W wielu branżach przemysłowych pojawia się potrzeba zajrzenia do wnętrza urządzeń lub konstrukcji, tam gdzie ludzki wzrok nie ma dostępu. Endoskopy przemysłowe stanowią rozwiązanie tego problemu – to specjalistyczne przyrządy umożliwiające inspekcję wizualną trudno dostępnych miejsc bez konieczności demontażu maszyn czy uszkadzania badanych obiektów.
Czym jest endoskop przemysłowy?
Endoskop przemysłowy – często nazywany też kamerą inspekcyjną lub wideoskopem – to urządzenie służące do obserwacji miejsc, do których dostęp jest ograniczony lub niemożliwy bez rozmontowania sprzętu. Składa się zwykle z długiej, wąskiej sondy zakończonej miniaturową kamerą oraz źródłem światła, a także z układu wyświetlającego obraz (np. ekran wbudowany w urządzenie albo monitor zewnętrzny). Sonda endoskopu może być sztywna lub giętka, co pozwala na wprowadzenie jej do wnętrza maszyn, instalacji, rur, a nawet wąskich szczelin konstrukcyjnych. Obraz z kamery przekazywany jest na bieżąco do wyświetlacza, dzięki czemu operator może dokładnie obejrzeć stan badanych elementów.
Cechą charakterystyczną endoskopów przemysłowych jest możliwość zajrzenia “za kulisy” urządzeń – do przestrzeni normalnie ukrytych przed wzrokiem. Takie badanie nieniszczące bywa niezastąpione przy diagnostyce usterek, kontrolach jakości czy okresowych przeglądach technicznych. W odróżnieniu od medycznych endoskopów używanych do badania wnętrza ciała, wersje przemysłowe są projektowane z myślą o trudnych warunkach pracy: muszą być odporne na uszkodzenia mechaniczne, kontakt z olejami, pyłem czy wysoką temperaturą. W zależności od modelu, kamera endoskopowa może mieć różne rozmiary i oferować rozmaite funkcje – od prostego podglądu obrazu, aż po rejestrowanie filmów, wykonywanie zdjęć, a nawet dokonywanie pomiarów wewnątrz inspekcjonowanego obszaru.
Warto podkreślić, że terminologia bywa niejednoznaczna: słowa takie jak endoskop techniczny, boroskop czy wideoendoskop często używane są zamiennie na określenie tego typu urządzeń. Z grubsza rzecz ujmując, wszystkie one należą do rodziny endoskopów przemysłowych – urządzeń do wizyjnej inspekcji niedostępnych miejsc. Różnice między nimi dotyczą głównie konstrukcji i technologii przekazywania obrazu (o czym więcej w dalszej części artykułu). Niezależnie jednak od nazewnictwa, cel pozostaje taki sam: umożliwić wzrokową ocenę wnętrza obiektu bez konieczności jego rozbierania.
Zastosowania endoskopów w przemyśle
Uniwersalność endoskopów przemysłowych sprawia, że znalazły one zastosowanie w wielu sektorach. Poczynając od utrzymania ruchu w zakładach produkcyjnych, poprzez diagnostykę silników, a na kontroli infrastruktury kończąc – wszędzie tam, gdzie trzeba zajrzeć do środka urządzenia lub konstrukcji, sięga się po kamery inspekcyjne. Poniżej przedstawiamy kilka najważniejszych obszarów, w których wideoendoskopy odgrywają ważną rolę:
Przemysł motoryzacyjny
W branży automotive endoskopy należą do codziennych narzędzi diagnostycznych. Endoskop samochodowy pozwala mechanikom i inżynierom zajrzeć do wnętrza silników spalinowych, cylindrów, komór spalania czy układów wydechowych bez potrzeby demontażu tych elementów. Dzięki kamerze na giętkim przewodzie można ocenić stan tłoków, zaworów, turbosprężarek oraz wykryć osady, zatarcia czy ślady korozji. To znacznie przyspiesza diagnozowanie usterek. Zamiast tracić czas na rozbieranie silnika, mechanik może wprowadzić sondę endoskopu przez otwór świecy zapłonowej lub dyszy wtryskowej i od razu zobaczyć, co dzieje się w środku.
Boroskop sztywny bywa używany także przy kontroli jakości podzespołów podczas produkcji (np. sprawdzanie wykonania kanałów olejowych w odlewach silników). Endoskopy w motoryzacji przydają się ponadto do inspekcji trudno dostępnych elementów nadwozia, podwozia czy instalacji elektrycznej pojazdu – wszędzie tam, gdzie wzrok lub ręka ludzka nie sięgnie.
Energetyka i przemysł petrochemiczny
Sektor energetyczny również chętnie korzysta z możliwości, jakie daje inspekcja wizyjna za pomocą endoskopów. Przykładem może być kontrola turbin, generatorów i kotłów w elektrowniach – urządzenia te osiągają duże rozmiary i skomplikowaną konstrukcję wewnętrzną, przez co diagnozowanie ewentualnych usterek od wewnątrz jest niezwykle trudne bez specjalistycznego sprzętu. Wideoendoskopy umożliwiają sprawdzenie stanu łopatek turbiny pod kątem pęknięć czy nadmiernego zużycia, a także kontrolę wymienników ciepła, rur kotłowych i palników pod kątem osadów lub korozji.
