Устройство для определения диаметра и профиля подземных камер

 

Изобретение относится к горной промгти. Цель изобретения - упрощение обработки информации за счет получе .ний линейной зависимости смещения изображения. Устр-во содержит снаряд 1, предназначенный для спуска в скважину , имеющий .проектор 2 с проекционным отверстием в виде щели, телевизионную камеру 4. Перед последней расположено наклонное зеркало 3, выполненное 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 со счетчиком 10. Для вьщеления точки пересечения 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 скважинно- :го снаряда до стенки подземной камеры . 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51) 4 Е 21 В 47/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4159701/22-03 (22). 11.12.86 (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) E.Ã.Ôîíáåðøòåéí, P.H.Êðóãëèêîâ, О.Е.Дерябин, С.В.Непомнящая и А,С,Якубович (53) 534.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1241757, кл. Е 21 В 47/08, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИА.

МЕТРА И ПРОФИЛЯ ПОДЗЕМНЫХ КАМЕР (57) Изобретение относится к горной промТти. Цель изобретения - упрощение обработки информации за счет получе.ния линейной зависимости смещения изображения. Устр-во содержит снаряд

1, предназначенный для спуска в сква- жину, имеющий .проектор 2 с проекцион- ным отверстием в виде щели, телевизи" онную камеру 4. Перед последней расположено наклонное зеркало 3, выполненное 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 скважинно.го снаряда до стенки подземной каме- С ры. 3 ил.

1427062

Изобретение относится к горной промышленности, может быть применено при работах, связанных с изучением и измерением подземных структур, и касается устройств для определения диа" метра и профиля подземных камер.

Цель изобретения — упрощение обрабОтки информации эа счет получения линейной зависимости смещения изобра-10 жения.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — зеркало, изометрия; на фиг.3 " оПтическая схема измерения. 15

Устройство состоит из снаряда. 1, предназначенного для спуска в скваясину, с расположенными вдоль его продольной оси проектором 2, наклонным зеркалом 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 селектор

11 и блок 12 индикации. Скважинный снаряд 1, расположенный в подземной камере со стенками 13, содержит проектор . 2 с проекционным отверстием в виде щели (нд показано) и телевизионную камеру 4, перед которой располо- »

ЗО 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 c первым выходом телевизионного приемника

9, второй выход которого подключен к второму входу временного селектора первый и второй выходы которого соответственно соединены с третьим входом счетчика 10 строк и входом телевизионного приемника 9.

Кривизна зеркала 3 определяется системой уравнений, полученной при рассмотрении оптической схемы измерения.

На фиг.3 показана оптическая ось

Y проектора 2 и ось Х, которая является осью скважинного снаряда 1, Точкой А обозначен фокус объектива 5.

Отрезок У р (0D) обозначает среднее значение до стенки подземной камеры, при этом изображение точки Э при выбранном положении зеркала 3 находится в центре мишени видикона 6.

Отрезки Y o,«(OE) и У чин g (OP) o6o-„ значают максимальное и минимальное расстояния до стенки подземной каме ры, при этом изображение точек Е и Р, если в плоскость Г помещают плоское зеркало, находится соответственно вверху и внизу мишени видикона 6.

Отрезок У,чул (ОИ) обозначает минимальное расстояние до стенки подземной камеры, при этом изображение точки Ы при выбранном положении криволинейного зеркала 3 находится внизу мишени видикона 6.

Точка К определяет нахождение

-фокуса объектива 5 при обзоре от

Y „, до Умцug без зеркала. 2 f - угол обзора объектива 5 телевизионной камеры 4; с(, — угол наклона плоскости Г относительно оси Х, т.е. половина угла между лучом, попадающим после отражения от зеркала 3 в центр видикона 6 телевизионной камеры 4, и осью скважинного снаряда 1; Ь - расстояние от оси проектора 2 до точки пересечения оси Х и плоскости Г.

Криволинейность поверхности зеркала 3 относительно поверхности Г ,выбирается из условий, при которых изменение измеряемого расстояния на

Я (CD) от Y.р в обе стороны, где

Q — количество равных частей, вызывает одинаковое перемещение иэображения световой полосы на видиконе 6 и, следовательно, на телеэкране ".åëåâèçèîí-! ного приемника 9, а минимальное расстояние становится равным Yguua (o>), так как ДУ=У дд -Ycp -=Уар -Урии °

Кривизна криволинейного зеркала 3 определяется системой точек, каждая из котбрых определяется пересечением линий AH и линий КСи, где m " номер части (1,2,3,...,m . n), а следовательно, решением

Y<>„=tg- m. (X+(a+b) )

Yg -Yy Ya -Yo

YA =()Х(у1() Х)

% Х Х Х2 где Y,,X< — координаты точки К;

Yz,Õ вЂ” координаты точки С; а — расстояние от наклонного зеркала 3 до фокуса объектива 5 телевизионной камеры 4;

Ь вЂ” расстояние от оптической оси проектора 2 до зерка3 14270 ла 3 по оси скважинного снаряда;

