专利名称：钻孔窥视仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于监测岩体结构，特别是监测煤矿井下岩体结构的钻孔窥视仪。该仪器具有光电探头、显示器和(或)录像机。主要用于监测岩层离层情况，岩体结构动态变化，岩体注浆固化时浆液渗透范围，岩体含水层涌水点的位置等。
《世界煤炭技术》1987年第8期中刊载的“矿山压力岩层控制与支护技术”一文中公开了一种称为“钻孔电视”的钻孔窥视系统。该系统包括光电探头、控制器、显示器，光电探头和控制器之间由电缆连接。使用时需要配备绞车、小型汽油机、孔口滑轮、深度指示器、监测车辆等，所用电源为220V交流电。其光电探头设有高照明度的照明灯具。显示器为220V的普通电视机。
现有的钻孔窥视系统的不足之处在于设备宠杂，不便携不防爆，只能用于地面；只能用于向下的钻孔；钻孔内需要高照明度；分辨率低，价格昂贵。
本实用新型的目的在于提供一种适于煤矿井下各种方位钻孔使用的便携式钻孔窥视仪。
本实用新型的目的还在于该仪器可用于低照度条件，具有较高分辨率，能使摄像头在光电探头被钻孔壁卡死的情况下安全退出。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到1、该仪器由光电探头、支撑杆、固定装置、显示器和(或)录像机、隔爆箱组成。光电探头安装于支撑杆的一端，固定装置安装于支撑杆的另一端。显示器和录像机是电池供电的小型显示器和录像机。
2、该仪器电源为电池电源，采用了复合型防爆电路。光电探头电路采用本安处理，电源的正极经限流电R2、二极管安全栅与摄像头电路入口连接，摄像头电路的视频信号经限流电阻R3、R1进入显示电路。电源和R1、R2胶封为一体，与显示器和(或)录像机放在隔爆箱内，光电探头中的电路采用胶封。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到1、光电探头的照明电路用若干个发光二极管串联后整体并联于摄像头电源上，且与摄像头的极限照度相匹配。
2、摄像头采用CCD高灵敏度摄像头。
3、在光电探头上安装有退出装置。
本实用新型的工作原理是钻孔壁的岩体图像通过光电探头的窗口进入摄像头，经摄像头内部的光敏元件把光信号转化为电信号，经内部处理后变成视频信号进入显示器和(或)录像机。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型一个实施例的外形简图。
图2是该实施例的电原理图。
图3是一种装有退出装置的光电探头。
图4是图3的A－A剖面图。
图5是图4的左视图。
图6是一种机械式固定装置。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述见
图1、图2。1是光电探头，2是支撑杆，3是固定装置。光电探头和固定装置分别安装在支撑杆的两端，支撑杆上刻有刻度，用以指示进入钻孔的深度。4是隔爆箱，显示器5和录像机6装在隔爆箱内。光电探头中的摄像头采用了CCD高录敏度MTJ－1801CB型摄像头。显示器为LES－14A型显示器。录像机为索尼超8型。
参见图2。电源E0为VM－VBM7EN型12VDC电池。采用了复合型防爆电路。光电探头电路采用本安处理。E0的正极经限流电阻R2及二极管安全栅Da和Db与摄像头电路入口连接，摄像头电路的视频信号经限流电阻R3、R1进入显示电路。E0和R1、R2胶封为一体，与显示器和录像机放在隔爆箱内，光电探头中的电路采用胶封。光电探头的照明电路是用6个发光二极管FD1串联后整体并联于摄像头电源上，并与摄像头的极限照度0.02Lux相匹配。