Podobnie w przemyśle naftowym i chemicznym – rurociągi, zbiorniki, reaktory czy wymienniki można badać endoskopowo w celu wykrycia korozji wewnętrznej, pęknięć, złogów lub ciał obcych. Ze względu na specyfikę środowiska (obecność substancji chemicznych, wysoka temperatura, potencjalnie strefy zagrożone wybuchem) stosowane tam endoskopy muszą cechować się wysoką odpornością materiałową. Nierzadko sięga się po modele o wydłużonej sondzie oraz kamery wyposażone w oświetlenie o dużej mocy, by skutecznie oświetlić obszerne wnętrza zbiorników czy przewodów.
Lotnictwo i przemysł kosmiczny
W sektorze lotniczym endoskopy przemysłowe są nieodzowne przy serwisowaniu oraz produkcji jednostek napędowych. Silniki odrzutowe samolotów to zaawansowane konstrukcje, w których regularna inspekcja wewnętrznych komponentów (takich jak łopatki sprężarek i turbin, komory spalania itp.) jest absolutnie konieczna dla bezpieczeństwa. Przy pomocy odpowiednio cienkich i wytrzymałych endoskopów technicy lotniczy potrafią wykrywać nawet mikropęknięcia czy nadtopienia materiału wewnątrz silnika, nie rozbierając go na części. Co istotne, sprzęt do takich zastosowań musi spełniać surowe wymagania – często wykorzystuje się sondy o bardzo małej średnicy (poniżej 4 mm), zdolne przetrwać wysokie temperatury panujące w silniku tuż po wyłączeniu, a także zapewniające wysoką rozdzielczość obrazu, by wychwycić najdrobniejsze defekty.
Endoskopy znajdują zastosowanie także w przeglądach innych elementów samolotu (np. układów hydraulicznych, zbiorników paliwa) oraz w przemyśle kosmicznym, przy kontroli silników rakietowych i podzespołów statków kosmicznych.
Utrzymanie ruchu i diagnostyka maszyn
W zakładach produkcyjnych oraz wszelkiego rodzaju fabrykach endoskopy przemysłowe pełnią ważną funkcję w działach utrzymania ruchu. Pozwalają one na bieżąco monitorować stan maszyn i linii technologicznych bez konieczności zatrzymywania produkcji na długi czas. Na przykład, gdy podejrzewa się zużycie lub uszkodzenie elementu wewnątrz prasy, pompy czy przekładni, zamiast demontować ciężką maszynę, można wprowadzić kamerę inspekcyjną przez istniejący otwór serwisowy lub nawet niewielki otwór wykonany w tym celu. Inspekcja endoskopowa ujawnia pęknięcia, wycieki oleju, poluzowane części czy ciała obce, które mogły dostać się do mechanizmu. Szybka diagnoza umożliwia zaplanowanie napraw dokładnie tam, gdzie to potrzebne, co minimalizuje przestoje. Dzięki endoskopom prace konserwacyjne stają się bardziej precyzyjne i efektywne – serwisant dokładnie wie, co i gdzie wymaga interwencji.
Budownictwo i infrastruktura
Nie tylko typowy przemysł produkcyjny korzysta z dobrodziejstw endoskopów. Również w budownictwie oraz utrzymaniu infrastruktury znajdują one zastosowanie. Kamery inspekcyjne wykorzystuje się chociażby do badania instalacji sanitarnych i kanalizacyjnych – długie, wodoodporne endoskopy pozwalają sprawdzić drożność rur, zlokalizować blokady, pęknięcia czy nieszczelności w sieciach kanalizacyjnych, wentylacyjnych i kominowych.
Firmy zajmujące się diagnostyką budynków używają endoskopów do kontroli przestrzeni między ścianami, stropów podwieszanych czy przewodów wentylacyjnych, aby wykryć ewentualne wady konstrukcyjne, przecieki lub obecność szkodników. Zarządcy infrastruktury mostowej czy kolejowej również mogą korzystać z wideoskopów przy sprawdzaniu wnęk w konstrukcjach stalowych lub betonowych pod kątem pęknięć i korozji, których nie widać z zewnątrz. Takie inspekcje są ważnym elementem utrzymania bezpieczeństwa obiektów budowlanych i inżynieryjnych.
Jak widać, gama zastosowań endoskopów przemysłowych jest bardzo szeroka. Od warsztatów samochodowych, przez elektrownie i rafinerie, po plac budowy – wszędzie tam spotkamy techników z sondą endoskopową w dłoni. Oczywiście każda branża może mieć specyficzne wymagania co do sprzętu (np. długość i średnica sondy, odporność na czynniki środowiskowe, certyfikaty bezpieczeństwa), dlatego na rynku dostępne są rozmaite rodzaje endoskopów dostosowane do różnych zadań. Poniżej omawiamy główne typy tych urządzeń oraz ich specyfikę.
