Lorsque vous utilisez un endoscope industriel pour inspecter des moteurs, des canalisations, des pièces moulées, des moules et d'autres structures internes, la sonde doit souvent avancer ou reculer ou changer son angle de vue. Vous remarquerez peut-être que l'image est nette lorsque l'objectif est proche de la cible d'inspection, mais devient floue à mesure que l'objectif s'éloigne.
Ceci est étroitement lié à profondeur de champ (DOF) de l'endoscope industriel.
Donc, qu'est-ce que la profondeur de champ dans un endoscope industriel ? Comment se forme-t-il ? Quels facteurs l’influencent ? Une plus grande profondeur de champ est-elle toujours préférable ? Et comment devriez-vous évaluer la spécification DOF lors de la sélection d’un endoscope industriel ?
Comprendre ces facteurs peut aider les professionnels de l'inspection à déterminer si un endoscope est adapté à une application d'inspection spécifique.
La profondeur de champ est souvent simplement décrite comme la « plage sur laquelle une image reste nette ». D’un point de vue optique, cette définition n’est cependant pas tout à fait précise.
La cible est en fait parfaitement mise au point uniquement sur un plan focal spécifique. Lorsque la cible s’éloigne de ce plan, une légère défocalisation se produit. Cependant, tant que le flou résultant reste suffisamment petit, l’image peut toujours paraître nette à l’œil humain ou au système d’imagerie.
Le flou produit par la défocalisation est connu sous le nom de cercle de confusion. Lorsque le cercle de confusion reste en dessous d’une limite acceptable, la cible est perçue comme étant au point. La plage s'étendant devant et derrière le plan focal est la profondeur de champ.
Imaginez l'espace devant l'objectif comme une zone d'inspection :
Objectif → Région proche claire → Région de meilleure mise au point → Région lointaine claire
Tant que la cible d'inspection reste dans la profondeur de champ effective, l'image peut conserver un niveau de clarté acceptable même lorsque la distance d'inspection change.
En termes simples :
La profondeur de champ est la plage de distances sur laquelle une cible d'inspection peut rester suffisamment nette.
Par conséquent, le DOF n’indique pas simplement jusqu’où un endoscope industriel peut « voir ». Au lieu de cela, il décrit quelle variation de la distance cible peut être prise en compte tout en conservant une clarté d'image acceptable.
Pour les endoscopes industriels, la profondeur de champ est également une plage plutôt qu'une seule distance fixe. Sa valeur pratique est de :
Maintenez une clarté d’image stable et utilisable lorsque la distance entre l’objectif et la cible d’inspection change dans une certaine plage.
Il est important de noter que la profondeur de champ n’est pas une valeur isolée ou universellement fixée. Elle est influencée par des facteurs tels que conception de l'objectif, distance de travail, ouverture et conditions d'imagerie. Par conséquent, les spécifications DOF doivent toujours être évaluées par rapport à l’application d’inspection prévue.
L'une des principales différences entre les endoscopes industriels et les caméras conventionnelles est que l'espace d'inspection est restreint et la distance jusqu'à la cible change souvent pendant l'inspection.
Par exemple, lors de l’inspection des pales d’un moteur, la lentille peut devoir observer des surfaces à différentes distances. Lors de l'inspection d'une cavité de coulée interne, la cible peut s'étendre d'une surface proche vers une zone plus profonde. Pendant l'inspection du pipeline, la sonde peut se déplacer continuellement dans le tuyau.
Si la profondeur de champ effective est limitée, même un petit changement dans la distance entre l'objectif et la cible peut affecter sensiblement la clarté de l'image. L'opérateur devra alors peut-être constamment repositionner la sonde pour trouver la distance de visualisation optimale.
Une profondeur de champ appropriée peut couvrir une plage d'inspection efficace plus large, permettant à la sonde de se déplacer dans cette plage tout en conservant une qualité d'image relativement stable.
Du point de vue de l'inspection industrielle, donc, la valeur de la profondeur de champ ne consiste pas simplement à « voir plus loin ». Il s’agit de la capacité à maintenir une clarté d’image utilisable à mesure que la distance d’inspection change.
Pas nécessairement.
La profondeur de champ est un paramètre de performance optique important, mais elle ne doit pas être utilisée seule pour déterminer si un endoscope industriel est meilleur qu'un autre.
Différentes tâches d'inspection nécessitent différentes exigences en matière d'imagerie.
Par exemple:
Grandes cavités et intérieurs d’équipement : Une plage claire plus large peut faciliter l’observation des structures à différentes distances.
Soudures, fissures, corrosion et bavures d’usinage : La résolution des détails fins et la qualité de l'image peuvent être plus importantes que la simple maximisation du DOF.
