第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、產(chǎn)品原理

工業(yè)電子內(nèi)窺鏡可用于高溫、有毒、核輻射及人眼無法直接觀察到的場所的檢查和觀察，主要用于汽車、航空發(fā)動機、管道、機械零件等，可在不需拆卸或破壞組裝及設(shè)備停止運行的情況下實現(xiàn)無損檢測，工業(yè)電子內(nèi)窺鏡廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶、電氣、化學(xué)、電力、煤氣、原子能、土木建筑等現(xiàn)代核心工業(yè)的各個部門。

工業(yè)電子內(nèi)窺鏡是根據(jù)石油化工、工業(yè)機械、電子電氣工業(yè)、航空航天等直管道內(nèi)表面的檢測要求而設(shè)計、生產(chǎn)的新型高科技產(chǎn)品，它集光、機、電、圖像處理軟件與一體，工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查儀配備高分辨率彩色監(jiān)視器或USB口的筆計本電腦攜帶更方便，觀察圖像更清晰，使操作者利用高倍清晰彩色CCD，將觀察到的疑點及探傷部位借助獨有的專業(yè)軟件處理系統(tǒng)，進行凍結(jié)、放大、 分析 、測量、打印報告，極大提高判斷管道內(nèi)壁探傷部位的準確性。探頭設(shè)計為直視和側(cè)視兩個鏡頭，可對管壁做360°掃描觀察，使用方便、可靠。中心爬行器采用雙聯(lián)動、可調(diào)節(jié)式，使探頭始終保持在管道的中心位置，其照明電源采用高亮度無影光源，更適合于管道內(nèi)壁的檢測。纖維工業(yè)內(nèi)窺鏡:

它通過玻璃纖維光導(dǎo)傳像素來傳送圖像。它的插入部位柔軟可以彎曲。

2、技術(shù)進展

電子內(nèi)窺鏡成像主要依賴于鏡身前端裝備的CCD,CCD就象一臺微型攝像機將圖像經(jīng)過圖像處理器處理后，顯示在電視監(jiān)視器的屏幕上。比普通光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡的圖像清晰，色澤逼真，分辨率更高，而且可供多人同時觀看。世界上生產(chǎn)電子內(nèi)鏡比較著名的公司有美國的雅倫(WELCH ALLYN)和日本的奧林巴斯(OLYMPAS)等。

杭州華芯是國內(nèi)唯一一家生產(chǎn)最小鏡頭直徑為4mm的工業(yè)電子內(nèi)窺鏡廠家。 WCM 系列 便攜式電子內(nèi)窺鏡 是繼光纖鏡之后的新一代高質(zhì)量探測儀器，它是電子、光學(xué)、精密機械等技術(shù)相結(jié)合的新產(chǎn)品。超細的電子攝像探頭加上便攜式設(shè)計，使該設(shè)備成為世界上最先進的內(nèi)窺鏡之一

第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點

要從影響圖像質(zhì)量的因素--CCD的結(jié)構(gòu)、視頻處理器的技術(shù)應(yīng)用、電子內(nèi)窺鏡的工藝水平來說明工業(yè)電子內(nèi)窺鏡的工藝特點。

圖像質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著內(nèi)窺鏡的使用效果，也標志著內(nèi)窺鏡技術(shù)不斷提高、不斷完善的發(fā)展進程。工業(yè)電子內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)，使圖像質(zhì)量提高到一個嶄新的水平，因此在工業(yè)檢測領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

1、圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量是電子內(nèi)窺鏡的本質(zhì)和最重要的性能指標，也是用電子技術(shù)對圖像進行合成再處理的技術(shù)基礎(chǔ)，圖像質(zhì)量可分為清晰度(分辨率，由像素數(shù)量決定)、色彩還原性(逼真程度)和觀察的舒適性(圖像穩(wěn)定性、對比度和亮度等)幾個方面。決定電子內(nèi)窺鏡圖像質(zhì)量的核心部件是光電耦合元件(CCD)，它如同電子內(nèi)窺鏡的心臟，其基本構(gòu)造是在對敏感的半導(dǎo)體硅片上采用高精度的光刻技術(shù)分割出數(shù)十萬個柵格，每一個柵格代表一個成像元素，像素數(shù)越多，圖像的分辨率越高，畫面越清晰。  

CCD只能感受光信號的強弱，電子內(nèi)窺鏡的彩色還原是通過在CCD的攝像光路中添加彩色濾光片，并對彩色視頻信號進行處理后獲得的。彩色濾光片的放置有以下兩種方式。  

 (1)順次方式。

將一塊帶有同樣面積的紅、綠、藍三種原色濾光片的圓盤置于照明光源前，當圓盤旋轉(zhuǎn)時，紅、綠、藍三種色光順次照射被射物體，CCD攝像時所產(chǎn)生的三種強弱信號也依次有時間間隔地傳送并儲存在圖像處理器中。采用順次方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點是由于三色光分別照射，像素數(shù)相當于原來的3倍，因而可提高分辨率，而且內(nèi)窺鏡易于做得細且硬性部短，缺點是濾光盤高速  