Rodzaje endoskopów przemysłowych
Pod ogólnym pojęciem endoskopu przemysłowego kryje się cała rodzina urządzeń o podobnym zastosowaniu, ale różniących się budową i technologią przekazywania obrazu. Najważniejszy podział wynika z konstrukcji sondy oraz sposobu transmisji obrazu z jej końcówki do okularu lub ekranu. Wyróżniamy trzy podstawowe kategorie:
Endoskopy sztywne (boroskopy)
Są to endoskopy o sztywnej, najczęściej metalowej obudowie sondy. Endoskop sztywny przypomina długi cienki teleskop – na jego końcu znajduje się układ optyczny (obiektyw i często pryzmat pozwalający zajrzeć pod kątem), a obraz przekazywany jest przez system soczewek do okularu lub matrycy kamery. Boroskopy sztywne mają ograniczoną zdolność manewrowania – można nimi badać tylko te obiekty, do których da się zapewnić prostoliniowy dostęp sondy. Mimo tego ograniczenia mają one pewne istotne zalety. Przede wszystkim oferują bardzo dobrą jakość obrazu dzięki bezpośredniej optyce (brak jest tu elementów elektronicznych na końcu sondy, które ograniczałyby rozdzielczość). Dobrej klasy boroskop zapewnia ostry, jasny obraz wnętrza, co ma znaczenie np. przy kontrolach jakości w przemyśle lotniczym czy motoryzacyjnym. Ponadto sztywna konstrukcja bywa bardziej wytrzymała niż elastyczne przewody – boroskopy są mniej narażone na uszkodzenia przy częstym użyciu, łatwiej też je czyścić i konserwować.
Typowe boroskopy mają średnice sond rzędu kilku milimetrów (np. 4-8 mm) i długości kilkudziesięciu centymetrów (choć istnieją zarówno modele znacznie cieńsze, jak i dłuższe, zależnie od potrzeb). Niektóre wyposażone są w wymienne okulary lub adaptery kamery, dzięki czemu obraz można oglądać nie tylko przez wziernik optyczny, ale i na ekranie. Istnieją też boroskopy z bocznym wglądem – posiadają one na końcu obracające się lusterko lub pryzmat, pozwalające zajrzeć na boki bez zmiany położenia całej sondy. Jest to przydatne np. przy inspekcji ścianek cylindrów czy rur, gdyż umożliwia obejrzenie wewnętrznych powierzchni bocznych.
Zastosowanie endoskopów sztywnych jest nieco ograniczone przez brak giętkości – sprawdzają się one najlepiej tam, gdzie mamy dostęp w linii prostej do punktu, który chcemy skontrolować. Przykładem może być szybka inspekcja komory spalania silnika lotniczego przez specjalny otwór serwisowy lub kontrola wnętrza rury o prostym przebiegu. W takich sytuacjach boroskop dostarczy obraz najwyższej jakości. Jednak w bardziej skomplikowanych układach, gdzie trzeba pokonać zakręty i kręte ścieżki, niezbędne stają się urządzenia giętkie – opisane poniżej fiberoskopy i wideoendoskopy.
Endoskopy giętkie światłowodowe (fiberoskopy)
Fiberoskopy to klasyczne endoskopy giętkie, w których obraz przekazywany jest nie elektronicznie, lecz za pomocą wiązek włókien optycznych. Sonda fiberoskopu zbudowana jest z elastycznego przewodu zawierającego tysiące cieniutkich światłowodów. Na końcu tej sondy znajduje się obiektyw, który rzutuje obraz na wiązkę światłowodów – każdy pojedynczy światłowód przenosi fragment obrazu (podobnie jak piksel). Obraz dociera następnie do okularu urządzenia lub do przetwornika video po drugiej stronie przewodu. Dzięki takiej budowie fiberoskop jest giętki i można go wprowadzić do bardzo krętych przestrzeni, niedostępnych dla sztywnych boroskopów.
Zaletą fiberoskopów jest możliwość uzyskania niezwykle małych średnic sond – nawet poniżej 2 mm. Tak cienką, giętką sondę można wprowadzić do wnętrza bardzo wąskich otworów i kanałów (np. do wnętrza przewodów paliwowych, wężownic wymienników ciepła czy drobnych komponentów mechanicznych). W niektórych zastosowaniach, np. w przemyśle lotniczym, miniaturowe fiberoskopy są wręcz niezastąpione, bo pozwalają zajrzeć tam, gdzie nie wejdzie żaden inny sprzęt. Kolejnym atutem jest stosunkowo duża odporność na wysoką temperaturę – brak elektroniki na końcu sondy sprawia, że fiberoskop może znieść temperatury nieco wyższe niż typowy wideoendoskop (choć same światłowody również mają swoje ograniczenia termiczne).
Ograniczeniem endoskopów światłowodowych jest jakość obrazu. Choć najlepsze fiberoskopy potrafią przekazywać obraz bardzo przyzwoitej jakości, to jednak zawsze będzie on nieco ustępował nowoczesnym kamerom cyfrowym. Rozdzielczość takiego obrazu zależy od liczby i jakości włókien w wiązce światłowodowej – im więcej włókien, tym obraz wyraźniejszy i z mniejszą „siatką” (strukturą wynikającą z ułożenia włókien). W praktyce obraz z fiberoskopu może wydawać się mniej ostry, czasem mozaikowy, zwłaszcza w porównaniu do wysokiej rozdzielczości wideoendoskopu. Mimo to do celów inspekcyjnych bywa w zupełności wystarczający, szczególnie gdy priorytetem jest dotarcie do trudno dostępnego miejsca.