$ Y — половина диапазона измерения (DE, DN);

2C(— угол между лучом, попадающим после отражения от зеркала 3 в центр видикона б телевизионной камеры

4, и осью скважинного 10 снаряда 1; P — - половина угла обзора телевизионной 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 40

b+a cos 2с(Y < =tg m(X+(a+b))

gY 20

У р+--m+a вдп2а( и ду

Y_#_c Х+уср + —;ш

b+a сов2Ы- и при У,р =b tg 2А

Решая систему уравнений, получают координаты точек поверхности криволи- 25 нейного зеркала 3 в системе координат ,Х, Y:

Ь tg2d+--m — tg- m(a+b) ау 7 п п

Մ,— — ——

АY

b tg2p(+a sin24+"- m

Сд m п Ь+а i сов2о(b- tg234-à sin20(+-- m ду п

Ym—

lt

Ь+а cos2î b tg2o(+ -m-tg-m(a+b) лу п и л 5у

- +b tg2%+ — m.

Ь tg20(+a sin++-- m ру п

pl п

Линейное перемещение изображения световой полосы на видиконе 6, а следовательно, на телеэкране телевизион- 45 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 4 попадает через объектив 5 на видикон

6 телевизионной камеры 4.

Телевизионное изображение из камеры 4 по кабелю 7 связи передается в наземную часть 8, включающую телевизионный приемник 9, счетчик 10 строк, временной селектор 11 и блок

12 индикации, в котором производится индикация содержимого счетчика 10 строк. С первого выхода телевизионного приемника 9 строчные импульсы поступают на первый (сче гный) вход счетчика 10 строк и первый вход временного селектора 11 для синхронизации последнего и формирования в нем временного строба. Узкий временной строб задерживается относительно начала строчных импульсов. Его задержка регулируется оператором в пределах времени одной строки, Для определения места нахождения временного строба он с второго выхода временного селектора 11 поступает на вход видеосигнала телевизионного приемника 9 и отображается на экране в вице вертикальной полосы.

Для выделения точки пересечения вертикальной и горизонтальной полос видеосигнал с второго выхода телевизионного приемника 9 поступает на второй вход временного селектора t1, где формируется импульс совпадения, который с первого выхода временного селектора 11 поступает на третий вход счетчика 10 строк и останавливает его. С приходом кадрового импульса с третьего выхода телевизионного приемника 9 на второй вход (установки) счетчика 10 строк в последнем устанавливается число, соответствующее минимальному расстоянию от скважинного снаряда 1 до стенки 13 подземной камеры, а также выводится записанная информация в блок 12 индикации.

Для определения расстояния от скважинного снаряда 1 до стенки t3 подземной камеры оператору достаточно зафиксировать число с блока индикации и умножить его на коэффициент, равный изменению расстояния, при ко" тором изображение световой полосы перемещается с одной строки на другую.

Формула изобретения

Устройство для определения диаметра и профиля подземных камер, 1427062

Включающее снаряд, предназначенный для спуска в скважину, содержащий проектор с проекционным отверстием в виде щели, телевизионную камеру и расположенное. перед ней наклонное зеркало, связанный с телевизионной камерой телевизионный приемник, счетчик строк, первый вход которого соединен с первым выходом телевнзионного1п приемника, третий выход которого подключен к второму входу счетчика строк, временной селектор, первый вход которого соединен с первым выходом телевизионного приемника, второй 15 выход которого подключен к второму входу временного селектора, первый и второй выходы которого соответственно соединены с третьим входом счетчика строк и входом телевизионно-2О го приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения обработки информации за счет получения линейной зависимости смещения изображения, в скважинном снаряде наклонное зерка- 2g ло выполнено криволинейным, кривизна которого определяется системой уравнений

Х (Xf»XG«Х„,»...«Хп)

"- 1» 2» ° ° ° ««а» ° ° ° «1л )

/ где m (1 «2,...,в«...,и), btg2o(+-- ° m-tg m(a+b)

AY и п

Х л

Ь tg2rl+a sin2o(+"- m

tg m и Ь+а cos2<

Ь tg20+a sin2a+"- m лY и

7 к

Ь+а соз2о(b tg2o(+- m-tg m(a+b)

Л7

n n

Y

+Ь tg20+ -m и

Ь tg2o(+a sin2tk+ -m

tg-я и b+a cos2% где 2о(— угол между лучом, попадающим после отражения от зеркала в центр видикона телевизионной камеры, и осью скважинного снаряда;, — половина угла обзора телевизионной камеры;

hY — половина диапазона измерения;

Ь вЂ” расстояние от оптической оси проектора до наклонного зеркала по оси скважннного снаряда;

a — расстояние от наклонного зеркала до фокуса объектива телевизионной камеры, при этом наземная часть снабжена блоким индикации, подключенным к выходу счетчика строк.

1427062

Ойю

Составитель А.Рыбаков

Редактор А.Огар Техред M.Дццык Корректор С.Шекмар

Заказ 4833/30

Тираж 531 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4