專利名稱：一種用于對(duì)地下大空間形狀成像的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地質(zhì)工程、礦山工程、水利工程和海洋工程等技術(shù)領(lǐng)域，尤其是地質(zhì)工程領(lǐng)域的巖溶洞穴勘察和礦山工程采空區(qū)的勘察。
背景技術(shù)：
在地質(zhì)工程勘察中，當(dāng)鉆孔遇到了地下溶洞時(shí)，只知道該孔上洞的高度，至于該孔周圍洞穴的空間形狀如何就不得而知，而地下洞穴的發(fā)育十分復(fù)雜，形狀各異，空間大小相差十分懸殊，大的洞穴可以延伸幾十米到幾千米，小的洞穴則不到1米，大小對(duì)工程影響很大。借助于工程物探的手段，也無(wú)法精確描述地下洞穴的空間形狀。在礦山工程中，地下采空區(qū)的空間也很大，形狀各異，老的采空區(qū)常常隱蔽，充滿水，不易發(fā)現(xiàn)，有時(shí)會(huì)成為礦坑突水的重要水源，因此，在礦山勘察中也需要查明新老采空區(qū)的分布于空間形狀及大小。通過(guò)鉆孔來(lái)觀測(cè)地下空間的形狀，目前還沒(méi)有很好的方法手段，常用的是鉆孔電視。鉆孔電視是應(yīng)用電視技術(shù)觀察鉆孔孔壁地質(zhì)情況的一種測(cè)井方法，較早的有光學(xué)鉆孔電視和超聲波鉆孔電視，如北京路業(yè)通達(dá)科技的限公司與中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合生產(chǎn)的LH-GX-A 光學(xué)鉆孔電視成像儀。HW-60多功能鉆孔井下電視是一種全景像鉆孔電視，不但能直觀孔壁全貌，而且還能同時(shí)看到孔底。較先進(jìn)的有幾-IDOI (A)只能鉆孔電視成像儀，用來(lái)觀察鉆孔中地質(zhì)體的各種特征及細(xì)微構(gòu)造，如底層巖性、巖石結(jié)構(gòu)、斷層、裂隙、夾層等。無(wú)論哪種鉆孔電視儀，共同的特征是只有一個(gè)攝像頭，攝像方向向下；只對(duì)鉆孔孔壁進(jìn)行成像，通過(guò)從上往下或從下往上慢慢移動(dòng)探頭對(duì)孔壁進(jìn)行成像，用以觀察細(xì)微的孔壁結(jié)構(gòu)。如果鉆孔直徑大些，成像效果就很差，如果遇到溶洞，則更是無(wú)法對(duì)溶洞大空間進(jìn)行成像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種攝像頭水平布置的用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的攝像頭以及光端機(jī)，所述的光端機(jī)與所述的攝像頭連接，其特征在于所述的攝像頭為至少兩個(gè)且成一個(gè)角度水平布置在殼體內(nèi)，在殼體內(nèi)還設(shè)置有陣列燈，所述的陣列燈與所述的攝像頭同向設(shè)置。所述的攝像頭為4個(gè)，且成十字交叉分布，所述的陣列燈為4個(gè)，布置在方形燈架的4個(gè)側(cè)面。所述的攝像頭為紅外攝像頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用至少兩個(gè)攝像頭且水平布置的方式，水平方向布置后，攝像頭能更好地對(duì)空洞側(cè)面的形狀清晰成像，可視范圍比設(shè)置在下端的攝像頭要大，當(dāng)采用至少兩個(gè)攝像頭后，則能通過(guò)相鄰兩個(gè)攝像頭之間的夾角來(lái)精確定位空洞的大小以及孔徑的延伸情況，解決了大空間成像的質(zhì)量問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、復(fù)合光纜，2、2芯電源線，3、4芯光纜線，4、5、7不銹鋼外殼體，6、透明質(zhì)外殼體，8、光端機(jī)，9、紅外攝像頭，10、陣列燈。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明
