Ratgeber
Ursprünglich für den medizinischen Bereich entwickelt, sind Industrie-Endoskope heute das ideale Werkzeug für die Inspektion optisch unzugänglicher Stellen, beispielsweise in Rohren oder Maschinen. Statt einfacher Systeme aus optischen Linsen und Okularen dominieren heute digitale Endoskope, bestehend aus einem dezidierten Endgerät mit Display und Bedienelementen und dem an das Gerät anschließbaren Sondenteil. Lesen Sie in unserem Ratgeber, welche Typen und Bauformen dieser Sonden es gibt und worauf bei der Beschaffung zu achten ist.
Eine Endoskop-Sonde besteht aus einem flexiblen „Schwanenhals“, das ist ein mechanisch verstärkter biegsamer Schlauch, an dessen vorderem Ende sich die Kamera in Form des Sensors sowie der Optik und LEDs zur Beleuchtung befinden. Am anderen Ende ist der Stecker zum Anschluss an das Handgerät angebracht. Für spezielle Anwendungen werden auch starre und halbflexible Sonden angeboten.
Jedes digitale Endoskop-Sonde besteht aus dem Sondenkopf mit Optik, Aufnahmeeinheit und LED-Beleuchtung sowie einem Führungsrohr oder Kabel zur Übertragung der Bildsignale und zur Stromversorgung des LED-Kameralichts. Hinzu kommt in einigen Fällen noch ein Steuereinheit für den Kamerawinkel. Der Anschluss erfolgt üblicherweise über einen Stecker, der in der Regel nur zu bestimmten Endgeräten passt. Es gibt aber auch USB-Endoskope, deren Stecker der USB-Norm entsprechen und die sich somit direkt an einen Laptop anschließen lassen. Vielfach ist es aber auch möglich, die Bildsignale über eine WLAN-Verbindung zum Endgerät zu streamen.
Hinsichtlich der Aufnahmetechnik ist zwischen Fibrescopes und Videoscopes zu unterscheiden. Fibrescopes nutzen ein Bündel Glasfasern zur Bildübertragung. Jede Faser entspricht dabei einem Pixel des Aufnahme-Chips, in der Regel ein CCD-Element. Zu einem Foto oder Video aufbereitet wird das Pixelmuster nicht in der Sonde selbst, sondern erst im Endgerät. Diese Technologie ist aber aufgrund der begrenzten Auflösung bis etwa 640 mal 480 Pixel im Verschwinden begriffen.
Zunehmend setzen sich Videoscopes mit einer Minikamera im Sondenkopf durch, deren Auflösungen bis zum Full-HD-Format von 1920 mal 1080 Pixel reichen. Die mit einem CMOS-Chip ausgestattete Kamera übernimmt hier selbst die Aufbereitung der Bildsignale, zur Übertragung genügen deshalb abgeschirmte Leitungen.
Ausstattung und optische Leistungen hängen grundsätzlich vom geplanten Einsatzzweck ab. So stellen Rohr-Inspektionen im Sanitärbereich andere Anforderungen an die Sonde als Hohlraumkontrollen in der Luft- und Raumfahrt. Im Lauf der Jahre haben sich deshalb mehrere Basistypen entwickelt, die sich im Wesentlichen in ihrer Form oder in ihrer bildgebenden Technologie unterscheiden.
Starre Endoskop-Sonde
Starre Versionen bestehen aus geraden Metall- oder Kunststoffrohren. Haupteinsatzgebiete sind Geräte oder Maschinenteile, in die eine Sonde geradlinig und nur bis maximal etwa 50 Zentimeter eindringen muss. Der Sondenkopf kann einen um 90 Grad gedrehten Spiegel enthalten. Möglich ist damit zum Beispiel das Begutachten der Seitenwände eines Rohrs.
Die Durchmesser starrer Sonden liegen oft deutlich unter 10 Millimetern. Preiswerte Typen aus der Kategorie Fibrescope besitzen eine Kamera mit Auflösungen im VGA-Bereich, was höchstens 640 mal 480 Pixel entspricht. Übertragen werden hier die Bildsignale über mehr als 300.000 Glasfasern. Highend-Geräte mit starrem Gehäuse sind inzwischen aber auch mit HD-Minikameras erhältlich.
