專利名稱：礦用測(cè)試孔電子窺視儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種便攜式鉆孔窺視儀，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下使用，亦可用于鐵路遂道，水電工程，軍工部門現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)記錄巖土工程內(nèi)部裂隙發(fā)育程度。
背景技術(shù)：
煤礦巷道圍巖受到采動(dòng)的影響而破裂和移動(dòng)，即所謂松動(dòng)圈，了解松動(dòng)圈的范圍，掌握其變化規(guī)律，是巷道設(shè)計(jì)必要的依據(jù)。采用窺視儀觀測(cè)巷道圍動(dòng)裂隙的大小和分布，評(píng)價(jià)巷道支護(hù)質(zhì)量，保證煤礦生產(chǎn)安全之重要手段?，F(xiàn)有的鉆孔窺視儀沒有側(cè)向裝置和中心定位裝置，不能滿足高可靠測(cè)試要求，窺鏡照明需要較高電壓，需要采取的防爆等級(jí)較高，增加了制造成本和難度。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種礦用測(cè)試孔電子窺視儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的沒有側(cè)向裝置和中心定位裝置，不能滿足高可靠測(cè)試要求，窺鏡照明需要較高電壓，需要采取的防爆等級(jí)較高，增加了制造成本和難度的問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是所述的深孔窺視儀包括電子窺鏡、輸送桿和主機(jī)，電子窺鏡連接在輸送桿的下端，電子窺鏡通過電纜與主機(jī)連接；所述的電子窺鏡包括外殼、反光鏡、孔壁攝像頭、側(cè)向攝像頭和側(cè)向指南針，在圓筒形外殼的下部側(cè)面設(shè)有透明的攝像窗口，在該攝像窗口周邊設(shè)有發(fā)光二極管；所述的反光鏡呈一定度角安裝在所述的外殼內(nèi)部面向攝像窗口處，孔壁攝像頭和側(cè)向攝像頭背對(duì)背裝于所述的外殼內(nèi)的反光鏡的上方，其中孔壁攝像頭面對(duì)所述的反光鏡，側(cè)向攝像頭面對(duì)設(shè)置在外殼內(nèi)部上方的指南針；巖石孔壁圖像信號(hào)該經(jīng)反光鏡反射至孔壁攝像頭，其作用是增大孔壁圖像面積和清晰度，同時(shí)更能適應(yīng)礦井淋水和濕度大的工作環(huán)境；該攝像頭的信號(hào)輸出端通過所述的電纜穿過上端輸送桿與所述的主機(jī)連接。
在所述的外殼外側(cè)設(shè)有中心定位裝置，用于將窺鏡定位在不同直徑的鉆孔的中心位，以得到清晰的圖像。
所述的孔壁攝像頭和側(cè)向攝像頭包括物鏡和圖像傳感器，該圖像傳感器采用CCD電荷耦合器件。
所述的主機(jī)包括(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要功能是將圖像傳感器輸出的AV信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送到圖像處理單元；(2)數(shù)字圖像處理單元分辯和解讀圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖像信號(hào)。其中包括白平衡，彩色平衡。伽瑪校正和邊緣矯正，數(shù)字壓縮，減少存儲(chǔ)空間；(3)圖像存儲(chǔ)器內(nèi)存SRAM內(nèi)存芯片(Flash Memory)，快閃存儲(chǔ)器，外存，可移動(dòng)存儲(chǔ)器(SD卡)；(4)顯示器選用5英寸液晶AV顯示器。
本實(shí)用新型具有攝制井壁圖像并儲(chǔ)存和側(cè)向的雙重功能，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，功能可靠實(shí)用。采用發(fā)光二極管照明，電源電壓低，可以采用防爆等級(jí)較低的本質(zhì)安全形的防爆措施，降低了成本，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。\
圖1是實(shí)用新型本窺視儀的構(gòu)成框圖；圖2是實(shí)用新型本窺視儀的電子窺鏡的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)用新型本測(cè)試方法中使用窺視儀再測(cè)試孔內(nèi)進(jìn)行測(cè)試時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1～圖3，本實(shí)用新型包括電子窺鏡1、輸送桿3和主機(jī)(電路部分)2，電子窺鏡1連接在輸送桿3的下端，電子窺鏡1通過電纜與礦用主機(jī)2連接。輸送桿3有多節(jié)并通過螺紋同軸連接。
