W zakresie inspekcji przemysłowej jakość odlewów wpływa bezpośrednio na bezpieczeństwo i niezawodność produktów. Jako podstawowe narzędzie badań nieniszczących-odpowiedni dobór endoskopu przemysłowego ma bezpośredni wpływ na dokładność i skuteczność identyfikacji defektów. Jak możemy naukowo dobrać sprzęt endoskopowy, mając do czynienia z odlewami o znacząco różnych aperturach?
Istnieje ścisły i wzajemnie ograniczający związek pomiędzy głębią ostrości kamery endoskopowej a średnicą rury (zwykle odnoszącą się do wewnętrznej średnicy obserwowanej rury lub wnęki).
Mówiąc najprościej, podstawowa relacja to:
Przy stałym układzie optycznym i odległości fotografowania im mniejsza średnica rury, tym większa efektywna głębia ostrości; im większa średnica rury, tym mniejsza efektywna głębia ostrości.
Poniżej wyjaśnimy to szczegółowo zarówno z punktu widzenia zasady, jak i praktycznego zastosowania.
Podstawowa zasada: dlaczego istnieje taka relacja?
Najpierw musimy zrozumieć kilka kluczowych pojęć:
Głębia ostrości
Odnosi się do zakresu odległości przed i za fotografowanym obiektem, który pozwala na uzyskanie wyraźnego obrazu przy przedniej krawędzi obiektywu aparatu. Mówiąc prościej, jest to zakres głębi obrazu, który pozostaje wyraźny od przodu do tyłu.
Średnica rury
Tutaj możemy to rozumieć jako głębokość przestrzenną obserwowanego obiektu lub wewnętrzną średnicę wnęki. Określa zakres odległości pomiędzy „pierwszym planem” i „tłem” obiektu.
Koło rozmycia
Punkt na obrazie wydaje się zamazany, ponieważ tworzy na matrycy małą plamkę (okrąg rozmycia). Kiedy plamka jest na tyle mała, że ludzkie oko lub czujnik nie jest w stanie jej rozróżnić, uznajemy, że jest ona ostra. Granicę głębi ostrości wyznacza dopuszczalna wielkość koła rozmycia.
Istota relacji leży w ograniczeniu „tła”
Gdy średnica rury jest mała
* Twój „pierwszy plan” to bliższa strona wewnętrznej ściany rury, a „tło” to druga strona wewnętrznej ściany rury.
* Ze względu na małą średnicę rurki to „tło” fizycznie znajduje się bardzo blisko obiektywu. Nawet jeśli obiektyw ma pewną zdolność do rozmycia, to bliskie „tło” najprawdopodobniej nadal będzie mieścić się w głębi ostrości.
* Wynik: cały przekrój-od najbliższej wewnętrznej ściany do dalszej wewnętrznej ściany mieści się w głębi ostrości, a cały obraz jest ostry. Mała średnica rury „pomaga”, ponieważ nie zapewnia tła na tyle odległego, aby mogło zostać rozmyte.
Gdy średnica rury jest duża
* Twoim „pierwszym planem” może być tkanka znajdująca się blisko soczewki, a „tłem” może być odległa wewnętrzna ściana fajki lub innych narządów.
* Ze względu na dużą średnicę rury to „tło” może być fizycznie oddalone od obiektywu i łatwo wypadać poza głębią ostrości obiektywu.
* Wynik: Kiedy skupiasz się na tkance na pierwszym planie, odległe tło staje się bardzo rozmyte. Duże średnice tubusów „kwestionują” głębię ostrości, ponieważ zapewniają wystarczającą odległość, aby uzyskać zauważalne rozmycie.
Zasady dopasowywania apertury i średnicy sondy
* **Bardzo-bardzo cienka średnica rurki (mniejsza lub równa 3 mm):** Wymagana jest bardzo-cienka sonda, zwykle o średnicy poniżej 1,5 mm. Konieczny jest obiektyw{{5}o ogniskowej o dużym polu widzenia (120 stopni lub więcej) i małej głębi ostrości. Należy również wziąć pod uwagę długość sondy.
* **Średnica mikro-probówki (w granicach 10 mm):** Sonda o średnicy 2 mm-4 mm jest głównym wyborem. Zalecany jest obiektyw o małej ogniskowej z głębią ostrości około 90 stopni i zakresem 5–30 mm.
* **Średnia średnica tubusu (około 20 mm):** Można wybrać ultra-szerokokątny-obiektyw z polem widzenia 140 stopni i głębią ostrości w zakresie 7–110 mm. Pozwala to na wszechstronną obserwację obrazu wewnętrznego tuby odlewniczej.
* **Large Tube Diameter (>30 mm):** Średnicę sondy można zwiększyć do 6 mm-8 mm. Preferowany jest obiektyw o małym polu widzenia (75 stopni). Mały kąt umożliwia wystarczający dopływ światła, głębokie pole widzenia i duży zasięg, umożliwiając obrazowanie w wysokiej rozdzielczości i wyraźne uchwycenie drobnych defektów.
Analiza zgodności źródła światła i funkcji prowadzącej
Warunki oświetlenia i działanie sondy to kluczowe parametry pomocnicze zapewniające jakość kontroli:
Konfiguracja źródła światła: w przypadku inspekcji-z małą aperturą zaleca się-urządzenie światła LED w kształcie pierścienia, ponieważ jego równomierne oświetlenie pozwala uniknąć prześwietlenia środka; w przypadku scenariuszy z dużą-aperturą można wybrać-lampy LED o wysokiej jasności.
Możliwość prowadzenia:-czterokierunkowe złącza prowadzące stały się standardem branżowym, ale w przypadku otworów<4mm, a mechanical guiding mechanism is recommended, as its response speed is more than 30% faster than electronic ones.
Pole widzenia, głębia ostrości i średnica rurki kamery endoskopowej zależą-od sceny. Środowiska o małej-średnicy obiektywnie wzmacniają efekt głębi ostrości obiektywu, podczas gdy środowiska o dużej-średnicy stawiają wyższe wymagania w zakresie wydajności głębi ostrości obiektywu. Przy wyborze lub projektowaniu endoskopu jednym z głównych czynników branych pod uwagę musi być typowa średnica rurki (lub wielkość przestrzeni) dla docelowego zastosowania.
