專利名稱：使用內(nèi)窺鏡查找和檢測(cè)零件中缺陷的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種用于查找和檢測(cè)位于壁后面基本上難于接近的零件中缺陷的內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
通過(guò)內(nèi)窺鏡，即穿過(guò)壁上的一個(gè)小孔以檢查位于壁另一側(cè)上組件外觀的具有小直徑的細(xì)長(zhǎng)光學(xué)儀器，可以對(duì)設(shè)備或機(jī)器內(nèi)部組件進(jìn)行檢查，已經(jīng)是公知的技術(shù)。這尤其使在不拆卸渦輪機(jī)的情況下檢查諸如渦輪噴氣式飛機(jī)或渦輪螺旋槳飛機(jī)的渦輪機(jī)的葉片成為可能。
然而，除其它因素之外，檢測(cè)缺陷的能力受限于內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的分辨率、照度、內(nèi)窺鏡相對(duì)于被觀察表面的方位以及缺陷的性質(zhì)。
還已知可以通過(guò)使用滲透試驗(yàn)技術(shù)查找機(jī)器組件上的缺陷，該技術(shù)包括在組件被檢查表面上噴涂有機(jī)物質(zhì)和在紫外線照射下觀察結(jié)果。因此能夠通過(guò)如下步驟檢測(cè)表面不連續(xù)處，例如非常小并且在正常的照射下不可見的裂紋或裂隙在組件上噴涂熒光染料，其染色滲入表面不連續(xù)處，然后洗滌和烘焙或烘干組件的相應(yīng)表面，然后噴涂顯影劑以顯示滲入表面不連續(xù)處的熒光染料。然后使用激發(fā)熒光染料的紫外線輻射照射組件，組件通過(guò)發(fā)射某些其它波長(zhǎng)進(jìn)行響應(yīng)，例如可見光譜中的綠色。
此種滲透試驗(yàn)技術(shù)通常要求或多或少地完全拆卸進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)器。
在專利US-A-4273110中已經(jīng)提出建議，在一個(gè)儀器中結(jié)合內(nèi)窺鏡和滲透試驗(yàn)技術(shù)，該儀器在一個(gè)小直徑細(xì)長(zhǎng)圓柱外殼中包括用于朝接近被檢測(cè)組件的儀器的一端傳輸紫外線和可見光的石英管、包含觀察組件被照射區(qū)域透鏡的導(dǎo)光管和三個(gè)用于向被檢測(cè)組件供給并噴射滲透試驗(yàn)物質(zhì)的導(dǎo)管。阻止可見光的光學(xué)過(guò)濾器可移除地安裝在位于石英管和發(fā)射可見光和紫外線的光源之間的儀器的另一端，從而允許該組件交替地被可見光和紫外線照射。儀器外殼的外徑足夠小從而可使其穿過(guò)具有大約9毫米(mm)直徑的內(nèi)窺鏡孔。
現(xiàn)有技術(shù)中的儀器具有幾個(gè)缺點(diǎn)組件在紫外線中的照射是通過(guò)軸向出口實(shí)現(xiàn)的，從而避免使用就尺寸和光吸收而言非常不利的反射鏡。噴管的出口必須是軸向的，如同用于照射和用于觀察裝置的出口一樣，因而極大地限制了該儀器的使用。此外，觀察導(dǎo)光管部分非常小，因?yàn)樗龉鼙仨氃谕鈿?nèi)保留足夠的空間來(lái)安裝石英管和用于提供和噴射滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管，這樣在與紫外線照射一起使用儀器時(shí)，只能獲得少部分由滲透試驗(yàn)物質(zhì)反射的光線，從而不能可靠地執(zhí)行觀察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)特定目的是提供該問(wèn)題的一種解決方案，其簡(jiǎn)單、令人滿意并且價(jià)格低廉。
本發(fā)明試圖提供一種結(jié)合內(nèi)窺鏡技術(shù)和滲透試驗(yàn)技術(shù)的裝置而避免已知裝置的缺點(diǎn)。