如圖1所示，本發(fā)明成像裝置是由超低照度紅外攝像頭和陣列燈組成的，專門用于對(duì)地下大空間的成像，如地下溶洞和采空區(qū)等，而不用于鉆孔孔壁的成像。該裝置由多攝像頭組成，每個(gè)攝像頭的攝像均為水平方向，只要將探頭放置于鉆孔的洞穴位置，就可以觀察各個(gè)水平方向巖溶洞穴的形狀、大小、延伸情況、是否有充填物質(zhì)等。裝置主要有三部分組成(1)由不銹鋼和透明質(zhì)材料組成的防水外殼體；(2)供電和圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng)；(3)照明系統(tǒng)。見圖1。防水外殼體由多段組成，為方便內(nèi)部元件的組裝。只有一段是透明質(zhì)材料，如有機(jī)玻璃管，透明質(zhì)材料段內(nèi)放置紅外攝像頭和陣列燈，便于成像和照明。不銹鋼段之間用防水螺紋連接，不銹鋼段與透明質(zhì)材料段之間用緊配合連接。4個(gè)光端機(jī)順序分別對(duì)應(yīng)與4個(gè)紅外攝像頭連接。4個(gè)紅外攝像頭的鏡頭方向兩兩垂直放置，代表4個(gè)呈正交的方向，分別獲取地下空間4個(gè)正交方向的圖像，4個(gè)陣列燈同樣也按4個(gè)正交方向布置，安裝在一個(gè)立方柱的4個(gè)側(cè)面，每個(gè)陣列燈的光線方向(即立方柱的一個(gè)側(cè)面的法向)分別與一個(gè)紅外攝像頭的鏡頭方向一致，分別給每個(gè)紅外攝像頭提供紅外光源。實(shí)施例
第一步，材料和配件購(gòu)買。需要購(gòu)買的材料和配件有 不銹鋼棒Φ 58 X 160，用于加工不銹鋼外殼體4和不銹鋼外殼體7 ； 不銹鋼管Φ 56 X 150，用于加工不銹鋼外殼體5 ； 有機(jī)玻璃管^^5X5，用于加工透明質(zhì)外殼體6 ；
防水密封圈(即0型圈)，用于不銹鋼外殼體4與不銹鋼外殼體5，不銹鋼外殼體5與不銹鋼外殼體7之間的防水密封；
復(fù)合光纜1，其中有電源線2和單模光纜3，長(zhǎng)50米；
4個(gè)光端機(jī)8，4個(gè)紅外攝像頭9和4個(gè)陣列燈10，要求能放入內(nèi)徑為50的管中； 25X25的鋁棒12cm，用于加工陣列燈立方柱10 ； 其他如電線，線路板，環(huán)氧樹脂充填膠等。第二步，配件加工
將Φ 58的不銹鋼棒加工成不銹鋼外殼體4和不銹鋼外殼體7，不銹鋼外殼體4的尺寸為Φ55Χ4. 5X100，底的厚度為8mm，底中央開個(gè)小孔，直徑為8mm，用于電纜的穿越和安裝防水螺紋接頭。不銹鋼外殼體7的尺寸為Φ55Χ3Χ100 ；
將Φ56Χ 150的不銹鋼管加工成不銹鋼外殼體5，分別為Φ55Χ3Χ400和 Φ 55 X 4. 5X60 ；將Φ55Χ5的有機(jī)玻璃管加工成透明質(zhì)外殼體6，只需要對(duì)管口加工，使與不銹鋼外殼體5和不銹鋼外殼體7的連接呈緊配合接觸；
將12cm長(zhǎng)25 X 25的鋁棒加工成陣列燈立方柱10，10的尺寸為25 X 25 X 100，但中間開孔，孔的直徑為100，為便于引線；
第三步，組裝
首先將復(fù)合電纜1穿過(guò)防水螺紋接頭和不銹鋼外殼體4的底孔，并將螺紋接頭旋緊，再將環(huán)氧樹脂充填膠在管內(nèi)充填孔口，以防水。其次按圖1的線路連接各個(gè)部件。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的攝像頭以及光端機(jī)，所述的光端機(jī)與所述的攝像頭連接，其特征在于所述的攝像頭為至少兩個(gè)且成一個(gè)角度水平布置在殼體內(nèi)，在殼體內(nèi)還設(shè)置有陣列燈，所述的陣列燈與所述的攝像頭同向設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置，其特征在于所述的攝像頭為4個(gè)，且成十字交叉分布，所述的陣列燈為4個(gè)，布置在方形燈架的4個(gè)側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置，其特征在于所述的攝像頭為紅外攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于對(duì)地下大空間成像的成像裝置，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的攝像頭以及光端機(jī)，所述的光端機(jī)與所述的攝像頭連接，其特征在于所述的攝像頭為至少兩個(gè)且成一個(gè)角度水平布置在殼體內(nèi)，在殼體內(nèi)還設(shè)置有陣列燈，所述的陣列燈為所述的攝像頭同向設(shè)置。該裝置是由超低照度紅外攝像頭和陣列燈組成，專門用于對(duì)地下大空間的成像，如地下溶洞和采空區(qū)等，而不用于鉆孔孔壁的成像。
文檔編號(hào)G01V8/02GK102508314SQ201110318090
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者劉建剛 申請(qǐng)人:河海大學(xué)