Wiele fiberoskopów posiada funkcję sterowania końcówką sondy. W rękojeści urządzenia znajdują się pokrętła lub dźwignie, za pomocą których operator może odginać końcówkę w górę, dół oraz na boki (najczęściej w dwóch kierunkach, choć są też czterokierunkowe). Ułatwia to manewrowanie kamerą wewnątrz obiektu i skierowanie jej dokładnie tam, gdzie chcemy. Zakres odchylenia końcówki może wynosić np. 90°-120° w każdą stronę. Fiberoskopy z taką funkcją sprawdzają się np. w inspekcji silników czy turbin, gdzie po wprowadzeniu sondy przez mały otwór trzeba “rozejrzeć się” wewnątrz komory.
Podsumowując, giętkie endoskopy światłowodowe stanowią pomost między prostymi boroskopami a zaawansowanymi wideoskopami. Łączą zdolność dotarcia do ciasnych zakamarków z niezawodnością optycznego przekazu obrazu. Choć pod względem jakości obrazu ustępują kamerom cyfrowym, nadal są chętnie używane w wielu specjalistycznych zastosowaniach, gdzie liczy się przede wszystkim elastyczność i miniaturowe rozmiary sondy.
Wideoendoskopy (endoskopy cyfrowe)
Wideoendoskopy to obecnie najpopularniejszy i najbardziej zaawansowany rodzaj endoskopów przemysłowych. Wykorzystują one nowoczesną technologię cyfrową – na końcu giętkiej sondy znajduje się miniaturowa kamera (przetwornik obrazu, np. typu CMOS), która przechwytuje obraz i zamienia go na sygnał elektryczny. Sygnał ten przesyłany jest przewodem do jednostki głównej wyposażonej w ekran, na którym wyświetlany jest obraz w czasie rzeczywistym. Dzięki temu operator widzi na żywo kolorowy obraz z wnętrza urządzenia, a nowoczesna elektronika pozwala osiągnąć wysoką jakość – dostępne są endoskopy HD, Full HD, a nawet 4K, dające bardzo szczegółowy podgląd.
Wideoendoskopy łączą w sobie zalety giętkich sond i wyraźnego obrazu cyfrowego. Są bardziej uniwersalne niż fiberoskopy, ponieważ nie ogranicza ich liczba włókien – rozdzielczość obrazu zależy głównie od zastosowanej kamery. Już nawet przystępne cenowo modele oferują obraz lepszy niż większość endoskopów światłowodowych. Co więcej, wideoskopy często wyposażone są w liczne funkcje dodatkowe: możliwość zapisywania zdjęć i filmów na karcie pamięci, cyfrowe przybliżenie (zoom), regulację jasności oświetlenia, a nawet obróbkę obrazu (np. poprawa kontrastu, odwracanie lustrzane, pomiary na obrazie). Tego typu funkcjonalności znacznie ułatwiają dokumentację przeglądów i sporządzanie raportów z inspekcji.
Sonda wideoendoskopu jest zwykle elastyczna, o średnicy zależnej od wielkości wbudowanej kamery i potrzebnej ilości oświetlenia. Popularne średnice to 4-6 mm, choć dostępne są zarówno cieńsze (np. 2,8 mm), jak i grubsze sondy o większej wytrzymałości czy z wbudowanymi dodatkowymi diodami LED. Długość przewodu wideoendoskopu bywa różna – od 1-2 metrów w małych, przenośnych modelach, poprzez standardowe 3-5 m, aż po kilkunasto-metrowe przewody w specjalistycznych zestawach (do inspekcji kanalizacji czy bardzo dużych instalacji). Warto zaznaczyć, że zbyt długa i cienka sonda może być trudna w manewrowaniu (może się zwijać, plątać), dlatego ważny jest dobór długości odpowiedniej do zadania.
Większość wideoskopów posiada sterowanie kierunkiem patrzenia kamery. Końcówka z obiektywem bywa osadzona na przegubie poruszanym mechanicznie (za pomocą pokrętła, dżojstika lub mechanizmu elektromagnetycznego). Standardem w profesjonalnych modelach jest 4-kierunkowa artykulacja, umożliwiająca odchylenie końcówki w górę, dół, lewo i prawo – często nawet o 120°-180° w każdą stronę. Dzięki temu operator może obejrzeć praktycznie całe wnętrze komory, wykonując ruchy sondą i odpowiednio nią kierując. To ogromna przewaga nad endoskopami bez takiej funkcji, ponieważ pozwala zajrzeć za rogi, omijać przeszkody i przyjrzeć się obiektom pod różnymi kątami.
Wideoendoskopy stały się nieodzownym narzędziem w diagnostyce przemysłowej. Ich przewagą jest także łatwość użycia – obraz widoczny na ekranie pozwala wielu osobom jednocześnie obserwować przebieg inspekcji (np. specjalista może pokazywać mniej doświadczonemu technikowi, co widzi kamera, i wspólnie analizować sytuację). Ponadto dane z inspekcji można łatwo archiwizować i przesyłać. Warto dodać, że wiele nowoczesnych endoskopów cyfrowych ma moduły Wi-Fi lub wyjścia HDMI/USB, co umożliwia wyświetlanie obrazu na większym monitorze, transmisję bezprzewodową, a nawet zdalne konsultacje obrazu przez internet.