為此，本發(fā)明提供了用于查找和檢測(cè)位于壁后面基本上難于接近的零件中缺陷的裝置，該裝置包括用于穿過(guò)壁中內(nèi)窺鏡孔的小直徑剛性管狀圓柱形桿、容納于桿中用于向被檢測(cè)零件的一部分噴射滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管以及容納在桿中用于照射和觀察被檢測(cè)零件的所述部分的光導(dǎo)和圖像傳輸裝置，其中光導(dǎo)和圖像傳輸裝置由使用可見光進(jìn)行操作的第一內(nèi)窺鏡組成，該第一內(nèi)窺鏡軸向安裝在桿內(nèi)并被用于空氣和滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管包圍，所述內(nèi)窺鏡具有直線形的管，其中平行安裝著可見光導(dǎo)裝置和圖像傳輸裝置，并且其中該裝置還包括使用紫外線操作的第二內(nèi)窺鏡，其獨(dú)立于第一內(nèi)窺鏡和上述用于觀察已被滲透試驗(yàn)物質(zhì)處理的零件的一部分的桿。
在本發(fā)明的裝置中，可見光內(nèi)窺鏡與用于滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管一起容納在圓柱形桿中，其主要用于在可見光中觀察零件上已經(jīng)噴涂了測(cè)試物質(zhì)的部分。然后通過(guò)第二內(nèi)窺鏡觀察這些物質(zhì)的效果，第二內(nèi)窺鏡的光學(xué)性能不會(huì)受到其橫截面的限制，該橫截面因?yàn)橛糜诠┙o測(cè)試物質(zhì)的管容納在足夠小尺寸以允許其穿過(guò)內(nèi)窺鏡孔的管中而減小。
以可見光照射將被處理的零件部分可以確保測(cè)試物質(zhì)被正確地噴涂，并且通過(guò)第二內(nèi)窺鏡以紫外線照射零件的所述部分可允許清楚地觀察測(cè)試物質(zhì)的效果，從而優(yōu)化被檢測(cè)零件上的缺陷的檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，第一內(nèi)窺鏡的光導(dǎo)裝置包括由管的一端向另一端延伸的光纜，該光纜具有一個(gè)彎曲出口端，其朝向相對(duì)于管的軸線傾斜，并且用于靠近零件中將被檢測(cè)的部分附近。
因此照射出口不是軸向的，而是例如垂直于管的軸，所以圍繞桿自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)它并且沿其軸線平移所述桿就會(huì)使照射和觀察零件的較大區(qū)域成為可能。
第一內(nèi)窺鏡的圖像傳輸裝置包括光學(xué)部件的直線組件，其包括成像物鏡和圖像傳輸鏡，所述組件由管的一端向另一端延伸并且也包括反光鏡裝置，其安裝在所述組件裝置光軸上的一端并且其方位相對(duì)于所述光軸傾斜。
這些反光鏡裝置和照射光纜的彎曲出口端緊挨在一起并且以相應(yīng)的方式排列從而可以照射和觀察零件的同一部分。
優(yōu)選地，反光鏡裝置由棱鏡形成。
棱鏡的反射面最好相對(duì)于圖像傳輸裝置的光軸呈45°，并且照射電纜的彎曲端垂直于管的軸延伸。
容納在桿中第一內(nèi)窺鏡周圍的管包括空氣管、粉末管和一個(gè)液體管，它們由桿的一端向另一端延伸，并且均具有用于連接至供給裝置的第一端。粉末管和液體管的第二端沿著與第一內(nèi)窺鏡的照射裝置和圖像傳輸裝置的方向相同的方向在桿的相對(duì)端口向外開口，而空氣管的第二端在桿的一端軸向地向外開口以保護(hù)第一內(nèi)窺鏡并防止粉末和液體噴射到其終端上。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一內(nèi)窺鏡的管具有大約4毫米(mm)的直徑，桿具有大約8mm的直徑。
用于以紫外線照射的第二內(nèi)窺鏡可以具有基本上與上述桿相等的外徑，從而確保就紫外線照射和零件中缺陷的觀察而言的良好性能。


