载人飞船总装内窥镜应用（下）

4 设备介绍

根据方案的特点，我们终选定OLYMPUS三维立体工业视频内窥镜，型号为IPLEX-2 SX，该型号为今年七月才面世的，是IPLEX-1 SX升级版。我们为其国内第1个用户。

4.1设备基本配置

a.IV7635X1           插入部件        

探头直径:ф6.2mm，工作长度3.5M,配硬杆式加强套管，长度为：340mm/450mm,可把柔性电子视频镜转换为硬杆内窥镜使用。

探头端部彩色CCD摄像头：奥林巴斯采用新一代SUPERCCD摄像头，像素为480,000 以上。

    b.IV7000      主机系统                    

结构：全内置便携式旅行箱设计，包括:光源、视频处理器、内置计算机、图像存储器、测量系统、工业内窥镜、操作手柄等。

体积：508mm×290mm×528mm（长×宽×高），

重量：工业内窥镜、操作手柄、显示器、主机系统、机箱共重22KG。

主机系统电源指标：适用于工业现场电源环境的专业设计，宽电压、宽频率，抗干扰性强。交流电压110-240V、电流250VA、频率50-400Hz自动识别，自动适应。

主机系统光源指标：奥林巴斯低能耗、高强度金属卤素灯光源，功率50W，输也强度3000流明，色温7000K，光源中档亮度。

工业内窥镜系统输入及输出：方式：S-Video及USB接口。    

c. 4M遥控器延长线 MAJ-1091   （特殊定制）              

d.直流供电电池                        

e.抓取工具两件套（磁铁、三线物）  

f.IV7000 数据延长线4米长 （特殊定制）            

g.工业纤维内窥镜  IF2D5-12            

视野角度75度，视野深度为2mm到50mm，插入管直径为2.4 mm。插入管长度为1200mm,光导纤维电缆长度为2000mm.            

4.2设备的主要功能介绍

• 内窥图像编辑处理功能：可在液晶显示器上和计算机上同时显示9幅内窥图像，用于用户检索、编辑、拷贝、删除等处理。

• 内窥图像延时暴光功能：自动或手动控制，长达500毫秒，用于在特别黑暗的环境下获得明亮清晰的视频内窥图像。

• 图像三维测量功能

IPLEX-2系列在进行双目镜测量时，改变了以往只能双屏显示图像，而使图像视场感觉较小（不便于观察），而IPLEX-2系列在进行缺陷寻找时可以满屏显示图像画面，并且可以随时在屏幕上得知镜头与被测物之间的距离(测量精度预警功能如图1所示)，以便捕获好的测量图像，大大方便了测量操作，大大地提高了工作效率。

图1 测量图像预警

测量方式有：①距离模式（两点之间的距离）、②点到线模式（点到线的距离）、③深度模式（点到面的距离）、④曲线与面积（非规则裂纹的总长或周长，在实现周长计算结果时可以自动得出面积）、⑤剖面图（可以在屏幕上描绘出被测物的纵切面图形）五种测量模式。非接触式测量，无须被检测物提供参照系，可以测量长度、宽度、深度、面积、距离（点到线距离），曲线长度、周长等,并可自动找出凹面中低点的位置。

• 在线控制

如图2所示，可以控制计算机屏幕上显示的手柄，

对工业内窥镜探头实现远程控制。

5 内窥镜的应用

5.1应用案例

1）某设备插座检查^[3]                                    

图2 在线控制

在插接某设备插头时，由于操作空间不开敞，插头基本处于盲插状态，在插接前无法进行常规检查，借助工业内窥镜进行了检查，发现插针弯曲问题，及时进行了校正，消除了安全隐患。

 2）舱内多余物查找

在飞船测试期间，不慎将一个插头保护盖掉入舱内，成为多余物。用工业内窥镜不到两个小时，就将多余物找到并取出。

此外，应用测量功能，完成了某次装配间隙的测量，给出精确的调整垫片的尺寸，避免了原来进行多次重复试配、调整带来的不便。还有许多案例，在此不一一列举。

5.2应用体会

5.2.1 质量控制

工业内窥镜技术在航天器总装中的应用，目前还处于个案的时期，还缺少系统的应用环境和政策、制度方面的支持。在航天器总装质量控制方面，虽有“三按三检”、“*检验”的要求，但受部分航天器结构特点的制约，在操作盲区很难*实现*检验。工业内窥镜这种新技术，为人的视力提供了视觉上的延伸，是解决航天器操作盲区质量、安全控制的很好的手段，相信在不久的将来可以成为航天器总装检验的*手段。

5.2.2 影响内窥镜检查的几个因素^[4]

在工业内窥镜使用中，有四个基本因素是影响检查质量的关键：检查人员、内窥镜设备、检查对象及工作环境。

1）检查人员应具备合适的视力，并经过与所从事工作遵守的标准相符的培训和认证。检查人员应能够熟练操作内窥镜设备，选用合适的仪器、工具及方法；熟悉飞船的产品结构、特征并能够准确判定多余物可能存在的位置^[5]。

2）工业内窥镜设备的性能和状况决定其检查能力和效果。工业内窥镜设备应处于良好可用状态，测量系统应按照操作手册规定的方法和时间进行误差校验。

3）检查对象应综合考虑检查对象的因素选择适当的设备和方法。

4）工作环境应尽可能使检查人员方便、舒适、不易疲劳，并符合仪器操作手册对仪器工作环境的要求，防止因疲劳或环境因素造成检查结果的误判或损坏仪器^[6]。

此外，对于测量系统，还要考虑测量误差。测量结果的误差由系统误差和随机误差造成。系统误差是由于测量仪器和方法产生的，无法*消除，但可以通过合理的措施将其减低到小。在实际应用中，我们发现，测点位置的选取对于测量精度有很大的影响，这需要在工作中不断的积累和摸索经验^[7]。

6 小结

随着对质量工作的越来越重视，设计、生产和检验部门都需要利用工业内窥镜进行故障分析、工艺监测、多余物检查以及装配尺寸的测量等工作，其中IPLEX-2 SX型可测量工业内窥镜检测系统已经在我院飞船总装质量控制工作中发挥了重要的作用，不仅保证了产品的质量，而且也取得了良好的社会效益

和经济效益。对于工业内窥镜在航天器总装过程中的应用，我们还处于初级阶段，需要不断的总结经验，以期形成一个系统和成熟的应用方案。

参考文献

[1]Robert Dr.Nondestructive Testing Handbook.1994;(3):244～255

[2]GJB2204-94 卫星总装通用规范

[3]Q/W973-2003《航天器用低频电连接器插接于拔离技术要求》

[4] 伍颂 可测量视频内窥镜在无损检测中的应用 宇航材料工艺 2000年 第3期

[5]QJ2589-96，工业内窥镜操作使用方法与判定规则

[6]黄立德主编. 发动机制造技术. 宇航出版社

[7]陈国华 无损检测检出概率和缺陷尺寸分析规律的分析与评述 无损检测，1997;8:1～4

作者简介：

熊涛（1967-），男，北京人，高级工程师，从事载人飞船的总装工艺技术工作 现工作于中国空间技术研究院