Specjalistyczne odmiany endoskopów
Oprócz podstawowych typów – sztywnych, światłowodowych i wideo – istnieją też specjalistyczne odmiany endoskopów przemysłowych zaprojektowane pod bardzo konkretne zadania. Przykładem mogą być endoskopy kanalizacyjne, czyli kamery inspekcyjne na długich, kilkunasto- a nawet kilkudziesięciometrowych przewodach, często wyposażone w samopoziomujące się głowice i licznik metrów, służące do sprawdzania rur kanalizacyjnych i kanałów burzowych. Innym przykładem są endoskopy do zadań wysokotemperaturowych – ich sondy wykonane są z materiałów odpornych na żar (specjalne stopy metali, osłony z włókien ceramicznych itp.), dzięki czemu mogą zajrzeć np. do wnętrza pieca przemysłowego czy kotła pracującego w wysokiej temperaturze.
Na rynku dostępne są też endoskopy wyposażone w kamery o nietypowych właściwościach. Niektóre modele posiadają dodatkowe kamery boczne (albo wymienne nakładki luster/obiektywów) umożliwiające obserwację w kierunku prostopadłym do osi sondy – co bywa przydatne przy inspekcji ścianek. Istnieją również wideoskopy z funkcją obrazowania w innych zakresach spektrum, na przykład z oświetleniem UV (ultrafioletowym) do wykrywania np. fluorescencyjnych znaczników pęknięć lub wycieków, albo endoskopy termowizyjne, łączące obraz z kamery zwykłej z termowizją do wykrywania anomalii cieplnych. W najwyższej klasie urządzeń spotkać można endoskopy pomiarowe 3D – wyposażone w system laserowy lub stereoskopowy, który pozwala mierzyć wielkość obserwowanych defektów (np. głębokość wżerów korozyjnych, szerokość pęknięć) z wysoką precyzją.
Choć specjalistyczne konstrukcje stanowią mniejszość rynku, warto mieć świadomość, że takie istnieją. Większość typowych zastosowań pokryją standardowe wideoendoskopy i fiberoskopy, ale w razie potrzeby dostępne są rozwiązania szyte na miarę – od odpornych na wybuchy (z certyfikatem ATEX) po zdalnie sterowane roboty z kamerami endoskopowymi.
Ważne parametry i funkcje endoskopów – na co zwrócić uwagę?
Skoro znamy już rodzaje endoskopów przemysłowych, warto przyjrzeć się najważniejszym cechom, które należy brać pod uwagę przy ich porównywaniu i wyborze. Poszczególne modele mogą różnić się wieloma parametrami technicznymi – od długości przewodu, przez rozdzielczość kamery, po dodatkowe funkcje. Oto najważniejsze aspekty, na które powinno się zwrócić uwagę:
Średnica i długość sondy
Jednym z pierwszych parametrów, jakie należy sprawdzić, jest średnica sondy endoskopu. To ona decyduje, jak wąskim otworem będziemy w stanie przeprowadzić kamerę. Dostępne na rynku sondy mają zwykle średnice od około 2-4 mm (bardzo cienkie, do specjalistycznych zastosowań) przez 5-6 mm (typowe uniwersalne endoskopy) aż po 8-10 mm i więcej (większe kamery do szerokich rur, kanalizacji itp.). Zasada jest prosta: im mniejsza średnica, tym łatwiej wejdzie w ciasny otwór, ale z drugiej strony bardzo mała kamera może oferować nieco gorszą jakość obrazu (mniejszy przetwornik, mniej światła). Dlatego należy dobrać średnicę do aplikacji – do precyzyjnych urządzeń z malutkimi otworami konieczny będzie ultra-cienki endoskop, natomiast do przeglądu większych przestrzeni lepszy może się okazać nieco większy i jaśniejszy obiektyw.
Drugim wymiarem fizycznym jest długość przewodu (sondy). Zbyt krótka sonda nie dosięgnie do interesującego nas miejsca, natomiast zbyt długa może okazać się nieporęczna w użyciu i podatna na splątanie. Typowe długości mieszczą się w zakresie 1-5 metrów dla większości zastosowań przemysłowych. W warsztatach samochodowych często wystarcza 1-2 m (by zbadać wnętrze silnika czy skrzyni biegów), z kolei przy inspekcji instalacji budowlanych lub przemysłowych nierzadko przydają się 5-10-metrowe przewody. Specjalne systemy do kanalizacji mogą mieć 30 m i więcej, ale są to już wyspecjalizowane urządzenia na szpulach. Ważne jest, aby ocenić potrzebną długość – lepiej wybrać endoskop o np. metr dłuższej sondzie niż za krótkiej, natomiast nie ma sensu kupować na zapas znacznie dłuższego kabla, gdyż utrudni to manipulowanie nim.
Jakość obrazu i oświetlenie
Kluczowym zadaniem endoskopu jest dostarczenie czytelnego obrazu z wnętrza badanego obiektu. Dlatego parametry związane z jakością obrazu mają ogromne znaczenie. Przede wszystkim zwróćmy uwagę na rozdzielczość kamery. Tańsze i starsze endoskopy mogą oferować obraz w standardowej rozdzielczości (np. 640×480 pikseli), podczas gdy nowoczesne wideoendoskopy potrafią rejestrować w HD (1280×720), Full HD (1920×1080), a nawet 4K. Wyższa rozdzielczość przekłada się na większą szczegółowość – drobne pęknięcia czy ubytki o wielkości poniżej 0,1 mm będą dostrzegalne tylko na obrazach wysokiej jakości. Oczywiście nie zawsze najwyższa rozdzielczość jest wymagana – do prostych przeglądów może wystarczyć standardowa jakość, ale do zadań precyzyjnych (np. w lotnictwie) celuje się w sprzęt gwarantujący obraz bardzo wyraźny.