通過(guò)閱讀作為實(shí)例給出的說(shuō)明并參照附圖，可以更好地理解本發(fā)明及其它特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是本發(fā)明中使用可見光照射并將滲透試驗(yàn)物質(zhì)噴涂到所要檢測(cè)零件上的裝置的簡(jiǎn)圖；圖2是用于以紫外線照射被檢測(cè)零件的第二內(nèi)窺鏡的簡(jiǎn)圖；圖3和圖4是用于以可見光照射和用于噴涂滲透試驗(yàn)物質(zhì)的桿的平面示意圖；和圖5是在該桿中使用的可見光內(nèi)窺鏡的軸向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，標(biāo)記10指示一個(gè)壁，例如渦輪機(jī)外殼，在其后面是將被檢查的零件12，例如渦輪機(jī)的動(dòng)葉片。
壁10包括小尺寸的內(nèi)窺鏡孔14(通常具有9mm的直徑)，可以通過(guò)它插入桿16以使用可見光照射并噴涂滲透試驗(yàn)物質(zhì)，該桿的一端配備有塊18，其用于連接到提供滲透試驗(yàn)物質(zhì)和壓縮空氣的裝置上，該桿的另一端20設(shè)計(jì)成伸出來(lái)面向被檢測(cè)零件12的一個(gè)表面。
圖3和圖4中更加詳細(xì)地顯示了桿16。該桿是一個(gè)剛性的管狀圓筒，例如，由金屬制成，并且包括用于在可見光中照射并觀察的第一內(nèi)窺鏡22、用于向?qū)⒈粰z測(cè)的零件12的表面供給并噴涂粉末的管24、用于供給壓縮空氣的管26和用于供給和噴射液體的管28，該液體可能順次為丙酮、滲透劑、乳化劑和水。第一內(nèi)窺鏡22和管24、26及28在桿16中沿其縱向由一端延伸至另一端，內(nèi)窺鏡位于桿16的軸線上并且管24、26和28布置在該內(nèi)窺鏡周圍。
如圖1和圖3所示，第一內(nèi)窺鏡22具有用于連接到可見光源的第一端30和下面將要詳細(xì)描述的并在桿16的端部20處向外開口的第二端。
用于供給滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管24和28具有連接至包含測(cè)試物質(zhì)的容器34的第一端32，這些容器又連接至壓縮空氣供給裝置36上，管24和28還具有第二端38，第二端38在桿16的端部20處向外開口，且開口垂直于所述桿的軸。
壓縮空氣供給裝置和可見光及紫外線光源優(yōu)選地組合在供給模塊40中，其自身包括供電裝置和壓縮空氣供給裝置。
第一內(nèi)窺鏡22的端部30包括目鏡42，它允許觀察者直接觀察被檢查零件12上朝向桿的端部20的表面。
圖5中更加詳細(xì)地顯示了內(nèi)窺鏡22，其基本上由例如金屬制成的剛性圓柱形管44組成，在其中布置了用于由內(nèi)窺鏡的一端向另一端引導(dǎo)可見光的光纜46，光纜46具有用于連接至在供給模塊40中提供的可見光源的第一端，以及第二端48，光線可以通過(guò)第二端輸送并且例如在內(nèi)窺鏡中遠(yuǎn)離安裝目鏡42的端部處垂直于管44的軸向延伸。圖像傳輸裝置50同樣布置在管44內(nèi)部并且在其中沿縱向由一端向另一端延伸，所述圖像傳輸裝置50由光學(xué)部件的直線組件(rectilinear assembly)組成，光學(xué)部件特別包括成像物鏡52和一或多個(gè)轉(zhuǎn)換鏡54。反射裝置56置于管44中接近物鏡52處，位于所述透鏡和光導(dǎo)裝置46的第二端48之間，反光鏡裝置56由一個(gè)棱鏡形成，該棱鏡置于圖像傳輸裝置50的光軸上并且具有例如與所述軸呈45°傾斜的反射面，從而可以沿垂直于所述光軸并且與光導(dǎo)46的端部48平行的方向進(jìn)行觀察。
由圖5可以很清楚地看出，光導(dǎo)46沿著管44的壁延伸，并且圖像傳輸裝置50幾乎占據(jù)了管的所有剩余空間，因此能夠使用截面盡可能大的圖像傳輸裝置50，從而改善觀察。
在一個(gè)特定的實(shí)施例中，在此通過(guò)實(shí)例的形式給出，剛性管44具有大約4mm的外徑和大約40厘米(cm)的長(zhǎng)度。它設(shè)計(jì)成與其軸呈90°并且具有55°的觀察區(qū)域。