Trous profonds et tuyaux étroits : Le diamètre de la sonde et la capacité d’insertion sont également essentiels.
Contrôle dimensionnel : Les capacités et la précision des mesures doivent être prises en compte en plus de la clarté de l'image.
Donc:
Un endoscope industriel n’est pas nécessairement plus performant simplement parce qu’il a une plus grande profondeur de champ. Le DOF idéal doit correspondre à la distance d’inspection réelle et aux exigences d’identification des défauts.
La profondeur de champ est étroitement liée à la conception optique de l'objectif et aux conditions dans lesquelles l'endoscope est utilisé.
La distance focale, l'ouverture et la configuration optique de l'objectif affectent toutes la profondeur de champ. Étant donné que les sondes des endoscopes industriels ont généralement un très petit diamètre, la lentille doit être équilibrée profondeur de champ, résolution, champ de vision et qualité globale de l'image dans un espace très contraint.
À mesure que la distance entre l’objectif et la cible d’inspection change, les conditions d’imagerie changent également. Par conséquent, les spécifications DOF fournies par les fabricants doivent être interprétées conjointement avec les conditions de test correspondantes plutôt que comparées indépendamment.
Les environnements industriels internes sont souvent mal éclairés, ce qui fait du système d’éclairage un élément important des performances globales de l’imagerie.
Il est important de distinguer les deux :
La profondeur de champ détermine la largeur d'une plage de distance qui peut rester suffisamment nette, tandis que l'éclairage détermine la clarté avec laquelle les détails peuvent être vus dans cette plage.
Les deux facteurs sont liés à la qualité globale de l’image mais ne doivent pas être confondus.
Différentes cibles ont des exigences de clarté différentes.
L’observation d’une caractéristique structurelle importante est différente de l’identification d’une petite fissure, d’un point de corrosion, d’une éraflure ou d’un défaut d’usinage.
Pour cette raison, la sélection d'un endoscope industriel doit commencer par ce qui doit être inspecté puis déterminer les caractéristiques optiques appropriées.
Pour les professionnels de l’inspection, comprendre comment appliquer une spécification DOF est plus utile que simplement connaître sa définition.
Une évaluation pratique peut être réalisée en trois étapes.
Tout d’abord, déterminez la distance typique entre la lentille et la surface d’inspection une fois la sonde insérée dans l’équipement. Considérez également dans quelle mesure cette distance est susceptible de changer lors de l'inspection.
Si la distance entre l'objectif et la cible varie considérablement, veillez particulièrement à ce que le DOF couvre correctement la plage d'inspection requise.
Si l’objectif est simplement d’observer les structures internes, la qualité globale de l’image et la couverture de visualisation peuvent être les principales considérations.
Si l'inspection nécessite l'identification fissures, corrosion, porosité, rayures, bavures ou autres petits défauts, la résolution, l’éclairage et les détails de l’image doivent également être évalués.
Lors de l'inspection de pipelines, de moteurs, de pièces moulées, de boîtes de vitesses et d'autres structures internes complexes, la sonde doit généralement se déplacer en continu.
Une profondeur de champ appropriée peut améliorer la stabilité de l'image pendant le mouvement de la sonde. La sélection d'un endoscope industriel doit donc prendre en compte profondeur de champ, distance de travail, diamètre de la sonde, résolution de l'image, champ de vision, éclairage, articulation et indice de protection comme un ensemble complet.
Ce n'est que lorsque ces spécifications correspondent à l'objectif d'inspection que l'endoscope peut fournir une solution d'inspection visuelle interne efficace.
Lors de l'examen des spécifications des endoscopes industriels, profondeur de champ, distance de travail, champ de vision et mise au point sont souvent répertoriés ensemble. Cependant, ils décrivent différents aspects des performances optiques.
Une façon simple de les distinguer est de poser quatre questions :
Distance de travail (WD) : À quelle distance se trouve l’objectif de la cible d’inspection ?
Profondeur de champ (DOF) : Sur quelle distance autour de la position focale la cible peut-elle rester suffisamment nette ?
Champ de vision (FOV) : Quelle partie de la zone cible l’objectif peut-il capturer en même temps ?
Se concentrer: Comment l'objectif est-il ajusté ou conçu pour obtenir l'image la plus nette à une distance particulière ?
En termes simples :
La distance de travail détermine la distance à laquelle vous inspectez ; la profondeur de champ détermine dans quelle mesure la variation de distance peut rester claire ; le champ de vision détermine ce que vous pouvez voir à la fois ; et la mise au point détermine l'endroit où l'image est la plus nette.
