千米级长距离管道如何实现±0.01mm高精度内径非接触激光检测？【管道几何形貌测量】

1. 基于管道的基本结构与技术要求

长距离管道，顾名思义，是长度远大于其直径的管状结构，它们就像工业世界的“血管”和“神经”，承担着输送各种流体（如石油、天然气、水）、承载机械运动（如液压系统中的油缸）等重要功能。这类管道的内径检测，不仅仅是量一下它的尺寸大小，更要确保它的“内部空间”符合设计要求，就像我们检查一根水管，不只要知道它能通水，还要看它里面有没有堵塞，有没有变形。

在技术要求上，对于长距离管道的内径检测，特别是当精度要求达到±0.01mm（也就是10微米）时，我们关注的参数就非常精细了：

• 内径：最基本的尺寸，指的是管道截面内部的最大有效直径。如果内径过大或过小，都会影响流体的流量或机械部件的配合。

• 圆度：管道截面轮廓与理想圆形的偏差。想象一下，油缸就像是一个精密的圆筒，活塞在里面上下移动，就像一个完美贴合的活塞在注射器里移动。如果这个“圆筒”不够圆，或者表面不够光滑，就会导致“活塞”移动时出现卡顿、泄漏等问题。

• 圆柱度：管道的整体形状与理想圆柱体的偏差。这决定了管道在轴向上的笔直性和均匀性。

• 直线度：管道的中心线在空间中是否笔直。特别对于长距离管道，直线度差会增加流体阻力或影响内部运动部件的稳定性。

• 锥度/锥角：管道内径沿其轴线方向的变化率。有些管道设计就是锥形的，需要精确控制其锥度，有些则是圆柱管意外出现锥度，需要检测出来。

• 同心度：对于有内外两层结构的管道，其内外圆或圆柱的中心线是否重合。

• 表面缺陷：管道内壁可能存在的划痕、腐蚀、凹陷、磨损等。这些缺陷可能会成为应力集中点，影响管道强度，甚至引发泄漏。

这些参数的检测，都需要在长距离、往往是密闭的管道内部进行，并且要求非接触式测量，以避免对管道内壁造成二次损伤，同时还要保证快速、准确地获取数据。

2. 针对管道的相关技术标准简介

针对管道内部几何尺寸和形貌的检测，行业内制定了一系列技术标准来规范测量方法和评价指标。这些标准旨在确保测量结果的准确性、一致性和可比性。

• 内径的定义与评价：内径通常是指在给定截面上，通过圆心的最大距离。在实际测量中，会通过采集截面上的多个点，然后利用最小二乘法拟合一个圆，再计算该拟合圆的直径作为内径，或者通过寻找截面上最远的两点来确定。

• 圆度的定义与评价：圆度是衡量管道截面几何形状与理想圆偏差的指标。常见的评价方法包括：

  • 最小二乘圆法 (LSC)：通过计算使所有测量点到该圆的距离平方和最小的圆，并以测量点到该圆的最大偏差作为圆度误差。

  • 最小外接圆法 (MZC)：寻找能够包围所有测量点的最小圆，其半径与测量点到圆心的最大距离之差作为圆度误差。

  • 最大内切圆法 (MIC)：寻找能够被所有测量点包围的最大圆，其半径与测量点到圆心的最小距离之差作为圆度误差。

  • 最小区域圆法 (MGC)：寻找一对同心圆，它们刚好包围所有测量点，且两圆半径之差最小，该差值即为圆度误差。

• 圆柱度的定义与评价：圆柱度是衡量管道轴向整体圆柱形状与理想圆柱偏差的指标。它综合了圆度、直线度和平行度等因素。通常通过采集沿管道轴线分布的多个截面的数据，然后拟合一个最小二乘圆柱，计算各测量点到该圆柱的最大偏差来评价。

• 直线度的定义与评价：直线度评价管道中心线与理想直线的偏离程度。可以通过在管道轴线上采集一系列点，然后拟合一条最小二乘直线，测量各点到该直线的最大距离来确定。

• 锥度的定义与评价：锥度通常表示为内径沿轴向单位长度上的变化量，或通过计算锥角来表示。这需要测量管道不同轴向位置的内径，然后计算其变化率。

• 同心度的定义与评价：同心度用于评价两个圆（如管道的内外径）或圆柱体的轴线之间的偏差。通常以一个圆或圆柱的中心线为基准，测量另一个圆或圆柱的中心线相对于基准的最大径向偏差。