Semi-flexible Endoskop-Sonden
Diese Endoskop-Sonden besitzen ein Kabel aus halbstarrem Material, das oft als Schwanenhals oder Schlangenkabel bezeichnet wird. Erreicht wird die Flexibilität meist durch ein stählernes Spiralband. Ein solches Kabel lässt sich in verschiedene Formen biegen und passt sich so auch Stellen an, die mit einer starren Sonde nicht erreichbar sind. Dieser Typ ist weit verbreitet, insbesondere für die Überprüfung von Klimaanlagen, von Wasserleitungen oder Automotoren. Der Sondenkopf ist in der Regel mit einer Video-Kamera ausgestattet, die Bilder und Videos für einen Display-Auflösung in HD oder auch Full-HD bereitstellt.
Nahezu alle Typen sind wasserfest nach IP67 und erreichen eine Sonden-Länge von 30 Metern oder mehr. Zum Transport wird sehr langes Endoskopkabel auf eine Haspel aufgespult. Als bildgebendes Verfahren haben sich auch hier CMOS-Minikameras durchgesetzt.
Artikulations-Kamerasonde
Sie repräsentieren die Highend-Klasse der digitalen Video-Endoskope. Der Kamerakopf lässt sich über ein Handstück mit Hebel kontinuierlich oder stufenweise drehen. Bei sogenannten 2-Wege-Sonden ist zum Beispiel das Abknicken des Kamerakopfes um bis zu 180 Grad möglich. Solche Kameraköpfe ermöglichen während der Inspektion eines Motorblocks daher auch den Blick nach hinten, beispielsweise auf die Ventile des Zylinders.
Viele Artikulations-Kamerasonden gibt es mit austauschbaren Weitwinkel- oder Teleobjektiven und unterschiedlichen Sichtfeld-Winkeln und Zoom-Faktoren. Die Einsatzbereiche sind entsprechend groß und reichen von Detailaufnahmen kleiner Objekte bis zu Übersichtsaufnahmen großer Hohlräume.
| Nr. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ: VSC | 39-1FM | 41-2RM | 58-20M | 2-58-1FM | 65-12S | 80-1R | 25 | 28 |
| Durchmesser | 3,9 mm | 4,1 mm | 5,8 mm | 5,8 mm | 6,5 mm | 8 mm | 25 mm | 28 mm |
| Sichtfeld | 53° | 53° | 53° | 56° | 56° | 56° | 72° | 110° |
| Brennweite | 20-60 mm | 20-60 mm | 20-60 mm | 20-60 mm | 20-60 mm | 65 mm bis ∞ | 60-600 mm | 60-600 mm |
Zunächst kommt es auf die Form an. Sollen ausschließlich geradlinig verlaufende Objekte inspiziert werden, genügt im Allgemeinen ein starres Endoskop. Buchstäblich flexibler arbeitet es sich mit Schlangenkabel-Endoskopen. Hier ist die Sonden-Länge ein wichtiges Auswahlkriterium. Geachtet werden sollte generell auch auf die Widerstandskraft der Endoskop-Sonde. Wasserfestigkeit ist ebenso relevant wie die Unempfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen, Ölen, Säuren oder Staub.
Ebenso wichtig ist der Sonden-Durchmesser. Die kleinsten Exemplare passen durch einen runden Zugang von etwas mehr als 2 Millimeter, die größten – mit dem besten Bild und der hellsten LED-Beleuchtung – sind 28 Millimeter dick. Der Durchschnittsdurchmesser liegt allerdings bei knapp 6 Millimetern.
Für den Anschluss an ein vorhandenes Endgerät spielt die Kompatibilität und somit auch die optische Funktion der Kamera eine wichtige Rolle. So lässt sich eine Sonde mit eingebauter Minikamera nicht an ein Gerät anschließen, das die Bildübertragung per Glasfaserbündel erwartet. Ist kein Endgerät vorhanden, bieten sich Endoskope mit USB- oder WLAN-Übertragungen an.
Je nach Anwendungsbereich spielen neben der Sonden-Länge die optischen Eigenschaften eine nicht zu unterschätzende Rolle. Für grobe Übersichten reichen oft schon Auflösungen von 320 mal 240 Pixel oder 640 mal 480 Pixel. Kommt es dagegen auf Details an, sind Kamerasonden in HD- oder Full-HD-Auflösung zu empfehlen. Je nach Durchmesser bieten sie unterschiedliche Brennweiten und Sichtfelder (siehe Tabelle oben).