜的镜管很薄，受到挤压、磕碰、折弯、落地等情况就会弯曲变形，导致镜片破损或光轴偏移而造成图像不清楚或不能使用，所以从包装箱中取出或放入硬管内窥镜时，应双手平托，轻轻地取出或放入，切忌提起一段拽出。窥镜放在托盘等硬质容器内移动时，注意与其他器械分开放置，不要过分颠簸，以免碰撞到窥镜。包装箱内应备有干燥剂保持箱内干燥。 　　普通的硬管内窥镜都不耐高温高压，主要是由于封装胶在高温下会变质、变形，窥镜就会开胶进水，所以不可用煮沸和高压蒸汽等高温高压的方法消毒。大多数硬管内窥镜的损坏都是由于不注意保养、磕碰、落地等原因造成的。也有个别生产厂的封装胶、封装技术、封装结构有问题，造成窥镜进水、开胶的现象，这些都是可以修复的 。 硬管内窥镜虽然是娇贵的医疗器械，但是在正常的临床手术或观察中是不容易出现问题的。只要使用得法、精心维护、细心保养，医生们可以放心使用，硬管内窥镜也会发挥最大的效益。工业内窥镜发展趋势

　　工业内窥镜技术具有独特的优势,它可以把人们的视距延长,并且能任意改变视线方向,准确地观察物体内表面的真实状况,这是其他检测仪器无法取代的。例如,在航空的应用中,可以将工业窥镜伸到飞机发动机内部,直接观察运行后内部的真实状况或设备零部件内部表面状况;对比较隐蔽或狭窄部位的表面状况进行有效的检测,而无需将设备或部件分解做破坏性检查。其方法既简便又可靠,非常直观有效。无论是在航空航太领域还是电子工业以及其他制造.维修行业,使用内窥镜作NDT检测均获得很好效果,解决了很多疑难问题,确保了整套设备正常运行,避免了一些事故的发生。 现在工业窥镜技术应用已发展到运用电脑图像处理技术、列印技术、网路技术,完成内窥镜下图像的捕获、存储、处理分析,标准化报告的书写、先进的文档管理,准确的图像测量分析,局部放大,清晰的图文一体化报告输出等。 　　工业内窥镜摄像头CCD与光纤对比 　　监控模拟摄像头，最小直径尺寸可达4毫米，和传统光纤内窥镜有很大不同。光纤内窥镜由于受到自身结构原理限制，不可以全屏显示，且图像为网格组成，一般不会超过10万像素；而监控模拟镜头没有这些缺点，高清可达50万像素（720X682),另外恰当的清晰视距使其特别适用于在工业条件下的应用。