• 表面缺陷的定义与评价：表面缺陷的检测主要通过获取管道内壁的三维轮廓数据。通过对这些数据进行分析，识别出超出预设阈值的局部高点、低点、凹坑、划痕等，并量化其深度、宽度、长度等参数。

3. 实时监测/检测技术方法

长距离管道的内径检测，特别是在±0.01mm（10微米）的精度要求下，主要依赖高精度的非接触式光学测量技术。激光测量与超声波测量在达到如此高精度时各有优缺点：

激光测量在±0.01mm精度下：* 优点： * 高精度与高分辨率：激光测量的波长短，可以实现极高的测量精度（微米甚至亚微米级）和分辨率，满足高精度需求，能捕捉到管道内壁的微小缺陷和精细几何形貌，并重建三维模型。 * 非接触性：不会对管道内壁造成任何物理接触或损伤，非常适合精密部件和易损表面。 * 测量速度快：激光扫描可以实现每秒数千甚至数万点的测量速度，大大提高检测效率。* 缺点： * 环境敏感：管道内部可能存在的粉尘、水雾、油污、反光或吸光表面，会干扰激光的传播和反射，影响测量精度和稳定性。 * 成本较高：高精度的激光测量设备，尤其是集成三维扫描功能的系统，初始投资成本通常较高。 * 对表面材质要求：对于极端反光（如镜面）或极度吸光（如哑光黑）的表面，激光测量效果可能不佳，或需要特定的激光波长和探测器。

超声波测量在±0.01mm精度下：* 优点： * 穿透性强：超声波能穿透一些非金属介质（如水、塑料、某些涂层），对于管道内有液体或轻微污垢的情况有一定优势。 * 环境鲁棒性：相对于激光，超声波对管道内的灰尘、烟雾等颗粒物干扰不那么敏感。 * 可检测内部缺陷：除了尺寸，超声波还能用于检测材料内部的缺陷，如裂纹。* 缺点： * 精度挑战大：要达到±0.01mm的测量精度，对超声波的频率、换能器性能、信号处理算法以及介质声速的精确标定（受温度、介质成分影响大）提出了极高的要求，实现难度大、成本极高，在工业测量领域远不如激光普遍。通常超声波测距在毫米级精度更常见。 * 接触或耦合介质需求：多数超声波测量需要耦合剂（如水、凝胶）才能有效传播，在长距离管道内实现非接触且高精度的测量非常困难，通常需要管道充满液体。 * 测量速度相对慢：超声波在介质中的传播速度相对较慢，导致点扫描速度和数据采集效率通常不如激光。 * 空间分辨率限制：超声波的波长决定了其空间分辨率，难以像激光那样细致地捕捉微小的表面细节和复杂三维轮廓。

综合来看，在长距离管道内径检测中，若要实现±0.01mm的精度，激光测量技术是更适合、更主流、技术更成熟的方案。虽然需要克服环境因素，但其高精度、非接触和三维建模能力是超声波难以比拟的。

3.1 市面上各种相关技术方案

市面上针对高精度尺寸和形貌检测的技术方案多样，以下是几种与长距离管道内径检测相关的非接触式技术，它们在工业应用中各有侧重：

• 激光三角测量与激光扫描技术

  • 工作原理和物理基础： 想象一下，你用手电筒斜着照墙，墙上的光点会随着你离墙的远近而移动位置。激光三角测量就是利用这个原理。一个激光发射器向管道内壁发射一束激光，形成一个光斑。然后，一个高分辨率的图像传感器（比如CCD或CMOS摄像头）从另一个固定角度去“看”这个光斑。当管道内壁的距离发生变化时，反射回来的光斑在图像传感器上的位置也会发生变化。 根据简单的几何三角关系，我们可以建立一个数学模型： Z = (L * sinθ) / (cosθ + (X - X0) / f) 其中，Z是被测点到基准线的距离，L是激光发射器与图像传感器之间的基线长度，θ是激光发射角度，f是图像传感器镜头的焦距，X是被测光斑在传感器上的位置，X0是基准点在传感器上的位置。 通过精确测量光斑在图像传感器上的位置X，我们就能精确计算出被测点到传感器基线的距离Z。 对于管道内径测量，通常会集成多个激光位移传感器环绕在探头周围，同时测量不同方向的距离，或者使用一个旋转的激光传感器进行360度扫描，就像给管道内壁拍CT一样，密集地采集点云数据。

