Устройство для определения диаметра и профиля подземных камер

(19) (И) 47/08 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О РСНОМУ СВИДЕТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА И ПРОФИЛЯ ПОДЗЕМНЫХ КАМЕР(57) Изобретение относится к горнойпромТти. Цель изобретения - упрощениеобработки информации за счет получе.ний линейной зависимости смещенияизображения. Устр-во содержит снаряд1, предназначенный для спуска в сква-жину, имеющий .проектор 2 с проекцион(21) 4159701/22 (22) 11,12,86 (46) 30.09.88. (71) Московский институт им. Се (72) Е.Г.фонбер О.Е.Дерябин, Си А.С,Якубович (53) 534.232 (О(56) Авторское В 1241757, йл,ным отверстием в виде щели, телевизи" онную камеру 4. Перед последней расположено наклонное зеркало 3, выпол" ненное криволинейным, кривизна которого определяется системой математических уравнений. С камерой 4 связан телевизионный приемник (ТП) 9, с выходом которого соединен счетчик 10 строк. С выходом ТП 9 связан временный селектор 11,соединенный сосчетчиком 10. Для выделения точки пересече" ния вертикальной и горизонтальной полос видеосигнал ТП 9 поступает на селектор 11, с которого проходит на счетчик и останавливает его. С приходом кадрового импульса с выхода ТП 9 на вход счетчика 10 в последнем устанавливается число, соответствующее минимальному расстоянию от скважинного снаряда до стенки подземной камеры. 3 ил.Изобретение относится к горнойпромышленности, может быть примененопри работах, связанных сизучением иизмерением подземных структур, и касается устройств для определения диа"метра и профиля подземных камер.Цель изобретения - упрощение обрабОтки инФормации эа счет получениялинейной зависимости смещения изобра"10жения.На Фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - зеркало, изометрия; на фиг.З "оПтическая схема измерения. 15Устройство состоит из снаряда. 1,предназначенного для спуска в скважину, с расположенными вдоль его продольной оси проектором 2, наклоннымзеркалом 3, телевизионной камерой 4,содержащей объектив 5 и видикон 6,кабеля.7 связи и наземной части 8,включающей телевизионный приемник 9,счетчик 10 строк, временной селектор11 и блок 12 индикации. Скважинныйснаряд 1, расположенный в подземнойкамере со стенками 13, содержит проектор. 2 с проекционным отверстием в виде щели (нд показано) и телевизионную камеру 4, перед которой располо 30 жено наклонное зеркало 3, выполненное криволинейным. Телевизионный приемник 9 соединен с телевизионной камерой 4 кабелем 7. Первый вход счетчика 10 строк соединен с первым выходом телевизионного приемника 9, третий выход 35 которого подключен к второму входу счетчика 10 строк. Первый вход вре" менного селектора 11 соединен с первым выходом телевизионного приемника 9, второй выход которого подключен к второму входу временного селекторапервый и второй выходы которого соответственно соединены с третьимвходом счетчика 10 строк й входом телевизионного приемника 9.45 1Кривизна зеркала 3 определяетсясистемой уравнений, полученной прирассмотрении оптической схемы измерения.50На Фиг,З показана оптическая осьУ проектора 2 и ось Х, которая является осью скважинного снаряда 1, Точкой А обозначен фокус объектива 5.Отрезок Ур (00) обозначает среднее значение до стенки подземной камеры, при этом изображение точки Э при выбранном положении зеркала 3 находится в центре мишени видикона 6. Отрезки Удк(ОЕ) и Умин 1(ОР) обо-значают максимальное и минимальноерасстояния до стенки подземной камеры, при этом изображение точек Е и Р,если в плоскость Г помещают плоскоезеркало, находится соответственновверху и внизу мишени видикона 6.Отрезок У,чсл(ОИ) обозначает минимальное расстояние до стенки подземной камеры, при этом изображение точки Ы при выбранном положении криволинейного зеркала 3 находится внизумишени видикона 6,Точка К определяет нахождение-Фокуса объектива 5 при обзоре отУ,до Умц без зеркала. 23"- уголобзора .объектива 5 телевизионной ка"меры 4; с(, - угол наклона плоскости Готносительно оси Х, т.е. половинаугла между лучом, попадающим послеотражения от зеркала 3 в центр видикона 6 телевизионной камеры 4, и осьюскважинного снаряда 1; Ь - расстояние от оси проектора 2 до точкипересечения оси Х и плоскости Г.Криволинейность поверхности зеркала 3 относительно поверхности Г ,выбирается из условий, при которых изменение измеряемого расстояния на И(СП) от Мор в обе стороны, гдеи - количество равных частей, вызывает одинаковое перемещение иэображения световой .полосы на видиконе 6 и, сле" довательно, на телеэкране телевизионного приемника 9, а минимальное расстояние становится равным Умца(ОМ), так как ДУ=У,чд -Чср =Уер -УиоигКривизна криволинейного зеркала 3определяется системой точек, каждаяиз котбрых определяется пересечениемлиний АБ и линий КСи, где ш " номерчасти (1,2,3, ,ш, . и), а следова"тельно, решением7,1 =д- ш.