Люди на всём протяжении развития научного знания всегда искали возможность заглянуть туда и разглядеть то, что не способен увидеть наш глаз. Стремление учёных рассмотреть мельчайшие предметы и живые клетки привело к появлению микроскопа, а их желание заглянуть вглубь космического пространства стало причиной изобретения телескопа.
Но кроме желания увидеть недосягаемо мельчайшее или безумно далёкое, люди науки хотели заглянуть внутрь самих себя: ещё каких-то 200 лет назад хирургический метод был единственным, позволяющим визуальное наблюдение полостей желудочно-кишечного тракта или, скажем, дыхательной системы. Но хирургия сопряжена со сложностью операций, опасностью для здоровья и жизни пациента и длительностью постоперационной реабилитации. Все эти «неприятности» не давали покоя учёным-экспериментаторам прошедших веков, и, в конечно итоге привели к разработке самого первого безопасного метода осмотра внутренних органов человека, названным эндоскопией и прибора для его проведения – эндоскопа.
За несколько сотен лет эндоскоп достиг высокой степени развития и сегодня это высокотехнологичный прибор, спасший миллионы жизней за счёт своевременной диагностики заболеваний органов. Его успешное применение в медицине открыло возможность трансформироваться и служить в руках не только тех, кто давал клятву Гиппократа, но и инженеров, работающих с различными машинами, которые, как и люди, требуют осмотра внутренних частей. Прибор, созданный для таких целей, стал именоваться техническим эндоскопом.
Взрывное развитие микроэлектроники на рубеже XX и XXI веков стало причиной создания миниатюрных электронных компонентов, в частности видеокамер, которые, как нельзя лучше объединились с эндоскопами и образовали новый класс приборов, называемых видеоэндоскопы, принятыми на вооружение как врачами, так и инженерами.
Статья ставит целью ознакомить читателя с техническими видеоэндоскопами: рассказать о том что это, как это устроено, описать основные виды и сделать обзор интересных моделей.
Время чтения: 15 минут
Видеоэндоскопы? Это очень просто!
Что такое технический видеоэндоскоп?
Технический эндоскоп (от древнегреческого ἐνδο — «внутри» и латинского scopium – «наблюдать») — это прибор для визуального контроля состояния скрытых, труднодоступных мест различных машин и механизмов, труб и каналов, обычный осмотр которых сопряжён с необходимостью вывода агрегата или трубопровода из эксплуатации или частичного демонтажа.
Зачастую, в практике обслуживания сложных систем возникает нужна в инспектировании тех частей, которые из-за специфики работы невозможно проконтролировать без разборки узла или полного демонтажа. Примером может служить необходимость определения состояния поверхности цилиндра и целостности поршня цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания. Потеря мощности, затруднённый пуск, повышенный расход топлива и масла, вибрация и посторонний шум — всё это может быть признаками износа стенок цилиндра и/или поломкой поршневых колец, поршня или элементов клапанного механизма. Классический метод диагностики заключается в выводе двигателя из эксплуатации, частичная разборка и снятие головки блока: только после этой процедуры возможно увидеть состояние ЦПГ своими глазами. Такой метод сопряжён с трудностями: часто невозможно надолго вывести мотор из эксплуатации, к примеру, если он часть установки, генерирующей электроэнергию для ответственных нужд; разборка и сборка требуют времени, квалификации обслуживающего персонала и наличия набора комплектующих, которые подлежат замене. Наиболее целесообразным методом диагностики при описанной ситуации становится осмотр изнутри ЦПГ и части ГБЦ, но с прибором, введённым в надпоршневое пространство через отверстие для свечи зажигания (в бензиновых двигателях) или накала (в дизельных ДВС).
Как и медицинский аналог, они по принципу формирования и передачи изображения делятся на следующие:
- Оптические. Они формируют изображение системой линз и передают по оптическому волокну в окуляр;
- Видео. Картинка захватывается миниатюрной видеокамерой и передаётся по кабелю в аналоговом или цифровом формате.