Oprócz samej rozdzielczości, liczą się także inne cechy systemu obrazowania: jakość obiektywu, czułość sensora w słabym oświetleniu, odwzorowanie kolorów. Często trudno ocenić te aspekty z specyfikacji – warto więc zapoznać się z próbkami obrazu lub testami danego modelu, jeśli to możliwe. Dobrze zaprojektowana optyka i sensor sprawią, że obraz będzie wyraźny nawet w trudnych warunkach (np. we wnętrzu ciemnej, zabrudzonej maszyny).
Nie można zapomnieć o oświetleniu. Niemal każdy endoskop wyposażony jest we własne źródło światła, najczęściej w postaci diod LED umieszczonych przy kamerze. Jasne, równomierne oświetlenie pozwala dostrzec szczegóły w ciemnych zakamarkach. Warto sprawdzić, czy urządzenie ma regulację natężenia światła – zbyt mocne oświetlenie z bliska może powodować prześwietlenie obrazu (biała plama), a zbyt słabe może nie doświetlić dalszych planów. Lepsze modele oferują płynną regulację jasności, co umożliwia optymalne ustawienie w zależności od sytuacji. W warunkach bardzo wymagających (np. duże, ciemne przestrzenie) przydatne mogą być endoskopy o większej liczbie LEDów lub o diodach o większej mocy. Istotny jest także kąt widzenia obiektywu – szerokokątna optyka (np. 120°) obejmie większy obszar jednym spojrzeniem, ale może powodować pewne zniekształcenia, natomiast wąskie pole widzenia (np. 60°) pokaże mniej, za to z większym zbliżeniem. Niektóre kamery mają wymienne obiektywy lub nasadki zmieniające kąt widzenia, inne oferują kompromisowy kąt rzędu 80-90°, odpowiedni dla większości zastosowań.
Manewrowość i artykulacja
Parametry mechaniczne sondy decydują o tym, jak łatwo będzie nam manipulować endoskopem wewnątrz urządzenia. Jeśli korzystamy z sondy sztywnej, istotna jest jej wytrzymałość i ewentualnie dostępność narzędzi optycznych (np. obrotowe lusterko). Natomiast przy sondach giętkich koniecznie zwróćmy uwagę na możliwość artykulacji. Jak wspomniano wcześniej, profesjonalne endoskopy dysponują sterowaną końcówką, co radykalnie zwiększa ich możliwości. Upewnijmy się, w ilu kierunkach i pod jakim kątem końcówka może się odchylać. Typowe wartości to 2 kierunki (góra/dół) lub 4 kierunki (pełne 360° dookoła), a kąt zgięcia bywa różny – im większy (np. 150°), tym łatwiej zajrzeć „za róg”. Dobrze, jeśli mechanizm artykulacji pozwala również na zablokowanie pozycji (utrzymanie zadanego wygięcia bez ciągłego trzymania dźwigni), co ułatwia wykonanie zdjęcia czy dłuższą obserwację konkretnego punktu.
Sama giętkość przewodu również ma znaczenie. Zbyt sztywny endoskop giętki może nie przejść przez skomplikowane kolanka, z kolei nadmiernie miękka sonda będzie się trudniej prowadzić i pchać w głąb (będzie się zwijać). Producenci stosują różne rozwiązania – od sond semi-flex, które zapamiętują nadany kształt, po specjalne oploty poprawiające balans między elastycznością a sztywnością. Warto zwrócić uwagę na minimalny promień gięcia sondy (parametr podawany często w specyfikacji); informuje on, jak ciasny łuk można bezpiecznie uformować bez ryzyka uszkodzenia. Im mniejszy promień gięcia dopuszcza producent, tym lepiej nada się dana sonda do pracy w krętych obiektach.
Wyświetlacz i sposób obserwacji
Kolejny element to sposób prezentacji obrazu i obsługi urządzenia. W przypadku endoskopów analogowych (boroskopów, fiberoskopów) obserwacja odbywa się przez okular – warto sprawdzić, czy jest on wygodny, czy oferuje regulację ostrości i czy ewentualnie da się podłączyć kamerę, aby obraz wyświetlać na monitorze. Natomiast wideoendoskopy posiadają zwykle własny ekran lub wykorzystują ekran zewnętrzny. Jeśli wybieramy model z wbudowanym wyświetlaczem, dobrze zwrócić uwagę na jego wielkość (przekątna w calach) oraz rozdzielczość. Zbyt mały ekran (np. 3 cale) może nie oddawać w pełni szczegółów obrazu – wygodniejsze są większe wyświetlacze, rzędu 5-7 cali, na których więcej widać. Wysoka rozdzielczość ekranu zapewni, że ostry obraz z kamery nie zostanie zmarnowany przez ziarno czy pikselizację na wyświetlaczu.
Niektóre endoskopy zamiast własnego ekranu korzystają ze smartfona, tabletu lub laptopa jako wyświetlacza (łączność przewodowa USB lub bezprzewodowa Wi-Fi/Bluetooth). Rozwiązanie takie bywa spotykane w tańszym sprzęcie amatorskim oraz w modułowych systemach profesjonalnych. Plusem jest możliwość użycia dowolnie dużego ekranu, minusem – konieczność korzystania z dodatkowego urządzenia i oprogramowania. Ważne, by transmisja obrazu była płynna i w dobrej jakości, a oprogramowanie oferowało potrzebne funkcje (np. zapis, podgląd na żywo bez opóźnień, opcje regulacji obrazu).
