三维测量内窥镜在管道焊缝检测中的应用
管道是很多行业的重要设施，例如：火力电站锅炉的过热器和再热器管道、集箱和蒸汽管道等，这些管道的横截面形状、直径、壁厚，以及内部输送材料各有不同，但是它们往往有一个共同点：内部都有焊接部分。本文以韦林工业内窥镜为例，介绍三维测量内窥镜在管道焊缝检测中的应用。
搭载了单物镜相位扫描三维立体测量技术的工业视频内窥镜 XLG4-MViQ（Everest Mentor Visual iQ）是韦林三维测量内窥镜的代表产品。该系列产品旨在为航空航天、汽车和制造业等各行各业的重要资产提供高质量的视觉检测，XLG4-MViQ 不仅具有直观的触摸屏界面、无线连接、高分辨率成像和人工智能辅助缺陷自动识别等先进功能，而且其相位扫描三维立体测量技术在内窥测量方面优势显著，本文介绍的管道焊缝检测应用就是其中之一。
应用背景：无论是石油和天然气市场的立管，还是制药或其他加工行业的不锈钢管道，在完成管道焊接后，制造商通常要检查管道焊缝，观察是否有焊接质量问题，其中的重要内容之一是：验证焊缝是否完全穿透基底金属（焊透），并且焊缝高度是否不超过预设的最大值。他们往往采用能够直观探查的内窥检测技术，如果发现焊缝比母材低很多，那么这根管子可能面临报废的结果；反之，如果焊缝太高，会限制材料在管道内的流动，也会做报废处理。
技术难点：使用内窥镜可以直观观察各种焊接缺陷，然而焊缝测量并非易事，而造成这种困难的原因是：管道的曲率。大部分视频内窥镜内置的传统深度测量方法在单一参考平面上工作，并测量相对于该单一平面的深度或高度。对于有曲率的管道表面来说，这样的单一平面仅针对管道表面的某一个点有效，难以得到准确的测量结果。
解决方案：韦林三维测量内窥镜搭载了一种创新的测量模式（测量方法）—— 区域深度剖面测量。使用这种测量模式，可以在焊缝的一侧放置两个光标，在另一侧放置第三个光标。系统将根据管壁曲率确定表面走向，然后在检测区域范围内查看横跨焊缝的剖面切片集合，并自动识别相对于基材的最深点或最高点。也就是说，针对未焊透缺陷，该测量方法将找到最深点，如果想了解焊缝的最大高度，系统同样会自动识别相应的最高点。在显示最深点的深度值或最高点的高度值后，系统还可以根据用户需求提供测量位置所在处的焊缝横截面的视图。
应用优势：三维测量内窥镜在管道焊缝检测中的应用优势明显。一方面，实现了在有曲率的管道表面自动识别最深点或最高点，并输出相应的数值，非常高效；另一方面，一旦通过区域深度剖面测量确定了最深点或最高点，检查员随后可以查看该区域焊缝的可视化3D点云图像，进一步验证系统识别的最高点或最深点的正确性，以确信该区域的3D数据质量，而对于只显示2D图像的传统测量技术，是没有技术手段或信息来帮助检查员确信他们已经对焊缝进行了准确的评估。
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