원격 육안 검사용 산업내시경은 전통적으로 복잡한 광학 및 디지털 이미징 장비를 내시경의 정밀한 선단부에 설계해야 하는 어려움에 직면해 왔습니다. 이와 같이 검사 및 측정 기능은 이전에는 제한적이었지만, 최근의 혁신은 산업내시경 기술을 한 단계 발전시켰습니다.
4배 더 넓은 영역에 걸쳐 3D 스테레오 측정과 함께 정교한 조작 편의성과 사용성을 갖춘 차세대 산업내시경은 특히 항공우주 부품에 대한 더 큰 결함을 검사할 때 시간을 절약하고 효율성을 높입니다. 의사 결정에서 더 확신할 수 있도록 탐지 가능성과 결함 특성화가 향상되었으며, 실제 사례를 통해 산업내시경이 고장난 조건에서 얼마나 정확한 측정이 보장되는지 확인할 수 있습니다.
한 눈에 보기
· 이전에 감지되지 않았던 세부 사항을 특성화하여 구성품이 목적에 적합하도록 보장합니다.
· 최신 산업내시경은 검사 품질 및 탐지 가능성을 향상시킵니다.
· 4배 더 넓은 3D 측정 면적으로 속도 및 효율성 향상
· 4-60mm 범위의 광학 아답터로 접근하기 어려운 영역을 측정합니다.
· 사례 연구는 산업내시경이 고장난 경우에도 정확한 측정이 가능하다는 것을 입증합니다.
항공 우주 장비의 숨겨진 결함 드러내기
원격 육안 검사(RVI)는 항공 우주 산업에서 검사시 유용한 도구로, 가스 터빈, 엔진 실린더 및 연료 탱크와 같은 복잡한 구성품을 분해할 필요가 없어 비용과 시간을 절감할 수 있게 해줍니다.
RVI 기술이 발전함에 따라 최신 세대의 산업내시경은 검사 품질과 효율성을 최우선으로 설계되고 있습니다. 밝은 조도와 결합된 고품질 광학 장치는 미세한 관절과 효율성을 높이는 고유의 기계 네트워크와 결합하여 사용성과 탐지율(PoD)을 크게 향상시킵니다. 이러한 혁신을 바탕으로 새로운 초광시야 3D 스테레오 측정 기능의 도입은 산업내시경 진화의 다음 단계를 제시합니다. 이전에 감지할 수 없었던 세부 사항을 확인하고 정량화하면 모든 구성품의 성능이 적합하다는 확신을 할 수 있으므로, 항공기의 운행 시간을 늘리고 안전한 항공 여행을 보장할 수 있습니다.
보다 효율적인 작업 방식
차세대 산업내시경은 조작성에서부터 검사의 모든 측면까지 해결할 수 있도록 다양한 기능을 통합했습니다. 속도와 효율성으로 포괄적인 검사를 지원하고 접근하기 어려운 지역의 접근성을 개선하여 탐지율을 높이는 것이 핵심입니다. 42가닥의 텅스텐 메쉬가 지닌 우수한 내마모성으로 보호되는 향상된 유연성과 제어 기능을 결합하여 작업자가 좁은 공간을 탐색할 수 있게 해줍니다. 이러한 발전에 따라 작업자는 360° 전체 범위에 걸쳐 관절을 직접 민감하게 제어함으로써 이전에 가능했던 것보다 더 많은 구성 요소를 시각화하도록 내시경을 쉽게 제어할 수 있습니다.
사용성이 향상되었을 뿐만 아니라 검사 및 측정 기능을 진정한 단일 작업으로 통합하여 운영 효율성이 획기적으로 향상되었습니다. 과거에는 시간이 많이 소요되는 결함 검사 워크플로의 정확성을 보장하기 위해 두 가지 팁이 필요했습니다. 표준 검사 팁으로 결함이 확인되면 내시경을 제거하고 측정 팁을 장착하여 결함을 재분석했습니다. 검사와 측정을 위한 단일 팁은 육안 검사에서 큰 진전을 이루었지만, 단점 중 하나는 표준 검사에 사용될 때 이들 시스템이 상대적으로 어둡고 낮은 화질의 이미지를 제공한다는 것입니다. 일반적인 기대와는 달리 이 제품들에는 관찰을 위한 실행 가능한 솔루션이 제공되지 않으며, 대부분의 경우 화질이 좋지 않아 검사자가 종종 결함을 잘못 해석하거나 결함을 완전히 놓칠 수 있기에 일반적으로 단일 화면 광학 아답터 솔루션이 지닌 시간 절약의 이점을 누릴 수 없습니다.