Przy temacie obserwacji warto wspomnieć o dokumentowaniu wyników. Zastanówmy się, czy potrzebujemy funkcji zapisu zdjęć i wideo. Większość nowoczesnych wideoskopów to umożliwia – posiadają one slot na kartę pamięci lub wewnętrzną pamięć, gdzie można zapisywać uchwycone kadry. Jest to niezwykle przydatne przy sporządzaniu raportów z inspekcji lub porównywaniu stanu obiektu w czasie (np. zdjęcia „przed i po” czyszczeniu lub naprawie). Jeśli nasz endoskop nie ma własnego rejestratora, a chcemy rejestrować obraz, warto sprawdzić czy istnieje opcja podłączenia zewnętrznego urządzenia nagrywającego lub zrzutu obrazu na komputer.
Wytrzymałość i odporność
Warunki pracy endoskopu przemysłowego bywają ciężkie – urządzenie może mieć kontakt z wodą, olejami, chemikaliami, może być narażone na upadki czy nacisk, a także na skrajne temperatury. Dlatego ważnym aspektem jest solidność wykonania i odporność na czynniki środowiskowe. Zwróćmy uwagę na stopień ochrony obudowy podawany przez producenta (np. IP67 oznacza pyłoszczelność i wodoszczelność przy zanurzeniu do 1m). Taka klasa szczelności to absolutnie minimum, jeśli planujemy używać endoskopu w pobliżu cieczy czy w zapylonym otoczeniu. W branży motoryzacyjnej czy komunalnej odporność na wodę i błoto jest absolutnie niezbędna – sonda często trafia do mokrych, brudnych przestrzeni i musi to przetrwać.
Istotny jest materiał wykonania sondy i jej pokrycie. Wiele profesjonalnych endoskopów ma sondy w oplocie z wytrzymałych materiałów, np. wolframowej plecionki lub stali nierdzewnej, co chroni wnętrze kabla przed przetarciami i uszkodzeniem. Taki oplot zwiększa żywotność endoskopu, zwłaszcza jeśli często ociera się on o ostre krawędzie wewnątrz kontrolowanych obiektów. Tanie modele mogą mieć tylko gumową lub plastikową powłokę, która szybko ulega zużyciu przy intensywnej eksploatacji.
Jeśli chodzi o odporność termiczną – standardowe kamery endoskopowe pracują zwykle w zakresach od około -10°C do +50°C. Wkładanie ich do bardzo gorących przestrzeni (np. świeżo wyłączony silnik lotniczy, rozgrzany kocioł) może uszkodzić elektronikę i diody LED. Dlatego w takich przypadkach stosuje się specjalne sondy wysokotemperaturowe, zdolne wytrzymać np. 150-200°C przez krótki czas. Warto sprawdzić, jaka jest maksymalna dopuszczalna temperatura pracy sondy, jeśli planujemy inspekcje w podwyższonych temperaturach. Pamiętajmy też, że nagłe zmiany temperatur (zanurzenie zimnej sondy w gorącym środowisku) mogą powodować zaparowanie obiektywu – niektóre endoskopy mają wbudowane kanały powietrzne lub grzałki zapobiegające temu efektowi.
Na koniec, kwestia odporności mechanicznej: solidna konstrukcja korpusu, dobre uszczelnienia, osłony na ekran – to wszystko wpływa na trwałość urządzenia. Profesjonalny endoskop to inwestycja na lata – warto upewnić się, że zniesie trudy codziennego użytkowania. Często urządzenia renomowanych marek przechodzą testy wytrzymałościowe, co daje pewność ich niezawodności w warunkach polowych.
Dodatkowe funkcje i akcesoria
Wiele nowoczesnych endoskopów oferuje rozmaite funkcje wykraczające poza podstawowy podgląd. Przy porównywaniu urządzeń warto zwrócić uwagę na opcje, które mogą okazać się przydatne w naszej pracy. Oto niektóre z nich:
- Funkcja pomiaru – niektóre zaawansowane wideoendoskopy umożliwiają dokonywanie pomiarów na obrazie (np. mierzenie wielkości pęknięć czy odległości). Może to działać poprzez technikę stereo (dwie kamery) lub laserową projekcję punktów i analizę ich obrazu. Taka funkcjonalność bywa nieoceniona w ocenie defektów.
- Wymienne sondy – w profesjonalnych zestawach spotyka się możliwość podłączania różnych sond do jednej jednostki bazowej. Dzięki temu można np. wymienić sondę na cieńszą lub dłuższą w zależności od potrzeby, bez zakupu osobnego urządzenia.
- Dwukanałowe kamery – niektóre endoskopy mają dwie kamery na końcu sondy: jedną patrzącą do przodu, a drugą boczną. Umożliwia to przełączanie widoku bez zmiany pozycji sondy, co ułatwia kontrolę powierzchni bocznych (przydatne np. w rurach).
- Bezprzewodowa łączność – moduł Wi-Fi lub Bluetooth pozwala na przesył obrazu do zewnętrznych urządzeń bez kabli. Można np. wyświetlać podgląd na tablecie lub przesłać nagranie do komputera bez wyjmowania karty pamięci.