Конструктивно он довольно прост и состоит из гибкого зонда, в законцовке которого расположена миниатюрная видеокамера, и основного блока, обрабатывающим сигнал и отображающим его на дисплее или передающим в «цифре» или «аналоге» на монитор, компьютер или смартфон.
В зависимости от конструктивного исполнения (длины зонда, его жёсткости и так далее) выделяют их сферы применения:
- Инспектирование состояния узлов двигателей, агрегатов и инженерных систем;
- Проведение инспекции целостности и работоспособности трубопроводов подачи жидкости или газа;
- Проверка отсутствия посторонних предметов и загрязнений в вентиляционных каналах и дымоходах;
- Определение скрытых дефектов строений, путём видеообследования пустот в стенах и потолочных перекрытиях;
- Поиск людей и других живых существ при проведении спасательных работ.
Разновидности технических видеоэндоскопов
Рассмотрим часто используемые устройства, а именно:
- С интегрированным дисплеем.
- Для проводного AV и USB-подключения.
- С беспроводным соединением.
Со встроенным дисплеем
Они дорогие, но универсальные и часто используемые: большинство профессиональных и значительная часть бытовых устройств оснащены дисплеем. Он позволяет устройству быть самостоятельным, полностью готовым к исследованиям прибором, что особенно важно при выполнении частых работ в промышленности или «в полевых условиях», к примеру, при обследовании подземных трубопроводов.
Диагональ экрана портативных моделей, как правило, не превышает 4–5 дюймов, что иногда недостаточно. Именно для таких случаев почти все видеоэндоскопы, помимо интегрированного экрана, предлагают аналоговый или цифровой видеовыход для подключения внешнего монитора или компьютера, а также возможность видеозаписи для дальнейшего изучения «на большом экране».
Он оснащён гибким зондом длиной 1 метр с законцовкой видеокамерой диаметром 8 миллиметров, герметичным корпусом, отвечающим требованиям стандарта IP67: эти характеристики и определяют сферу эксплуатации, а именно: исследование полостей узлов и агрегатов автомобиля в автомастерских. Частым применением будет дефектовка ЦПГ моторов. Видеокамера Hi-res с углом обзора 48°, дисплей на 2.4 дюйма и разрешением 640*480 пикселей, яркая светодиодная подсветка позволяют рассмотреть даже мельчайшие задиры и трещины в рабочей зоне цилиндра, поршня и клапанного механизма. Также выводит изображение на внешний аналоговый монитор или телевизор. Питание осуществляется от сменных элементов электропитания (4 единицы типоразмера AA).
- Герметичность корпуса и разъёмов.
- Дополнительные насадки и кейс для транспортировки и хранения в комплекте.
- Предназначен для профессионального применения.
- Питание от батареек, а не от аккумулятора.
Модель бренда Inskam удивительна. Оборудован двойной камерой в законцовке диаметром 8 мм: одна расположена в торцевой части, вторая на боковой цилиндрической поверхности, что в сочетании с гибким 10-метровым зондом позволит произвести визуальную инспекцию любых труднодоступных узлов техники, а также линий коммуникации. Имеет 5-дюймовый жидкокристаллический IPS-дисплей, который способен с высокой детализацией отображать информацию с двух 5-мегапиксельных видеокамер. Противоударный корпус, отвечающий строгому стандарту IP67 и установленный литий-ионный аккумулятор позволял использовать его даже в жёстких промышленных условиях.
- Относительно невысокая стоимость.
- Двойная камера высокого разрешения.
- Герметичное исполнение корпуса.
- Комплектуется насадками и фирменным чехлом.
- Предназначен для промышленных и производственных условий.
- Отсутствуют.