관찰 품질과 측정 능력 면에서 장점을 모두 갖춘 최신 3D 스테레오 측정 기술이 통합된 산업내시경이 이러한 문제를 해결합니다. 새로 출시된 Olympus IPLEX NX는 업그레이드된 CCD를 통해 훨씬 더 뛰어난 해상도를 제공합니다. 고휘도 레이저 다이오드, 초광각 시야(FoV) 및 고급 처리 기능과 결합되어 밝은 고화질의 이미지를 제공합니다. 보다 세부적인 시야로 단일 화면 보기에서 광각으로 철저한 검사를 수행할 수 있으므로 측정 광학 아답터만 설치하더라도 검사와 측정 모두에서 최고의 성능을 보장할 수 있습니다.
지속적인 효율성 추구에서 가장 중요한 것은 IPLEX NX의 1.5배 더 큰 시야와 1.7배 더 넓은 초점거리(DoF)가 마침내 기존 내시경에 비해 4배 더 넓은 측정 영역을 허용하여(그림 1) 단일 이미지로 더 큰 결함을 검사함으로써 시간을 절약하고 효율성을 증가시킨다는 점입니다.
 | 모범 사례 | 200mm를 초과하는 목표 거리에 대한 측정
IPLEX NX를 통해 최상의 결과를 얻으려면 산업내시경에 필요한 20mm 거리보다는 목표 물체로부터 약 40mm의 목표 거리를 두는 것이 좋습니다. 극한의 목표 거리와 악조건에서 IPLEX NX 산업내시경의 측정 정확도를 시험하기 위해 200mm(192.8~204.8mm) 이상의 목표 거리로부터 100mm(+/- 0.5mm) 길이의 보정된 규칙에 따라 파악된 거리에 대한 측정을 실시했습니다. 이 규칙의 표면은 가능한 가장 불리한 조건 하에 시스템을 배치하고 최악의 경우에 달성 가능한 정확도를 확인하기 위하여 반사도가 매우 높았습니다. 산업내시경은 어떤 측정 데이터도 얻을 수 없었던 반면, IPLEX NX는 99.79%의 정확도로 측정을 수행했습니다. |
그림 1 4배 넓은 측정 면적으로 빠르고 효율적인 검사
Olympus IPLEX NX의 1.5배 더 큰 시야와 1.7배 더 큰 피사계 심도로 달성된 4배 더 넓은 측정 영역(4b)으로 짧은 시간에 포괄적인 조사가 가능합니다. 산업내시경(b)의 제한된 보기와 비교하여 접근이 어려운 영역의 결함을 더 먼 거리(2a에 비해 a)에서 측정할 수 있습니다.
탐지 확률 증가
이미지 화질의 향상은 정확한 측정을 지원할 뿐만 아니라 이로 인해 탐지율을 높이는 결과를 가져왔습니다.
초점거리 범위 즉 피사계 심도가 1.7배 증가하면 목표에 대한 4-60mm 범위의 팁으로 측정이 가능해 더 먼 거리에서 결함을 측정하는 데 한계가 있는 기존 시스템에 비해 탐지율이 크게 개선됩니다. 이와 같은 피사계 심도의 증가는 다음 사례 연구에서 입증된 것처럼 대상에 가까이 가지 않더라도 열 교환기 튜브나 터빈 블레이드 등 매우 접근하기 어려운 영역에서 결함을 관찰할 수 있다는 것을 의미합니다.