  • 核心性能参数的典型范围：

    • 精度：通常在几微米到几十微米之间，高端系统可达±2微米。

    • 分辨率：空间分辨率可以非常高，例如每周转采集数千到数万个点。

    • 响应时间：毫秒级到秒级，取决于扫描速度和数据处理能力。

  • 技术方案的优缺点：

    • 优点：

      • 高精度和高分辨率：能够获取管道内壁的详细三维轮廓，满足微米级精度要求，并能检测微小表面缺陷。

      • 非接触性：对被测物无损伤，特别适用于精密部件或表面敏感的管道。

      • 多功能性：不仅能测量内径，还能计算圆度、圆柱度、锥度等几何形貌参数，甚至生成内表面的3D模型。

      • 适应性强：通过探头在管道内移动，非常适合长距离、深孔管道的检测。

    • 缺点：

      • 环境敏感：对管道内部的粉尘、水雾、油污、烟雾以及表面材质（如反光、吸光）较为敏感，可能影响测量效果。

      • 设备成本：高精度的集成系统通常成本较高。

      • 数据处理量大：采集大量点云数据需要强大的软件和硬件支持进行实时处理和分析。

• 平行光束扫描技术

  • 工作原理和物理基础： 这种技术就像用一把“光尺”来量东西。系统会发射出一束非常细且平行的激光束。当被测物体（比如管道的某个截面）穿过这束激光时，它会遮挡一部分激光。传感器通过高速检测激光束被遮挡的时间或光强变化，就能精确计算出被遮挡部分的尺寸，从而得到物体的直径。 物理上，可以简化为：直径 = (总光束宽度) - (被遮挡部分)。被遮挡部分则通过光电接收器检测到的光通量变化或计时来计算。

  • 核心性能参数的典型范围：

    • 精度：可达亚微米级。

    • 重复精度：极高。

    • 扫描速度：非常快。

  • 技术方案的优缺点：

    • 优点：测量速度快、精度高，非接触，抗环境干扰能力相对较强（对普通灰尘不敏感），操作简便。适用于生产线上的在线批量检测。

    • 缺点：主要用于测量物体的外部直径或可直接透射的内部孔径，对于长距离管道内部的内径检测，需要复杂的机械移动和旋转工装，且难以获取管道内壁的完整3D形貌。

• 接触式三坐标测量机 (CMM) 扫描技术

  • 工作原理和物理基础： 三坐标测量机更像是一个非常精确的“机器人手臂”。它通过一个带有精密测头的机械臂，直接接触管道内壁进行测量。测头在接触过程中，实时记录其在三维空间中的精确坐标。这些密集的坐标点被收集起来，然后由专业的测量软件（如CALYPSO）进行复杂的数学计算和拟合，从而得出管道的几何尺寸和形位公差。 物理基础是基于机械运动学和高精度编码器，通过精确感知测头在X、Y、Z轴上的位置变化来获取点坐标。

  • 核心性能参数的典型范围：

    • 长度测量误差：可达亚微米级。

    • 扫描测量误差：微米级。

  • 技术方案的优缺点：

    • 优点：极高的测量精度和稳定性，能够提供最全面、最精确的形位公差分析报告，是计量实验室和研发阶段的首选。

    • 缺点：接触式测量可能对管道内壁造成微小损伤；不适合长距离管道内径检测，因为测量臂的可达性受限，且探头尺寸难以适应所有管道；测量速度相对较慢，不适合在线检测；设备庞大，不便携。

• 激光跟踪仪技术

  • 工作原理和物理基础： 激光跟踪仪就像一个可以“跟踪”目标点的精密激光“眼睛”。它发射一束高度聚焦的激光束，跟踪一个佩戴有反射镜球（靶球）的操作员，或者一个安装在机械臂末端的靶球。当靶球沿着管道内壁的关键位置移动时，跟踪仪会实时精确测量靶球的三维坐标。这些坐标点被软件收集后，用于计算管道的各种几何参数。 其物理基础是激光干涉测距和高精度角度编码器，通过测量激光光程的变化（干涉条纹数）来确定距离，并结合角度信息确定三维坐标。

