Введение

Бороскоп (иногда называемый бороскопом, хотя это написание не является стандартным) — это оптический прибор, предназначенный для помощи в визуальном осмотре узких и труднодоступных полостей. Он состоит из жесткой или гибкой трубки с окуляром или дисплеем на одном конце и объективной линзы или камеры на другом, соединенных оптической или электрической системой. В некоторых случаях оптическая система дополняется (обычно волоконно-оптическим) освещением для увеличения яркости и контрастности. Объективная линза формирует внутреннее изображение освещенного объекта, которое увеличивается окуляром и представляется глазу наблюдателя. Жесткие или гибкие бороскопы могут быть подключены к внешним устройствам для фото- или видеосъемки. Для медицинского применения подобные приборы называются эндоскопами.

Применение

Бороскопы используются для визуального контроля в тех случаях, когда доступ к целевой области невозможен иными способами, или когда обеспечение доступа может потребовать разрушительной, трудоемкой и/или дорогостоящей разборки. Аналогичные устройства, применяемые внутри человеческого тела, называются эндоскопами. Бороскопы в основном используются в методах неразрушающего контроля для выявления дефектов или несовершенств. Бороскопы широко применяются для визуального контроля авиационных двигателей, газовых турбин, созданных на базе авиационных двигателей, паровых турбин, дизельных двигателей, а также двигателей автомобилей и грузовиков. Газовые и паровые турбины требуют особого внимания в связи с требованиями безопасности и технического обслуживания. Бороскопический контроль двигателей позволяет предотвратить ненужное техническое обслуживание, которое может оказаться крайне дорогостоящим для крупных турбин. Они также используются при производстве механически обработанных или литых деталей для контроля критических внутренних поверхностей на предмет заусенцев, качества поверхности или наличия сквозных отверстий. Другие распространенные области применения включают криминалистические исследования в правоохранительных органах, обследование зданий и оружейное дело для проверки внутренней поверхности ствола огнестрельного оружия. Во время Второй мировой войны примитивные жесткие борескопы использовались для осмотра внутренних каналов (отсюда и название "bore" scope) крупных орудий на предмет дефектов.

Гибкий или жесткий

Традиционный гибкий бороскоп включает в себя пучок оптических волокон, разделяющих изображение на пиксели. Он также известен как фиберскоп и может использоваться для доступа к полостям, расположенным с изгибом, например, к камере сгорания или "форсажной камере", для визуального контроля состояния воздухозаборников сжатого воздуха, лопаток турбины и уплотнений без разборки двигателя. Традиционные гибкие борскопы подвержены пикселизации и перекрестным помехам между пикселями из-за волоконно-оптической системы передачи изображения. Качество изображения значительно различается между разными моделями гибких борскопов в зависимости от количества волокон и конструкции волоконно-оптической системы. Некоторые высококачественные борскопы предлагают "визуальную сетку" на изображениях для облегчения оценки размера дефектной области. Для гибких борскопов также важны компоненты механизма артикуляции, диапазон артикуляции, поле зрения и углы обзора объектива. Содержание волокон в гибком реле также критически важно для обеспечения максимально возможного разрешения для наблюдателя. Минимальное количество пикселей – 10 000, при этом наилучшие изображения получаются при большем количестве волокон, в диапазоне от 15 000 до 22 000 для борскопов большего диаметра. Возможность управления освещением на конце вставной трубки позволяет оператору бороскопа вносить корректировки, значительно повышающие четкость видео- или фотоизображений. Жесткие борскопы аналогичны фиберскопам, но обычно обеспечивают более качественное изображение при меньшей стоимости по сравнению с гибкими борскопами. Жесткие борскопы имеют ограничение, заключающееся в необходимости прямолинейного доступа к контролируемому объекту. Поэтому жесткие борскопы лучше подходят для определенных задач, таких как проверка автомобильных цилиндров, топливных форсунок и гидравлических распределителей, а также для работы с огнестрельным оружием. Основными критериями выбора бороскопа обычно являются четкость изображения и доступность. Для инструментов схожего качества, жесткий бороскоп наибольшего диаметра, который помещается в отверстие, обеспечивает наилучшее изображение. Оптические системы в жестких борескопах могут быть трех основных типов: линзы с цилиндрическими стержнями Гарольда Хопкинса, ахроматические дублеты и линзы с градиентным показателем преломления. Для борскопов большого диаметра (более ), ахроматические дублетные реле работают достаточно хорошо, но по мере уменьшения диаметра трубки бороскопа линзы с цилиндрическими стержнями Хопкинса и линзы с градиентным показателем преломления обеспечивают более качественное изображение. Для очень маленьких жестких борскопов (менее ), предпочтительнее реле линз с градиентным показателем преломления.

Видеоборескопы

Видеоборескоп, или "камера для визуального контроля", аналогичен гибкому борескопу, но использует миниатюрную видеокамеру на конце гибкого зонда. На конце вставляемого зонда имеется источник света, позволяющий записывать видео или делать снимки глубоко внутри оборудования, двигателей и других труднодоступных мест. Как инструмент для дистанционного визуального контроля, возможность записи видео или снимков для последующего анализа является значительным преимуществом. На другом конце находится дисплей, отображающий изображение с камеры, а в некоторых моделях положение обзора можно изменять с помощью джойстика или аналогичного элемента управления. Поскольку сложный волоконно-оптический световод в традиционном борескопе заменен недорогим электрическим кабелем, видеоборескопы могут быть значительно дешевле и потенциально обеспечивать более высокое разрешение (в зависимости от характеристик камеры). Простые в использовании, работающие от аккумулятора видео-борескопы с ЖК-дисплеями разрешением 320×240 пикселей или выше стали доступны примерно с 2012 года от нескольких производителей и подходят для некоторых задач. Во многих моделях видеокамера и гибкий зонд водонепроницаемы. Более поздние модели предлагают улучшенные характеристики, такие как более высокое разрешение, регулируемая подсветка или замена встроенного дисплея подключением к компьютеру, например, через USB-кабель.