3D 스테레오 측정의 발전
탐지율 증가와 함께, 식별된 결함에 대한 정확한 측정은 항공 우주 검사에 필수적이며, 상세한 통찰력을 제공하므로 충분한 정보에 입각한 의사 결정을 가능하게 해줍니다. 최신 광학 및 디지털 기술을 기반으로 하는 새로운 초광시야 3D 스테레오 측정을 통해 이전보다 짧은 시간 내에 전례 없는 정확도로 구성품을 검사할 수 있습니다. 이는 시야를 1.5배 증가시키는 새로운 광학 및 고휘도를 특징으로 하는 IPLEX NX와 같은 산업내시경에 내장되어 있습니다. 이는 측정 영역이 4배 확대된 것과 본질적으로 동일하며, 한 번의 시도로 전체 결함을 실시간으로 포착할 수 있습니다. 여러 이미지 및 측정 값을 수집하는 시간 소모적인 작업에서 작업자의 시간을 절약하게 해줄 뿐만 아니라 더 먼 목표 거리에서 더 큰 결함을 특성화하는 데 특히 이상적입니다. X, Y, Z 평면의 크기 및 상황 정보가 기준점 및/또는 측정 지점이 표시된 후 자동으로 포착되기 때문에 이 기술을 이용하여 다양한 3D 측정 기능이 가능합니다(그림 2). 측정에는 표시된 두 점 또는 기준선 사이의 거리, 여러 지점의 면적/원주, 점과 기준 평면 사이의 깊이 또는 높이가 포함됩니다.
프로세서 기술과 계산 알고리즘의 발전은 가치 있는 새로운 기능을 도입하는 동시에 측정 성능의 향상을 뒷받침하고 있습니다. 예를 들어, 데이터를 실시간으로 표시하면 작업자는 빠르고 원활한 워크플로를 위해 검사를 잠시 중지하거나 중단하지 않고도 표면 모양과 거리에 대한 정보를 계속 확인할 수 있습니다. 내시경 팁에서 검사 표면의 여러 지점까지의 거리는 다중 지점 범위로 제공되며, 측정을 위해 이미지를 포착하기에 앞서 사전 측정 표면 상태와 신뢰도 정보를 통해 적합성이 즉시 평가됩니다. 이는 이미지 포착에 앞서 대상 영역을 측정할 수 있는지 또는 다른 조건에서 이미지를 다시 포착해야 하는지에 대한 여부를 나타냅니다. 이러한 정보 표시가 없는 산업내시경과 달리 초광각 3D 스테레오 측정은 오류의 원인을 표시하여 사용자가 동일한 실수를 반복하지 않도록 합니다. 또한 처리 능력이 뛰어나 여러 측정 모드를 적용하여 단일 이미지에서 수집한 정보의 수준을 극대화할 수 있으며, IPLEX NX 장치 자체에서 세 가지 유형의 측정을 수행하고 호환되는 PC에서는 열 가지 측정을 수행할 수 있습니다.
그림 2 3D 스테레오 측정으로 결함 정량화
측정은 삼각 측량 및 시차를 활용하며, 광학 시스템, CCD 및 프로세서를 사용하여 지점의 X, Y 및 Z 위치에 대한 정보를 수집합니다. CCD의 각 측면에 대한 시점 이동이 결정되며, 고급 알고리즘을 통해 여러 3D 측정 기능을 사용할 수 있습니다.
까다로운 조건에서 정확한 측정
설명한 바와 같이 차세대 산업내시경은 많은 이점을 제공하며, 다음예는 어려운 현실 상황에서 이러한 이점에 대해 강조합니다.
1. 반사 표면
금속, 유리 및 기름진 표면을 포함한 다양한 재료는 반사율이 높습니다. 안타깝게도 산업내시경을 사용하여 이러한 샘플을 이미징하면 측정 불가능한 어두운 영역이 발생합니다. 따라서 물체의 너비를 측정할 수 없습니다. 동일한 조건에서 초광시야 3D 스테레오 측정을 사용하여 측정이 가능합니다(그림 3).
 | 그림 3 IPLEX NX를 사용하여 반사 표면에 대한 초광시야 3D 스테레오 측정. 어두운 부분이 없어 전체 물체를 정확하게 측정할 수 있습니다. 측정 결과: 10.0mm의 눈금의 경우 10.6mm 및 10.1mm |
2. 어두운 물체
물체가 너무 어두운 경우 대부분의 산업내시경 시스템에서는 "측정 오류. 더 나은 결과를 얻으려면 팁을 회전하거나 더 가까이 이동하십시오."라는 오류 메시지를 표시하는 것이 일반적입니다. 물체에 다가가도 이미지 포착에 실패하므로 대형 용기, 연소실 및 고흡수성 물질과 같은 구성품을 정확하게 검사할 수 없습니다. 그러나 IPLEX NX 초광시야 3D 스테레오 측정 시스템은 더 먼 거리에서도 정확한 결과를 얻을 수 있으므로 어두운 환경에서 결함의 규모를 파악할 수 있습니다(그림 4).