旋轉(zhuǎn)引起的圖像閃爍，以及由于紅、綠、藍依次攝像引起的套色不準而出現(xiàn)的彩虹現(xiàn)象。目前在中國市場上，日本奧林巴斯公司和賓得公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡都是采用像素分別為8.1萬和6.25萬的順次式黑白CCD。  

 (2)同步方式。

在CCD的受光面上鑲嵌原色和補色的濾光片，當白色光源照射到被射物體，由它發(fā)出的光作用到CCD時，由于鑲嵌式濾光片的作用直接產(chǎn)生彩色信號，傳送并儲存在圖像處理器中。采用同步方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點是圖像清晰，亮度高，色彩還原性好，缺點是技術(shù)難度高。由于鑲嵌式濾光片的置入，為縮小內(nèi)窺鏡的直徑和縮短先端硬性部增加了技術(shù)難度。目前在中國市場上，日本富士公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡采用了像素為41萬的同步式彩色  CCD，最高像素數(shù)達85萬。  

根據(jù)以上 分析 ，同步方式CCD的技術(shù)難度要高于順次方式CCD，但所獲得的圖像質(zhì)量要明顯優(yōu)于采用順次方式的CCD。目前，日本富士公司推出的采用同步方式CCD技術(shù)，具有857Y像素的電子內(nèi)窺鏡處于世界領(lǐng)先水平，標志著電子內(nèi)窺鏡技術(shù)的又一次飛躍，必將推動內(nèi)窺鏡診斷治療水平再上一個新臺階。  

2、視頻處理器  

視頻(圖像)處理器的作用是將電子內(nèi)窺鏡CCD提供的模擬信號轉(zhuǎn)換為二進制代碼的數(shù)字信號，并可用多種方式記錄和保存圖像，如用錄像機錄制的方式保存清晰的動態(tài)圖像；用35mm照相機在監(jiān)視器圖像凍結(jié)的狀態(tài)下拍攝保存靜止圖像；用激光光盤記錄動態(tài)或靜止的圖像；用軟盤記錄靜止圖像等。 

第三節(jié) 國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢 分析

1、GE Inspection上市僅重1.73kg的工業(yè)內(nèi)窺鏡

GE Inspection Technologies Japan（總部：東京都武藏野市）上市了小型輕量工業(yè)內(nèi)窺鏡“XL Go”。機身尺寸48.8×38.6×18.5cm，重量1.73kg。如以鋰離子充電電池驅(qū)動，則無需電源線，可單手持握，因此在狹窄之處也可輕松操作。適用于燃氣輪機、蒸氣輪機、飛機引擎、熱交換器及風(fēng)量渦輪等。

插入管采用雙層鎢絲編織構(gòu)造。視頻探頭由鈦制成，強度為以往機型的8倍。可利用操縱桿進行360°角度導(dǎo)向操作。另外還考慮到了諸如無需移動視頻探頭而只旋轉(zhuǎn)插入管等操作性。 

通過使用高輸出功率白色LED，減少了發(fā)熱和耗電。通過3.7英寸VGA彩色液晶屏以44萬像素CCD顯示捕捉到的圖像。拍攝的圖像能夠以非壓縮、BMP、JPG的任一格式保存于內(nèi)置閃存或U盤。機身上配備有五個操作按鍵和操縱桿?？煽粗@示屏操作操縱桿，進行圖像處理或測量。 

此外，機身上還配備有三個USB接口，其中一個采用帶蓋設(shè)計。另外還配備有用于記錄、播放音頻的耳機插孔以及與外部顯示器連接的VGA視頻輸出接口。機殼由聚碳酸脂制成，并采用了沖擊吸收材料。符合美國國防部制定的規(guī)格MIL-STD-810F及MIL-STD-461E。 

軟件方面，除了色調(diào)反轉(zhuǎn)、縮放等圖像處理功能外，還具備影測量、立體測量及比較測量等多種功能。除日語外，還可用英語、西班牙語、法語、德語、意大利語、俄語、葡萄牙語、漢語及韓語顯示菜單。

2、日本奧林巴斯公司“IPLEX SX II”

日本奧林巴斯公司上市測量精度更高的工業(yè)電子內(nèi)窺鏡（影像示波器）——“IPLEX SX II”。該工業(yè)電子內(nèi)窺鏡具備可從任意角度觀察樣本并進行測量的立體測量功能，可用于測量工業(yè)產(chǎn)品裂縫大小等外觀檢查。

該工業(yè)電子內(nèi)窺鏡配備6.3英寸的液晶面板作為觀察樣本的顯示器，分辨率為XGA（1024×768點陣），比老式產(chǎn)品提高了10倍。該工業(yè)電子內(nèi)窺鏡具有利用個人電腦進行遠程操作的功能，檢查人員不必親臨現(xiàn)場即可對產(chǎn)品進行檢查，可有效地節(jié)省人力物力。

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