所述的電子窺鏡1包括外殼16、反光鏡12、孔壁攝像頭14、側(cè)向攝像頭15和側(cè)向指南針17，在圓筒形外殼16的下部側(cè)面設(shè)有透明的攝像窗口13，在該攝像窗口13周邊和側(cè)向攝像頭15周邊設(shè)有發(fā)光二極管18；所述的反光鏡12呈45度角安裝在所述的外殼16內(nèi)部面向攝像窗口13處，孔壁攝像頭14和側(cè)向攝像頭15背對(duì)背裝于所述的外殼內(nèi)的反光鏡12的上方(即附圖2中的右方)，其中孔壁攝像頭14面對(duì)所述的反光鏡12的反光面，側(cè)向攝像頭15面對(duì)設(shè)置在外殼內(nèi)部上方的指南針17；測(cè)試孔壁圖像信號(hào)該經(jīng)反光鏡12反射至孔壁攝像頭14，其作用是增大孔壁圖像面積和清晰度，同時(shí)更能適應(yīng)礦井淋水和濕度大的工作環(huán)境；該攝像頭的信號(hào)輸出端通過所述的電纜穿過上端輸送桿與所述的電子窺視儀連接。
在所述的外殼16的外側(cè)設(shè)有沿外殼圓周分布的至少三個(gè)中心定位裝置11，用于將窺鏡5定位在不同直徑的測(cè)試孔4的中心位，以得到清晰的圖像。
所述的孔壁攝像頭14和側(cè)向攝像頭15為常規(guī)結(jié)構(gòu)，包括物鏡和圖像傳感器，該圖像傳感器采用CCD電荷耦合器件，感光面積1/4英寸，分辯率420線，照度為1.5Lux，電壓12v/120mA(參見圖3)。當(dāng)然也可采用其它類型和技術(shù)參數(shù)的圖像傳感器。
所述的主機(jī)2包括(參見圖1)(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要功能是將圖像傳感器輸出的AV信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送到圖像處理單元，顏色深度24bit；(2)數(shù)字圖像處理單元分辯和解讀圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖像信號(hào)。其中包括白平衡，彩色平衡。伽瑪校正和邊緣矯正，數(shù)字壓縮，減少存儲(chǔ)空間；(3)圖像存儲(chǔ)器內(nèi)存SRAM內(nèi)存芯片(Flash Memory)，快閃存儲(chǔ)器，外存，可移動(dòng)存儲(chǔ)器(SD卡)；(4)顯示器選用5英寸液晶AV顯示器。
本實(shí)用新型的使用方法如下首先將電子窺鏡1安放在所需要觀測(cè)的巷道5頂端的測(cè)試孔4中，將視頻傳導(dǎo)線主機(jī)相連接，再接近主機(jī)電源，位于窺鏡側(cè)面照明用發(fā)光二報(bào)管18發(fā)光，從主機(jī)2顯示屏上立即看到清晰的圖像，移動(dòng)輸送側(cè)桿時(shí)，從顯示屏上可看到動(dòng)態(tài)圖像。并以側(cè)桿的標(biāo)尺確定圖像在鉆孔中的位置。
當(dāng)從圖像顯示器的測(cè)試孔圖像中發(fā)現(xiàn)有裂隙，垮落的現(xiàn)象時(shí)，可啟動(dòng)攝像按鈕，將圖像記錄在盒帶或記憶卡中，同時(shí)記錄所攝圖像在鉆孔中的位置。圖像的編輯是在地面進(jìn)行的。用本儀器附帶的USB線與電腦連接，將所攝圖像輸入電腦，進(jìn)行編輯整理。
本實(shí)用新型的充電是在地面進(jìn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)主機(jī)欠壓指示燈發(fā)亮?xí)r，示意電池欠壓，須充電后使用。
本實(shí)用新型的主要參數(shù)和性能如下1.適用鉆孔直徑28～466；深度≤400m；記錄密度1024×1024；靜態(tài)圖像數(shù)量97張；動(dòng)態(tài)圖像長(zhǎng)度15分鐘；電源12V/0.35mA；防爆型式ibI(150°)。
2.該窺鏡1具有側(cè)向反射攝像功能，孔壁圖像信號(hào)，經(jīng)反射鏡12，被攝像頭4接收，其作用是增大孔壁圖像面積和清晰度。同時(shí)更能適應(yīng)礦井淋水和濕度大的工作環(huán)境。
本窺鏡1具有測(cè)量方位的功能。當(dāng)需要確定孔壁裂隙方位時(shí)，可通過主機(jī)2切換到方位攝像頭15，同時(shí)旋轉(zhuǎn)測(cè)桿3，使其對(duì)準(zhǔn)裂隙方向。在窺鏡中設(shè)有指南針，指南針指示的方向，即為裂隙的方向。
本窺鏡還具有獨(dú)特的穩(wěn)心機(jī)構(gòu)11。為適應(yīng)不同直徑的鉆孔攝像要求，電子窺鏡穩(wěn)心裝置，將窺鏡置于鉆孔中心位，用以得到清晰的圖像。