本發(fā)明的裝置包括圖2中圖示的第二內(nèi)窺鏡60，第二內(nèi)窺鏡獨(dú)立于桿16和第一內(nèi)窺鏡22，且被設(shè)計(jì)來(lái)通過(guò)壁10中的內(nèi)窺鏡孔14插入，從而在使用滲透試驗(yàn)物質(zhì)處理后即可觀察零件12的表面。
內(nèi)窺鏡60具有第一端，其配備有目鏡62和用于連接至紫外線光源并形成供給模塊40一部分的裝置64；內(nèi)窺鏡60還包括第二端66，其具有垂直于內(nèi)窺鏡的軸的光出口，其用于使用紫外線照射零件20上被處理的表面并用于對(duì)其進(jìn)行觀察。
該內(nèi)窺鏡60可以是傳統(tǒng)類型的內(nèi)窺鏡，或者優(yōu)選地是在申請(qǐng)人的另一個(gè)專利申請(qǐng)中所描述類型的內(nèi)窺鏡。因?yàn)樵搩?nèi)窺鏡60是單獨(dú)使用的，所以同與桿16中的第一內(nèi)窺鏡22一起使用或替代其使用相比，它可能會(huì)具有更大的橫截面積，它在一般裝置中可以使用紫外線更好地照射零件12的表面并且更好地觀察滲透試驗(yàn)的結(jié)果。
可以如下使用本發(fā)明的裝置首先，將桿16插入壁10中的孔14，并且軸向平移其端部20，通過(guò)圍繞所述軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使其面向?qū)⒈粰z測(cè)的零件12的表面。
為了驗(yàn)證零件12上表觀的缺陷是否為真正的缺陷，例如裂紋或裂縫，將滲透試驗(yàn)物質(zhì)依次噴射到零件12上相應(yīng)的部分，這些物質(zhì)包括滲入表面不連續(xù)處的熒光液、清洗液和用于即使在不連續(xù)處的尺寸非常小的情況下也可以顯示已經(jīng)滲透到表面不連續(xù)處的滲入物質(zhì)存在的顯影劑粉末。
零件12的檢查和滲透試驗(yàn)物質(zhì)到所述零件上噴射的觀察是使用可見光執(zhí)行的，零件12的表面由離開第一內(nèi)窺鏡光導(dǎo)46的傾斜端部48的光通照射，該光線被零件的表面反射和/或反向散射并且由鏡56拾取并且將其沿著圖像傳輸裝置50的軸線返回至安裝在第一內(nèi)窺鏡另一端的目鏡42。
然后從內(nèi)窺鏡孔14中撤出桿16，隨后將連接至供給模塊40中紫外線光源的第二內(nèi)窺鏡60插入孔14，并且使其端部66面向零件12的被處理表面。使用紫外線照射零件12上被處理的表面會(huì)導(dǎo)致滲入表面不連續(xù)處并彌散到顯影劑中的滲透試驗(yàn)物質(zhì)被激發(fā)，滲入物質(zhì)通過(guò)發(fā)出熒光，例如可以在黑暗中很容易看到并且用戶可以通過(guò)目鏡62觀測(cè)到的綠光，響應(yīng)所述的激發(fā)。
通常，依照本發(fā)明使用紫外線照射和使用可見光照射之間的差別使得改進(jìn)兩種照射操作的性能和改善相應(yīng)結(jié)果的觀察成為可能。
權(quán)利要求
1.一種用于查找和檢測(cè)位于壁后面基本上難于接近的零件中的缺陷的裝置，該裝置包括用于穿過(guò)壁中內(nèi)窺鏡孔的小直徑剛性圓柱形桿、容納于桿中用于向被檢測(cè)零件的一部分噴射滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管以及容納在桿中用于照射和觀察被檢測(cè)零件的所述部分的光導(dǎo)和圖像傳輸裝置，其中光導(dǎo)和圖像傳輸裝置由使用可見光進(jìn)行操作的第一內(nèi)窺鏡組成，該第一內(nèi)窺鏡被軸向安裝在桿內(nèi)并被用于空氣和滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管包圍，所述內(nèi)窺鏡具有直線形的管，其中平行安裝著可見光導(dǎo)裝置和圖像傳輸裝置，并且其中該裝置還包括使用紫外線操作的第二內(nèi)窺鏡，其獨(dú)立于第一內(nèi)窺鏡和上述用于觀察已被滲透試驗(yàn)物質(zhì)處理的零件的部分的桿。