  • 核心性能参数的典型范围：

    • 体积精度：微米级。

    • 最大测量范围：可达数十米甚至上百米。

    • 测量速度：较快。

  • 技术方案的优缺点：

    • 优点：适用于大型、超大型工件和车间的现场测量，具有高精度、大测量范围、良好的便携性和灵活性。

    • 缺点：需要操作员手动移动靶球（或自动化臂），效率相对较低；对于管道内径测量，需要特制小型靶球探头，且探头需要保持与管道壁的接触，可能影响非接触性要求。主要测量特定离散点，而不是连续扫描的完整表面。

3.2 市场主流品牌/产品对比

以下是国际市场上几家知名品牌在内径检测相关领域的技术方案和产品特点：

• 日本基恩士 (采用平行光束扫描技术) 日本基恩士以其高精度传感器和测量系统闻名。其产品通常采用超高精度平行光束扫描技术，通过高速扫描镜发射高密度激光束。当被测物体边缘遮挡激光时，系统精确计算遮挡时间来测量尺寸。这种方法实现了极高的直径测量精度，最高可达±0.1 µm，重复精度最高±0.03 µm，扫描速度高达 16000 扫描/秒。其优势在于测量速度快、精度高、非接触，且对环境干扰有较强抵抗力，特别适合生产线上对小尺寸部件进行高精度直径或轮廓检测。

• 英国真尚有 (采用激光三角测量与激光扫描技术) 英国真尚有的ZID100系列内径测量仪是客户定制型产品，能根据具体需求定制系统。该系统专门为非接触式测量管道内径而设计，提供基于两种工作原理的系统：集成多个激光位移传感器测量内径或通过旋转激光传感器进行内表面激光扫描。ZID100系列内径测量仪可检测管道的内径、圆度、圆柱度、锥度、表面缺陷三维轮廓等多种参数，最高可定制±2 µm的微米级精度，最小可测内径4mm，空间分辨率可达6400点/周转，并能实现长达1000米的深管检测。该系统由静止或者可旋转的探头、可在管道内进行移动测量的平移机构（自驱动和牵引两种可选）、测量软件和校准环组成，还可选配保持测量模块对齐管道轴线的固定支架、管道直线度测量模块、视频检视模块、Wi-Fi模块。

• 瑞典海克斯康 (采用激光扫描关节臂测量机技术) 瑞典海克斯康的Absolute Arm系列配备RS6激光扫描仪，是一种高度灵活的便携式测量解决方案。RS6激光扫描仪通过发射激光线并利用三角测量原理，快速采集工件表面的三维点云数据。该系统点云扫描速率高达100万点/秒，扫描线宽度高达150mm，测量不确定度针对2.5m臂长可低至0.024 mm。其优势在于可以对复杂形状和大型工件进行非接触式三维扫描，获取完整的点云数据，适用于生产现场的灵活检测、质量控制和逆向工程。

• 美国API (采用激光跟踪仪技术) 美国应用光学的Radian Pro激光跟踪仪以其在大尺寸测量领域的专业性而闻名。激光跟踪仪通过发射并接收高度聚焦的激光束，精确测量空间中目标靶球的三维坐标。操作员沿着工件的关键区域移动靶球，跟踪仪实时捕捉其位置。Radian Pro的体积精度可达±10 µm + 0.5 µm/m，最大测量范围可达80米，测量速度高达1000点/秒。它特别适用于大型、超大型工件和车间的现场测量，具有良好的便携性和灵活性，可以显著减少工件搬运的需求。

3.3 选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

在为长距离管道内径检测选择合适的设备时，我们需要像挑选一个定制工具一样，仔细审视它的各项“技能点”，确保它能胜任我们具体的“任务”。

1. 精度与重复性

   • 实际意义：精度是指测量结果与真实值之间的接近程度，就像射箭射中靶心的准确度。重复性是指多次测量同一个地方，结果是否始终一致，就像射箭每次都落在靶心附近区域的稳定度。对于±0.01mm的精度要求，这是非常高的，意味着测量误差必须控制在头发丝直径的十分之一左右。

   • 对最终测量效果的影响：如果精度不够，你得到的内径数据可能与实际值有较大偏差，导致合格品被误判为不合格，或者不合格品流入生产线。如果重复性差，即使测了很多次，结果也忽高忽低，让你无法信任数据，影响质量决策。

   • 选型建议：务必选择标称精度和重复性指标均能满足或优于±0.01mm的产品。同时，要了解这些指标是在何种条件下（如温度、表面粗糙度）获得的，并与实际应用环境进行比对。对于长距离管道检测，优先考虑非接触式激光测量，因为其固有原理更容易达到高精度。

