[發明專利]一種用于對地下大空間形狀成像的成像裝置

有效

• 申請號: 201110318090.5
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102508314A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 劉建剛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01V8/02
• 分類號: G01V8/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及地質工程、礦山工程、水利工程和海洋工程等技術領域，尤其是地質工程領域的巖溶洞穴勘察和礦山工程采空區的勘察。

背景技術

在地質工程勘察中，當鉆孔遇到了地下溶洞時，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，而地下洞穴的發育十分復雜，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，大小對工程影響很大。借助于工程物探的手段，也無法精確描述地下洞穴的空間形狀。在礦山工程中，地下采空區的空間也很大，形狀各異，老的采空區常常隱蔽，充滿水，不易發現，有時會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的分布于空間形狀及大小。

通過鉆孔來觀測地下空間的形狀，目前還沒有很好的方法手段，常用的是鉆孔電視。鉆孔電視是應用電視技術觀察鉆孔孔壁地質情況的一種測井方法，較早的有光學鉆孔電視和超聲波鉆孔電視，如北京路業通達科技的限公司與中國科學院聯合生產的LH-GX-A光學鉆孔電視成像儀。?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，而且還能同時看到孔底。較先進的有JL-IDOI(A)只能鉆孔電視成像儀，用來觀察鉆孔中地質體的各種特征及細微構造，如底層巖性、巖石結構、斷層、裂隙、夾層等。

無論哪種鉆孔電視儀，共同的特征是只有一個攝像頭，攝像方向向下；只對鉆孔孔壁進行成像，通過從上往下或從下往上慢慢移動探頭對孔壁進行成像，用以觀察細微的孔壁結構。如果鉆孔直徑大些，成像效果就很差，如果遇到溶洞，則更是無法對溶洞大空間進行成像。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種攝像頭水平布置的用于對地下大空間成像的成像裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于對地下大空間成像的成像裝置，包括殼體以及設置在殼體內的攝像頭以及光端機，所述的光端機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且成一個角度水平布置在殼體內，在殼體內還設置有陣列燈，所述的陣列燈與所述的攝像頭同向設置。

所述的攝像頭為4個，且成十字交叉分布，所述的陣列燈為4個，布置在方形燈架的4個側面。

所述的攝像頭為紅外攝像頭。

與現有技術相比，本發明采用至少兩個攝像頭且水平布置的方式，水平方向布置后，攝像頭能更好地對空洞側面的形狀清晰成像，可視范圍比設置在下端的攝像頭要大，當采用至少兩個攝像頭后，則能通過相鄰兩個攝像頭之間的夾角來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量問題。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

其中：1、復合光纜，?2、2芯電源線，3、4芯光纜線，4、5、7不銹鋼外殼體，6、透明質外殼體，8、光端機，9、紅外攝像頭，10、陣列燈。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細說明：

如圖1所示，本發明成像裝置是由超低照度紅外攝像頭和陣列燈組成的，專門用于對地下大空間的成像，如地下溶洞和采空區等，而不用于鉆孔孔壁的成像。該裝置由多攝像頭組成，每個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，就可以觀察各個水平方向巖溶洞穴的形狀、大小、延伸情況、是否有充填物質等。

裝置主要有三部分組成：（1）由不銹鋼和透明質材料組成的防水外殼體；（2）供電和圖像信號傳輸系統；（3）照明系統。見圖1。

防水外殼體由多段組成，為方便內部元件的組裝。只有一段是透明質材料，如有機玻璃管，透明質材料段內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，不銹鋼段與透明質材料段之間用緊配合連接。4個光端機順序分別對應與4個紅外攝像頭連接。4個紅外攝像頭的鏡頭方向兩兩垂直放置，代表4個呈正交的方向，分別獲取地下空間4個正交方向的圖像，4個陣列燈同樣也按4個正交方向布置，安裝在一個立方柱的4個側面，每個陣列燈的光線方向（即立方柱的一個側面的法向）分別與一個紅外攝像頭的鏡頭方向一致，分別給每個紅外攝像頭提供紅外光源。

實施例：

第一步，材料和配件購買。需要購買的材料和配件有：

不銹鋼棒Φ58×160，用于加工不銹鋼外殼體4和不銹鋼外殼體7；

?????不銹鋼管Φ56×150，用于加工不銹鋼外殼體5；

?????有機玻璃管Φ55×5，用于加工透明質外殼體6；