Его сложно назвать просто эндоскопом: этот многофункциональный комплекс оборудования предназначен для исследования трубопроводов, систем дымоудаления и вентиляции, а также различных подземных коммуникаций. Оборудован полужёстким зондом длиной 50 метров, который сочетает гибкость и способность к проталкиванию на протяжении всей длины. Блок камеры имеет прочный герметичный корпус из нержавеющей стали, отвечающий наиболее строгому стандарту IP68 и защиту из сапфирового стекла и способен к проведению инспекции трубопроводов с агрессивными средами, к примеру, систем водоотведения и канализации. Изображение выводится на жидкокристаллический 7-дюймовый дисплей, выполненный отдельным блоком. Питание от литий-ионного аккумулятора, обеспечивающем беспрерывную работу до 8 часов.
- Качество производства и высокая степень защиты видеокамеры.
- Гибкий, но проталкиваемый 50-метровый зонд.
- Зарядное устройство и алюминиевый кейс в комплекте.
- Профессиональное оборудование для промышленности.
- Высокая (но оправданная) стоимость.
Подключаемые через AV и USB-порты
Они не имеют экрана и, в зависимости от интерфейса подключения, для трансляции изображения используют отдельный монитор, ПК или смартфон. Отсутствие жидкокристаллического (LCD) или светодиодного (OLED) дисплея резко снижает стоимость устройства и позволяет взять его для нечастых хозяйственно-бытовых задач.
Наиболее применяемыми интерфейсами связи стали:
- Аналоговый AV: он полностью аналогичен композитному способу связи, применяемом в теле- и видеотехнике, а также в системах видеонаблюдения. Его можно подключить как и к монитор-тестеру, использующемуся для наладки телекоммуникационных сетей аналогового видеонаблюдения, так и к обычному телевизору.
- Цифровой USB: он наиболее популярен и чрезвычайно универсален: подключение возможно к компьютеру или смартфону. Эндоскопы, поддерживающие USB-подключение имеют собственное программное обеспечение, которое может быть установлено на ПК или любой гаджет, расширяя возможности устройства, в частности, иметь широкие настройки параметров, вывода и записи изображения.
В конфигурации модели полужёсткий метровый зонд класса защиты IP67 и законцовкой с камерой 5,5-миллиметрового диаметра. Подходит в эндоскопии в условиях дома и профессиональных мастерских. Наиболее популярен при дефектоскопии ДВС. Оборудован аналоговым видеовыходом с интерфейсом AV. Поддерживает подключение как к портативному монитору, так и к обычному телевизору.
- Длинный метровый зонд IP67.
- Для бытовых и профессиональных задач.
- Цена.
Это универсальная модель с полужёстким зондом 2 метра полностью герметичной конструкции IP67, заканчивающимся 5,5-мм камерой. Характеристики делают его востребованным в частном и профессиональном авторемонте. Применяется при эндоскопии ДВС, осмотре внутренностей радиаторов, патрубков, каналов различных систем автомобиля, а также обследование скрытых полостей кузова на предмет очагов коррозии и ремонтно-восстановительных работ. Устройство поддерживает подключение по USB-интерфейсу к телефону или ПК. Просмотр транслируемого видеопотока выполняется с помощью ПО, входящего в комплект. Ещё есть немало дополнительных насадок, увеличивающих удобство эксплуатации.
- Невысокая стоимость.
- Двухметровый зонд IP67.
- Для дома и коммерческого использования.
- Отсутствуют
Эндоскоп оснащён герметичным (IP67) гибким десятиметровым зондом, на конце которого смонтирована камера 5,5-миллметровым сечением. Конструкция оптимальна для дистанционного осмотра состояния трубопроводов, вентканалов и дымоходов, трасс системы кондиционирования и подогрева воздуха, а также кабельных каналов. Гибкость зонда позволяет при протяжке использовать кабельный кондуктор. Есть аналоговый видеовыход AV. Подключается как к портативному экрану, так и к простому телевизору.
- Качество изготовления.