2. 测量范围与可达性

   • 实际意义：测量范围指设备能测量的最小到最大内径尺寸。可达性则指探头是否能顺利进入管道内部，并在长距离（如1000米）内自由移动和定位。这就像你需要一个足够小的探头能塞进细管道，同时这个探头还能自己走很远。

   • 对最终测量效果的影响：范围不匹配会导致设备根本无法使用。可达性差则意味着你只能测量管道的某一段，无法获取完整的内径数据，对于长距离管道来说，这是致命的缺陷。

   • 选型建议：确认探头的最小和最大可测内径是否覆盖你的所有管道规格。对于长距离管道，必须考虑设备是否配备了可靠的自驱动或牵引机构，以及其尺寸和灵活性是否能通过管道的弯曲或狭窄区域。

3. 测量速度与数据分辨率

   • 实际意义：测量速度是单位时间内能采集多少点或完成多少次扫描，它直接关系到检测效率。数据分辨率是指在空间维度上，设备能识别的最小细节，比如每周转的点数、点云密度。

   • 对最终测量效果的影响：速度慢会严重拖延生产周期或维护时间。分辨率低则像看模糊的照片，可能遗漏管道内壁的微小划痕、凹陷等表面缺陷，或者无法精确描绘管道的复杂形貌。

   • 选型建议：如果你的应用场景需要快速在线检测或大批量离线检测，高速扫描系统是首选。如果需要精细的表面缺陷检测、3D建模或复杂的形位公差分析，则必须选择具有高空间分辨率和高点云密度的系统。

4. 环境适应性

   • 实际意义：管道内部环境可能不像实验室那样理想，可能存在粉尘、油污、水雾、温度波动，甚至腐蚀性气体。

   • 对最终测量效果的影响：恶劣环境会干扰激光的传播（如粉尘导致散射）、影响传感器性能（如高温降低电子元件寿命），导致测量误差增大、数据不稳定，甚至设备损坏。

   • 选型建议：深入了解实际应用环境的复杂性，选择具有相应工业防护等级（如IP等级）、宽工作温度范围、并对常见环境干扰（如通过特殊激光波长、滤波算法）有较强抵抗能力的设备。必要时，可能需要考虑管道预清洁或加装环境控制模块。

5. 多功能性与数据分析能力

   • 实际意义：除了内径，设备能否同时测量圆度、圆柱度、直线度、锥度、同心度，甚至生成管道内壁的3D模型和检测表面缺陷？它是否配备了强大易用的专业软件来处理、分析这些海量数据，并生成直观的报告？

   • 对最终测量效果的影响：功能单一可能意味着你需要购买多套设备来完成不同参数的检测，增加了投入和操作复杂性。缺乏强大的数据分析软件，原始的测量数据将难以转化为有价值的质量评估信息。

   • 选型建议：考虑当前及未来的检测需求。选择一个功能全面、能够一站式解决多种参数测量，并配备专业、智能化数据处理和分析软件的系统，能够大大提高工作效率和数据利用价值。

3.4 实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

即使选择了先进的测量设备，在长距离管道内径检测的实际应用中，我们仍然可能遇到一些挑战，这就像开车时会遇到各种路况，需要我们提前预判并做好准备。

1. 问题：长距离数据传输的稳定性和实时性挑战

   • 原因与影响：在长达数百米甚至千米的管道内部，有线传输电缆可能过长导致信号衰减严重，而无线传输则易受管道内金属壁的屏蔽效应和环境电磁干扰，导致数据包丢失、传输延迟、实时性差，甚至测量中断。这就像在很长的电话线路上通话，信号会变弱或中断。

   • 解决方案：

     • 对于有线传输：优先选择光纤通信方案，光纤具有抗电磁干扰强、传输距离远、带宽高的优点。如果必须使用电缆，考虑采用带有信号放大器的中继站，或者采用差分信号传输。

     • 对于无线传输：选择具备强大抗干扰能力、支持中继模式的Wi-Fi模块，或者考虑使用工业级专用的无线通信协议。同时，让探头内部具备一定的数据缓存和预处理能力，减少需要实时传输的原始数据量。