主機(jī)2功能包括圖像顯示目前市售LED顯示器，大部分選用高壓熒光燈管作為液晶背光。電壓一般在800V以上，不能適應(yīng)煤礦有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作環(huán)境，本儀器選用6mm厚的導(dǎo)光板，發(fā)光二報(bào)管側(cè)向?qū)Ч?，由于發(fā)光二報(bào)管的工作電壓低(僅3.2V)，符合GB3836.4-2000，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備，第4部分本質(zhì)安全型“I”所規(guī)定的要求。
數(shù)字圖像處理單元選用國(guó)外優(yōu)質(zhì)芯片，不僅能分辨和解讀圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖像信號(hào)。而且具有數(shù)字壓縮功能，減少存儲(chǔ)空間。這是通常采用數(shù)字處理——電子硬盤存儲(chǔ)方式所不可及的優(yōu)越之處。
權(quán)利要求1.一種礦用測(cè)試孔電子窺視儀，其特征在于所述的深孔窺視儀包括電子窺鏡、輸送桿和主機(jī)，電子窺鏡連接在輸送桿的下端，電子窺鏡通過電纜與主機(jī)連接；所述的電子窺鏡包括外殼、反光鏡、孔壁攝像頭、側(cè)向攝像頭和側(cè)向指南針，在圓筒形外殼的下部側(cè)面設(shè)有透明的攝像窗口，在該攝像窗口周邊設(shè)有發(fā)光二極管；所述的反光鏡一定呈度角安裝在所述的外殼內(nèi)部面向攝像窗口處，孔壁攝像頭和側(cè)向攝像頭背對(duì)背裝于所述的外殼內(nèi)的反光鏡的上方，其中孔壁攝像頭面對(duì)所述的反光鏡，側(cè)向攝像頭面對(duì)設(shè)置在外殼內(nèi)部上方的指南針；巖石孔壁圖像信號(hào)該經(jīng)反光鏡反射至孔壁攝像頭，其作用是增大孔壁圖像面積和清晰度，同時(shí)更能適應(yīng)礦井淋水和濕度大的工作環(huán)境；該攝像頭的信號(hào)輸出端通過所述的電纜穿過上端輸送桿與所述的主機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用測(cè)試孔電子窺視儀，其特征在于在所述的外殼外側(cè)設(shè)有中心定位裝置，用于將窺鏡定位在不同直徑的鉆孔的中心位，以得到清晰的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用測(cè)試孔電子窺視儀，其特征在于所述的孔壁攝像頭和側(cè)向攝像頭包括物鏡和圖像傳感器，該圖像傳感器采用CCD電荷耦合器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用測(cè)試孔電子窺視儀，其特征在于所述的主機(jī)包括(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要功能是將圖像傳感器輸出的AV信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送到圖像處理單元；(2)數(shù)字圖像處理單元分辯和解讀圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖像信號(hào)。其中包括白平衡，彩色平衡。伽瑪校正和邊緣矯正，數(shù)字壓縮，減少存儲(chǔ)空間；(3)圖像存儲(chǔ)器內(nèi)存SRAM內(nèi)存芯片(Flash Memory)，快閃存儲(chǔ)器，外存，可移動(dòng)存儲(chǔ)器(SD卡)；(4)顯示器選用5英寸液晶AV顯示器。
專利摘要一種礦用測(cè)試孔電子窺視儀，包括電子窺鏡、輸送桿和主機(jī)，電子窺鏡連接在輸送桿的下端，電子窺鏡通過電纜與礦用鉆孔電子窺視儀連接；所述的鉆孔電子窺鏡包括外殼、反光鏡、孔壁攝像頭、側(cè)向攝像頭和側(cè)向指南針，在圓筒形外殼的下部側(cè)面設(shè)有透明的攝像窗口，在該攝像窗口周邊設(shè)有發(fā)光二極管。本儀器吸取國(guó)內(nèi)外成像技術(shù)的最新成果，選用高分辨率攝像頭和高品質(zhì)的圖像數(shù)字處理模塊。具有攝制井壁圖像并儲(chǔ)存和側(cè)向的雙重功能，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，功能可靠實(shí)用。采用發(fā)光二極管照明，電源電壓低，可以采用防爆等級(jí)較低的本質(zhì)安全形的防爆措施，降低了成本，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H04N7/18GK2904512SQ200620018538
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者康紅普, 丁輝, 吳志剛 申請(qǐng)人:天地科技股份有限公司