Lors d'une inspection par endoscope industriel, la sonde se déplace généralement vers l'avant, vers l'arrière et dans différentes directions à l'intérieur de l'équipement. La distance de travail ne reste donc pas constante.
C'est pourquoi il est important de considérer non seulement distance de mise au point minimale ou une seule distance de travail nominale, mais aussi si la profondeur de champ effective couvre la plage d'inspection réelle.
De nombreuses inspections industrielles ne sont pas des photographies statiques. Au lieu de cela, les opérateurs déplacer la sonde tout en observant continuellement la cible.
Ceci est courant lors de l’inspection de pipelines, de moteurs, de boîtes de vitesses, de pièces moulées, de moules et d’autres structures internes.
Un objectif doté d'une profondeur de champ effective suffisamment large peut réduire le besoin de repositionnements fréquents provoqués par de petits changements dans la distance d'inspection, rendant ainsi l'inspection visuelle continue plus pratique et efficace.
Donc, la valeur pratique du DOF réside dans l’amélioration de l’efficacité de l’inspection et de la stabilité de l’image pendant le mouvement de la sonde.
Dans les applications pratiques, la profondeur de champ affecte en fin de compte stabilité de l'image et efficacité de l'inspection.
Lorsqu'une sonde se déplace à l'intérieur de moteurs, de composants automobiles, de pièces moulées de précision, de pipelines, de moules et d'autres espaces confinés, le maintien d'une clarté d'image stable sur la distance de travail réelle facilite l'observation continue des structures internes. Cela fournit une base visuelle fiable pour identification des défauts, documentation d'images et évaluation ultérieure.
La profondeur de champ ne doit donc pas être considérée comme une spécification isolée. Il doit travailler avec diamètre de la sonde, résolution, champ de vision, éclairage et articulation pour répondre aux exigences d’une tâche d’inspection spécifique.
Coantec possède une vaste expérience dans les technologies d'inspection par endoscope industriel et par vision industrielle, faisant progresser continuellement les solutions d'imagerie optique pour différentes applications d'inspection. Par exemple, le Série Coantec C40 comporte des tubes d'insertion interchangeables, permettant aux utilisateurs de sélectionner différents diamètres, longueurs et configurations de profondeur de champ de sonde en fonction de l'espace d'inspection et de la distance cible.
Par conséquent, lors de la conception ou de la sélection d'un endoscope industriel, l'objectif n'est pas simplement de maximiser la valeur du DOF, mais d'adapter la plage d'imagerie effective aux exigences réelles de l'inspection.
La profondeur de champ est essentiellement la plage de distances sur laquelle un objectif peut maintenir une clarté d'image acceptable dans des conditions d'imagerie spécifiques.
Il ne s’agit pas simplement de mesurer jusqu’où un endoscope industriel peut « voir ». Au lieu de cela, il est étroitement lié au plan focal, cercle de confusion, ouverture, distance focale, distance de travail et système d'imagerie.
Pour l’inspection par endoscope industriel, la question clé n’est pas de savoir si la valeur DOF est aussi grande que possible, mais si :
La profondeur de champ couvre la distance d'inspection réelle tout en offrant une clarté d'image suffisante pour les défauts inspectés.
En comprenant les principes de profondeur de champ et en l'évaluant avec diamètre de la sonde, résolution, éclairage, champ de vision et articulation, les utilisateurs peuvent sélectionner un endoscope industriel mieux adapté aux environnements d'inspection complexes, confinés et inaccessibles.
Non. La profondeur de champ dépend de la conception optique de l’objectif, de l’ouverture, de la distance de travail et des conditions d’imagerie spécifiques. Les conditions de test du fabricant et l'environnement d'inspection réel doivent donc être pris en compte lors de l'évaluation du DOF.
Différents fabricants peuvent utiliser différentes définitions, conditions de test et critères pour une netteté d'image acceptable. Lorsque vous comparez des produits, vérifiez le configuration de l'objectif, distance de travail, conditions de test et critères d'imagerie associé au DOF indiqué.
Certains endoscopes industriels à focale fixe sont conçus optiquement de manière à ce que les distances d'inspection courantes se situent dans leur plage de profondeur de champ effective. Cela permet à la sonde de se déplacer sans ajustements fréquents de la mise au point, ce qui rend les systèmes à mise au point fixe bien adaptés à l'inspection interne continue.
Un objectif a une meilleure position de mise au point spécifique. Lorsque la cible s’éloigne de cette position, une certaine défocalisation se produit. Une fois le résultat cercle de confusion dépasse la limite acceptable, l’image devient sensiblement floue.
Copyright © 2025. Coantec Ltd. Tous droits réservés. carte du site