2. 问题：探头在长管道内移动定位精度不足

   • 原因与影响：长距离移动过程中，管道可能存在轻微的弯曲、坡度变化，探头的自驱动或牵引机构可能会出现打滑、磨损，导致探头在管道内部的轴向位置（走了多远）和姿态（是否倾斜、旋转）无法精确追踪和控制。这会使得我们无法准确知道测量数据对应管道的哪个位置，影响形位公差的评价。

   • 解决方案：

     • 高精度定位模块：为探头集成高精度的编码器（测量轴向位移）和惯性测量单元（IMU，测量姿态变化，如俯仰、偏航、滚转）。

     • 辅助对齐机构：采用可伸缩或可变形的机械臂、滚轮或滑轨，保持探头在管道中心轴线上移动，减少姿态漂移。

     • 视觉辅助：集成视频检视模块，操作员可以实时观察探头移动，并进行手动校正。

     • 分段测量与数据拼接：对于极长或复杂管道，可以考虑分段测量，并通过外部的基准点或管道几何特征进行数据拼接。

3. 问题：管道内表面状况复杂对激光测量的影响

   • 原因与影响：管道内壁可能沾染油污、锈蚀、水垢，或者表面材质本身就非常光滑反光（如抛光不锈钢）或非常粗糙吸光（如铸铁内壁）。这些都会散射、吸收或镜面反射激光，导致传感器接收到的光信号质量差，信噪比降低，进而引起测量误差甚至无法测量。

   • 解决方案：

     • 多波长/可调功率激光：采用不同波长的激光传感器，或者激光功率可调的系统，以适应不同表面特性。

     • 光学滤波与智能算法：在探测器前端加装窄带滤光片，消除环境杂散光干扰。通过先进的图像处理和数据滤波算法，从嘈杂信号中提取有效信息。

     • 管道预处理：在条件允许的情况下，对管道进行清洁（如高压水清洗、吹扫）以去除表面污垢。

     • HDR（高动态范围）探测器：采用具有高动态范围的图像传感器，能够同时处理高亮和暗区，改善对反光或吸光表面的测量效果。

4. 问题：复杂几何参数（如圆柱度、直线度）的精确计算挑战

   • 原因与影响：圆柱度、直线度、锥度等参数不仅仅是简单的尺寸测量，它们需要基于大量的三维点云数据进行复杂的几何拟合、统计分析和数学计算。如果选用的算法不够鲁棒，或者点云数据质量不足、分布不均，就容易导致计算结果不准确，无法真实反映管道的形位公差。

   • 解决方案：

     • 专业测量软件：选择配套的专业测量软件，该软件应内置行业标准的几何拟合算法（如最小二乘法、高斯滤波等），并能处理大容量点云数据。

     • 数据质量控制：确保在测量过程中采集足够密度、均匀分布且高质量的点云数据。在测量前进行系统校准，并使用标准样件验证算法的准确性。

     • 定期校准与验证：对测量系统定期进行校准，并使用第三方认证的校准环或标准件进行验证，确保测量链的准确性。

     • 专家咨询与定制开发：对于非常规或极高要求的几何参数，可能需要咨询计量专家，甚至进行定制化的算法开发。

4. 应用案例分享

长距离管道内径检测技术在众多工业领域都有着不可或缺的应用，它们确保了设备和系统的安全、高效运行。例如，英国真尚有的ZID100系列内径测量仪，凭借其定制化能力和精确的测量性能，在航空航天、核电等领域都有应用。

• 石油天然气工业：用于定期检测输油、输气管道内部的腐蚀、结垢、变形等情况，这对于预防管道泄漏、保障能源安全输送至关重要。

• 航空航天制造：在制造飞机发动机的涡轮叶片、导流管或火箭燃料输送管等精密异形管道时，进行高精度内径和内轮廓检测，确保其几何尺寸和表面质量符合严苛的设计要求。

• 核电站设备维护：对核反应堆中的冷却管道、控制棒导管等关键部件进行内部检测，以发现早期裂纹、磨损或腐蚀，从而保障核设施的安全运行和延长使用寿命。

• 精密机械制造：用于检测液压油缸、气缸、柱塞泵等核心部件的内壁圆度、圆柱度，以保证活塞或柱塞在内部运动的顺畅性、良好的密封性以及设备的长期可靠性。

• 医疗器械生产：在制造微创手术器械，如内窥镜、导管、支架等时，需要对其极细的内径和内部结构进行高精度测量，以确保其功能性和安全性。