- Akcesoria dodatkowe – do wielu kamer inspekcyjnych dołączane są nakładki, które można zamontować na końcu sondy: haczyk (do wyciągania drobnych przedmiotów), magnes (do wyławiania metalowych zgubionych elementów), lusterko kątowe (do podglądu bocznego w prostych kamerach bez drugiej kamery). Te proste dodatki potrafią rozszerzyć zastosowanie endoskopu.
- Tryby obrazu – funkcje takie jak obracanie obrazu (gdy np. kamera jest do góry nogami), zmiana kontrastu/kolorystyki (czasem tryb czarno-biały lub negatyw pomaga dostrzec detale), a nawet automatyczne wykrywanie usterek (niektóre systemy mogą np. wykrywać rysy na podstawie analizy obrazu).
Oczywiście lista możliwych udogodnień jest długa, a ich przydatność zależy od specyfiki zadań. Warto wypisać sobie, które z nich są dla nas istotne, i porównać modele pod tym kątem. Czasem zamiast dopłacać za najbardziej rozbudowany sprzęt, lepiej wybrać prostszy endoskop, ale z konkretnym parametrem na wysokim poziomie (np. najlepszą optyką), jeśli akurat on ma decydujące znaczenie w naszych zastosowaniach.
Tanie vs profesjonalne endoskopy – czym się różnią?
Na rynku można spotkać zarówno proste kamery inspekcyjne kosztujące kilkaset złotych lub mniej, jak i rozbudowane systemy endoskopowe w cenie kilku- lub kilkunastu tysięcy. Osoby początkujące często zadają sobie pytanie, czym właściwie różni się tani endoskop od drogiego i czy warto inwestować w droższy sprzęt. Oto główne różnice:
- Jakość obrazu – niedrogie, konsumenckie endoskopy (np. podłączane do smartfona przez USB) zazwyczaj oferują dość niską rozdzielczość i jakość obrazu. Wystarczy to do ogólnego zorientowania się w prostych zastosowaniach, ale może zawieść, gdy potrzebna jest dokładna diagnostyka. Profesjonalne endoskopy przemysłowe dysponują znacznie lepszymi sensorami i optyką, co przekłada się na wyraźny, ostry obraz nawet w trudnych warunkach.
- Wytrzymałość – tańsze urządzenia często wykonane są z mniej wytrzymałych materiałów. Ich przewody mogą być podatne na złamanie, a kamera na uszkodzenia przy uderzeniu. Sprzęt przemysłowy projektuje się z myślą o intensywnej eksploatacji – solidne oploty, uszczelnienia, odporność na upadki i warunki środowiskowe sprawiają, że profesjonalny endoskop posłuży przez lata tam, gdzie tani model szybko uległby awarii.
- Funkcjonalność – proste endoskopy mają z reguły tylko podstawową funkcję podglądu obrazu. Brakuje im artykulacji, często nawet regulacji oświetlenia czy możliwości zapisu zdjęć. Sprzęt z wyższej półki oferuje całą gamę udogodnień, o których pisaliśmy wcześniej: od sterowanych końcówek, przez nagrywanie i pomiary, po zaawansowane tryby pracy. Dla użytkownika profesjonalnego te funkcje oszczędzają czas i zwiększają skuteczność inspekcji.
- Wsparcie i certyfikacja – kupując tani gadżet z nieznanego źródła, zwykle nie możemy liczyć na solidne wsparcie techniczne czy serwis. Markowe endoskopy przemysłowe pochodzą od firm, które zapewniają szkolenia, wsparcie posprzedażowe, a także gwarantują zgodność urządzeń z normami (np. certyfikaty szczelności, atesty do stref zagrożonych wybuchem itp.). To ważne, gdy używamy sprzętu w wymagającym środowisku i musimy mieć do niego zaufanie.
- Cena – choć to oczywiste, warto podkreślić, że wyższy koszt profesjonalnego endoskopu idzie w parze z jakością. Trzeba tu znaleźć równowagę – do sporadycznych, prostych zadań wystarczy niedroga kamera, ale gdy od regularnych inspekcji zależy bezpieczeństwo czy ciągłość pracy drogiej instalacji, inwestycja w porządny endoskop szybko się zwraca poprzez dokładniejsze wykrywanie problemów i mniejsze ryzyko awarii.
Ostatecznie wybór między tanim a profesjonalnym endoskopem sprowadza się do oceny potrzeb i wymagań użytkownika. Jeśli potrzebujemy urządzenia do okazjonalnego zajrzenia np. w ścianę przy remoncie domu, budżetowa kamera inspekcyjna może spełnić swoją rolę. Jednak w zastosowaniach przemysłowych, gdzie liczy się niezawodność, dokładność i funkcjonalność, lepiej zaufać sprzętowi z wyższej półki. Firma Endo-Tech oferuje szeroki wachlarz endoskopów – od prostych wideoskopów do podstawowych inspekcji, aż po zaawansowane systemy pomiarowe – dzięki czemu każdy klient znajdzie rozwiązanie dopasowane do swoich potrzeb. Warto skonsultować się ze specjalistami przy wyborze urządzenia, aby mieć pewność, że wybrany endoskop sprosta stawianym mu zadaniom i przyczyni się do sprawnego oraz skutecznego przeprowadzenia inspekcji.