(Х+(а+Ь3У -Ур У -Ус=( -- )Х-Л -( --- ) Х )Х(-Х" Х-Х где УХ - координаты точки К;гХ - координаты точки С;а - расстояние от наклонногозеркала 3 до фокуса объектива 5 телевизионнойкамерыЬ - расстояние от оптическойоси проектора 2 до зерка3 14270ла 3 по оси скважинногоснаряда;Ь У - половина диапазона измерения (ВЕ, ЭИ);2 К - угол между лучом, попадающим после отражения отзеркала 3 в центр видикона б телевизионной камеры4, и осью скважинногоснаряда 1;- половина угла обзора те"левизионной камеры 4.Так как точка К определяет положение фокуса объектива 5 телевизионной камеры 4 при отсутствии зеркала 3, то система уравнений принимает вид, 30 35 Л ф 40 Ь+а сов 2 с 71 = ш(Х+(атЬйУ 20Уср+тп+а вди 2 оСи ДУЪ Х+7 ср + - ;шЬ+а сов 2 Ы.ппри У,р =Ь й 2 АРешая систему уравнений, получаюткоординаты точек поверхности криволинейного зеркала 3 в системе координат Ь д 2 Ы+т - Сд- ш(а+Ъ)ьУ 7 п иИЬ СдЦ+а в 1 и 24+"- ш Сд ши Ь+асов 2 о( Ъ 82 йа в 1 и 2 Ы+ шДУив - ---ФЬ+а сов 2 о.Ь й 82 о+-ш-сд-ш(а+Ь)уи и- +Ьй,р 2 а+ - ш,Ь 20+а вж 20 + шЯ пп Линейное перемещение изображения световой полосы на видиконе 6, а следовательно, на телеэкране телевизион ного приемника 9 в зависимости от ,изменения расстояния скважинного снаряда 1 до стенки 13 подземной камеры позволяет получить линейную зависи" мость количества строк строчной развертки от начала кадра до изображения световой полосы на видиконе б.Устройство работает следующим образом.Из проекционной щели проектора 2 в горизонтальной плоскости проектируется на стенку 13 подземной камеры световая полоса, которая благодаря наклонному криволинейному зеркалу 3 62 4попадает через объектив 5 на виднкон6 телевизионной камеры 4,Телевизионное изображение из камеры 4 по кабелю 7 связи передаетсяв наземную часть 8, включающую телевизионный приемник 9, счетчик 10строк, временной селектор 11 и блок12 индикации, в котором производитсяиндикация содержимого счетчика 10строк. С первого выхода телевизионного приемника 9 строчные импульсы поступают на первый (счегный) вход счетчика 10 строк и первый вход временного селектора 1 для синхронизациипоследнего и формирования в нем временного строба. Узкий временной стробзадерживается относительно началастрочных импульсов, Его задержка регулируется оператором в пределах времени одной строки, Для определенияместа нахождения временного стробаон с второго выхода временного селектора 11 поступает на вход видеосигнала телевизионного приемника 9 и отображается на экране в вице вертикальной полосы.Для выделения точки пересечениявертикальной и горизонтальной полосвидеосигнал с второго выхода телевизионного приемника 9 поступает навторой вход временного селектора 11,где формируется импульс совпадения,который с первого выхода временногоселектора 11 поступает на третий входсчетчика 10 строк и останавливаетего, С приходом кадрового импульсас третьего выхода телевизионногоприемника 9 на второй вход (установки) счетчика 10 строк в последнемустанавливается число, соответствующее минимальному расстоянию от скважинного снаряда 1 до стенки 13 подземной камеры, а также выводится записанная информация в блок 12 индикации еДля определения расстояния отскважинного снаряда 1 до стенки 13подземной камеры оператору достаточно зафиксировать число с блока индикации и умножить его на коэффициент,равный изменению расстояния, при ко"тором изображение световой полосыперемещается с одной строки на другую. Формула изобретения Устройство для определения диаметра и профиля подземных камер, 1427062Включающее снаряд, предназначенныйдля спуска в скважину содержащийпроектор с проекционным отверстиемв виде щели, телевизионную камеру ирасположенное. перед ней наклонноезеркало, связанный с телевизионнойкамерой телевизионный приемник, счетчик строк, первый вход которого соединен с первым выходом телевизионного 1 Оприемника, третий выход которогоподключен к второму входу счетчикастрок, временной селектор, первыйВход которого соединен с первым выходом телевизионного приемника, второй 15выход которого подключен к второмувходу временного селектора, первыйи второй выходы которого соответственно соединены с третьим входомсчетчика строк и входом телевизионноОго приемника, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения обработкиинФормации за счет получения линейной зависимости смещения изображения,в скважинном снаряде наклонное зеркало выполнено криволинейным, кривизнакоторого определяется системой уравнений где ш=(1,2ши),Ьйц 24+ ш-ср ш(а+Ь)ЬУи иь фУЬ й 24+а з 1 и 24+"- шй шиЬ+а соа 20+Ь щ 20+ -шиЬ д 2 с(+а з 1 и 2 К+в-ш1-ши Ь+а соз 2 Агде 2 о( - угол между лучом, попадающим после отражения от зеркала в центр видикона телевизионной камеры, и осьюскважннного снаряда;,3 - половина угла обзорателевизионной камеры;6 У - половина диапазона измерения;Ь - расстояние от оптической осипроектора до наклонного зеркала по оси скважннного снаряда;а - расстояние от наклонногозеркала до Фокуса объективателевизионной камеры,при этом наземная часть снабжена блоким индикации, подключенным к выходусчетчика строк.11427062 Составитель А,РыбаковТехред М.Дицык Корректор С.Шекм актор а Проектная,венно-полиграфическое предприятие, г. о ои 4833/30 Тираж 531 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Москв