 | 그림 4 IPLEX NX를 사용한 성공적인 어두운 물체 이미징 |
3. 각진 물체
CCD를 향하거나 CCD로부터 멀리 떨어진 각도로 촬영한 모든 물체는 측정하기가 어려울 수 있습니다. 이미지는 괜찮아 보이지만 실제 측정 가능한 면적은 매우 작습니다. 산업내시경은 종종 위상 격자 패턴 투영을 위한 유연하지 않은 LED 조명을 갖추고 있는데, 이는 측정이 가능하도록 인워적으로 조정할 수 없습니다. 초광시야 3D 스테레오 측정을 통해 동일한 조건에서 결과를 얻을 수 있으며, 밝기 제어를 통해 물체 전체를 조명할 수 있습니다(그림 5).
 | 그림 5 IPLEX NX의 밝기 제어 기능으로 주어진 광원을 통해 각진 물체를 측정할 수 있습니다. 측정 결과: 10.0mm의 눈금의 경우 0.6mm 및 10.1mm |
4. 표면적이 작거나 좁은 물체
기어 톱니 및 프런트 엔드 블레이드 원근법 같은 구성품들은 격자 패턴을 투영하기에는 표면적이 너무 좁아 산업내시경으로는 대상 측정이 불가능합니다. 초광시야 3D 스테레오 측정 기능이 있는 IPLEX NX를 사용하여 구성품의 말단 끝을 정확하게 측정할 수 있습니다(그림 6).
 | 그림 6 IPLEX NX의 3D 스테레오 측정을 통해 이 구성품의 좁은 말단 끝에서도 정확한 측정이 가능합니다. |
요약
항공 우주 유지 보수에서 생산성 향상의 핵심 요소인 Olympus IPLEX NX와 같은 차세대 RVI 산업내시경을 통해 검사 시간 단축과 정확도 향상이 달성될 수 있었습니다.
이 단일 팁 시스템에 통합된 초광시야 3D 스테레오 측정은 시험 및 검사 기술의 발전을 선도하여 탐지율을 획기적으로 증가시키고 정보에 입각한 의사 결정을 용이하게 해줍니다. 이는 작업자가 고품질 광학 제품 및 넓어진 시야로 이전보다 4배 넓은 영역을 검사함으로써 용이한 의사 결정을 가능하게 해줍니다. 사실상 피사계 심도가 증가하면 4-60mm의 팁과 대상 간의 거리로 정확한 측정이 가능하기 때문에 이는 접근이 극도로 제한된 경우에도 유효합니다. 실시간 정보의 지속적인 표시와 업그레이드된 계산 능력을 통해 저조도 및 반사면을 포함한 다양한 시험 조건에서 신뢰할 수있는 측정을 쉽게 수행할 수 있습니다. 입증된 바와 같이, IPLEX NX는 산업내시경이 고장나는 시험 조건에서도 이미지를 포착할 수 있습니다.
요약하면, 최신 3D 스테레오 측정 기술은 고화질 이미지를 통해 탐지율을 향상시켜 작업자가 이전에 숨겨져 있던 결함을 신속하게 발견하고 정확하게 측정할 수 있게 해주며, 구성품을 철저히 검사하여 항공기 성능에 대한 궁극적 신뢰를 얻을 수 있게 해줍니다.
저자 Liam Hanna
Liam은 Olympus 컨슈머 이미징 부서에 이미징 전문가로 합류하여 지난 5년간 이 기술들을 사이언스 솔루션 부서로 이전시켜 왔습니다. EMEA 내 원격 육안 검사용 제품 및 응용 전문가로서 고객에게 가능한 최상의 솔루션을 제공하기 위해서는 동적인 접근 방식이 필요합니다. 강력한 고객 중심으로 Liam은 유럽, 중동, 아프리카, 러시아 및 아시아 전역을 여행하면서 시장 주도형 제품 개발을 돕기 위해 여러 해 동안 Olympus의 이해 관계자들, 즉 글로벌 조직, 총판 및 최종 사용자들과 긴밀히 협력해왔습니다.
연락처
Liam G. Hanna
Liam.hanna@olympus-europa.com
제품 전문가 RVI
VM 유지 보수
과학 솔루션 부서
OLYMPUS EUROPA SE & CO. KG
Wendenstraße 14-18, 20097 Hamburg, Germany