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一內(nèi)窺鏡的光導(dǎo)裝置包括由所述管的一端向另一端延伸的光纜。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，光纜具有彎曲出口端，其方位相對(duì)于管的軸線方向傾斜并且設(shè)計(jì)成靠近將在可見光中照射的零件的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圖像傳輸裝置包括光學(xué)部件的直線組件，其包括成像物鏡和基本上由管的一端向另一端延伸的圖像傳輸鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一內(nèi)窺鏡的圖像傳輸裝置還包括反光鏡裝置，其安裝在圖像傳輸裝置光軸上管的一端并且其方位相對(duì)于所述光軸傾斜。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，第一內(nèi)窺鏡的圖像傳輸裝置還包括反光鏡裝置，其安裝在圖像傳輸裝置光軸上管的一端并且其方位相對(duì)于所述光軸傾斜，并且其中反光鏡裝置和光纜的彎曲出口端鄰近并且同向，從而分別照亮和觀察零件的相同部分。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，反光鏡裝置位于光學(xué)部件的直線組件和光纜的彎曲出口端之間。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，反光鏡裝置是由棱鏡形成的。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，反光鏡裝置具有相對(duì)于圖像傳輸裝置的光軸呈45°的反射面，并且電纜的彎曲出口端垂直于管的軸延伸。
10.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，光纜沿管的壁延伸，并且圖像傳輸裝置基本上占據(jù)了管的剩余部分。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，圍繞第一內(nèi)窺鏡容納在桿內(nèi)部的管包括氣管、粉末管和液體管，它們由所述桿的一端向另一端延伸并且均具有連接至供給裝置的第一端，粉末管和液體管分別具有沿與照射裝置和圖像傳輸裝置的方向相同的方向朝桿的外部開口的相對(duì)端，并且空氣管具有一個(gè)相對(duì)的端，其在桿的終端軸向地朝外開口以生成氣流來(lái)保護(hù)第一內(nèi)窺鏡的端部。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一內(nèi)窺鏡的管具有大約4mm的直徑，并且上述桿具有大約8mm的直徑。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，使用紫外線的第二內(nèi)窺鏡具有基本上與上述桿相等的外徑。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于查找和檢測(cè)位于壁后面基本上難于接近的零件中缺陷的裝置，該裝置包括在可見光中照射并進(jìn)行觀察的第一內(nèi)窺鏡，第一內(nèi)窺鏡和用于供給和噴射滲透試驗(yàn)物質(zhì)的管共同容納在一個(gè)桿中，此桿可以插入壁上的一個(gè)孔以對(duì)零件進(jìn)行檢查，該裝置還包括第二內(nèi)窺鏡，其獨(dú)立于第一內(nèi)窺鏡和用于使用紫外線照射并用于觀察零件上被滲透試驗(yàn)物質(zhì)處理的部分的桿。
文檔編號(hào)G02B23/00GK1576830SQ20041006209
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者伊莎貝爾·博南格, 約翰·勒凱列克, 讓－克洛德·勒莫愛爾, 米歇爾·巴切拉 申請(qǐng)人:Snecma發(fā)動(dòng)機(jī)公司, Snecma服務(wù)公司