- Подходит для любителей и профессионалов.
- Цена.
С беспроводным подключением
В них объединена умеренную цена и удобство практического применения устройств. Подключение большинства моделей сделано через Wi-Fi-интерфейс, позволяющий поднять высокоскоростное соединение типа «точка-точка» между устройством и компьютером или смартфоном. Как и в случае приборов, подключаемых через USB-кабель, управление и показ изображения выполняется через ПО, поставляемое в комплекте. Использование беспроводной технологии подключения особенно удобно в условиях промышленных помещений, в которых жёсткие условия эксплуатации и наличие загрязняющих факторов приводят к быстрому износу и поломке соединяющих кабелей и разъёмов, особенно миниатюрных разновидностей USB.
Модель оборудована герметичным (IP67) полужёстким полутораметровым зондом который оканчивается камерой 8-мм диаметра. Подходит для профессионального применения в автосервисах и использования дома для автодиагностики и авторемонта. Применим для осмотра ЦПГ двигателей ответственных узлов автомобилей. Видеокамера получила сенсор 2.0 Мп и угол зрения 70°. Видеоэндоскоп оборудован Wi-Fi-модулем. В комплект входит ПО для просмотра видео. Встроен Li-ion АКБ, на котором прибор автономно работает несколько часов.
- Wi-Fi-подключение.
- Создан для быта и для промышленности.
- Комплектуется набором разных насадок.
- Отсутствуют
Он оборудован герметичным гибким IP67-зондом длиной 2 метра и 8-мм камерой на конце. Характеристики помогают эффективно использовать его для видеоконтроля внутренностей узлов и агрегатов машин в автомастерских и частных гаражах. Используется для эндоскопии моторов, радиаторов охлаждения и патрубков, внутренних каналов разных автомобильных систем, а также обследования кузова для выявления коррозии. 2.0-мегапиксельная камера предоставляет ширину обзора 70°. Оборудован модулем связи Wi-Fi и поддерживает беспроводное подключение. Без проводов подключается для передачи видеопотока с его просмотром через специализированное ПО из комплекта. Питание от встроенной литий-ионной батареи, гарантирующей до нескольких часов непрерывной работы.
- Есть Wi-Fi.
- Универсальное применение.
- Комплектуется разнообразными насадками.
- Отсутствуют
Он получил водонепроницаемый (IP67) полужёсткий зонд общей длиной 10 метров и 8-миллиметровой видеокамерой на конце. Характеристики делают его подходящим для осмотра дымоходных систем, вентиляции и трубопроводов, климатических установок и кабельных каналов. Умеренная гибкость зонда помогает обойтись без кабельного кондуктора и выполнять успешную эндоскопию даже в узких и труднодоступных местах с небольшим радиусами поворота. Камера имеет разрешающую способность 2.0 мегапикселя и угол обзора 70°. Есть модуль Wi-Fi, программа для просмотра видеопотока в комплекте. Устройство питается от литий-ионной аккумуляторной батареи, которая предоставляет до нескольких часов автономной работы.
- Предусмотрена Wi-Fi-связь.
- Предназначен для дома, так и для профессиональной занятости.
- Обширный набор насадок в наборе.
- Отсутствуют
Технические эндоскопы сегодня «трудятся» во многих сферах: они применяются и инженерами, занимающимися выпуском сложных деталей, требующих визуального исследования скрытых полостей; автомеханиками, производящими ремонт двигателей; специалистами, обслуживающими трубопроводы для определения места повреждения и многими другими. Видеоэндоскоп — более прогрессивная версия, оснащённая видеокамерой, стала действительно незаменимым инструментом, предоставляющим лёгкость и эффективность наблюдений, которые ещё какое-то время назад были чрезвычайно сложны.
Из сегодняшнего материала вы узнали об устройстве эндоскопов, их основных видах и параметрах, ознакомились популярными моделями и сферами их применения.