图3至图5中退出装置由弹簧7、卡销体9、卡环10组成。卡环10固定在光电探头的壳体11上，其上有槽12。卡销体与摄像头组件8装为一体。当装入摄像头组件时，卡销体上的卡销13从槽12的开口进入，并在槽中移动直至槽的顶部，此时摄像头组件在弹簧7的压力下固定。退出摄像头组件时使卡销13沿槽12退出即可将摄像头组件取出。
图6所示的机械式固定装置由装配成一体的固定机构和卡紧机构组成。固定机构包括布置在园周上的6个偏心块14、3个转轴15和使转轴15转动的组件16。操纵组件16使转轴15转动，带动其上的偏心块14转动，偏心块所形成的外径加大，与钻孔壁卡紧，从而使固定装置固定在钻孔中。卡紧机构由三个卡块17、销轴18及驱动组件19组成。操纵驱动组件19使卡块17绕销轴18转动，卡块形成的内径缩小，使卡块17卡紧支撑杆。
固定装置也可以是环形胶囊，当充进液体或气体时其外表面与钻孔壁压紧，内孔与支撑杆压紧，以实现支撑杆的固定。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、由于本实用新型采用了电池电源及小型显示器和录像机，且采用了复合型防爆电路，使其具有防爆，便携的优点。
2、由于照明电路的改进，使本实用新型可以在低照度条件下使用。
3、由于采用了支撑杆和固定装置，使本实用新型便于在各种方位的钻孔中使用。
4、由于采用了CCD高灵敏度摄像头，提高了该仪器的分辨率。
5、退出装置的采用使本实用新型可以在光电探头壳体被卡在钻孔中时，安全退出摄像头。
6、由于本实用新型小型、简单，使成本大大降低。
权利要求1.一种用于监测岩体结构，特别是监测煤矿井下岩体结构的钻孔窥视仪，有光电探头(1)、显示器(5)和(或)录像机(6)，其特征在于a、还包括支撑杆(2)、固定装置(3)和隔爆箱(4)，光电探头安装于支撑杆的一端，固定装置安装在另一端，采用了电池供电的小型显示器(5)和(或)录像机(6)；b、电源E，为电池电源，采用了复合型防爆电路，光电探头电路采用本安处理，电源E0的正极经限流电阻R2、二极管安全栅Da和Db与摄像头电路入口连接，摄像头电路的视频信号经限流电阻R3、R1进入显示器和(或)录像机，电源E0和R1、R2胶封为一体，与显示器(5)和(或)录像机(6)放在隔爆箱(4)中，光电探头中的电路采用胶封。
2.如权利要求1所述的钻孔窥视仪，其特征在于光电探头(1)的照明电路是用若干个发光二极管FD1串联后整体并联于摄像头电源上且与摄像头的极限照度相匹配。
3.如权利要求1和2所述的钻孔窥视仪，其特征在于摄像头为CCD高灵敏度摄像头。
4.如权利要求1和2所述的钻孔窥视仪，其特征在于光电探头(1)中装有退出装置，退出装置包括弹簧(7)、卡销体(9)、卡环(10)，卡环(10)固定在光电探头的壳体(11)上，其上有槽(12)，卡销体(9)与摄像头组件(8)装为一体，卡销体(9)上有卡销(13)，当装入或退出摄像头组件(8)时，卡销(13)在槽(12)中移动，摄像头组件(8)装入后，弹簧(7)使卡销(13)顶紧在槽(12)内。
5.如权利要求3所述的钻孔窥视仪，其特征在于光电探头(1)中装有退出装置，退出装置包括弹簧(7)、卡销体(9)、卡环(10)，卡环(10)固定在光电探头的壳体(11)上，其上的槽(12)，卡销体(9)与摄像头组件(8)装为一体，卡销体(9)上有卡销(12)，当装入或退出摄像头组件(8)时，卡销(13)在槽(12)中移动，摄像头组件(8)装入后，弹簧(7)使卡销(13)顶紧在槽(12)内。
6.如权利要求1和2所述的钻孔窥视仪，其特征在于固定装置(3)是机械、液压或气动装置。
7.如权利要求3所述的钻孔窥视仪，其特征在于固定装置(3)是机械、液压或气动装置。
8.如权利要求4所述的钻孔窥视仪，其特征在于固定装置(3)是机械、液压或气动装置。
9.如权利要求5所述的钻孔窥视仪，其特征在于固定装置(3)是机械、液压或气动装置。
专利摘要一种用于监测岩体结构，特别是监测煤矿井下岩体结构的钻孔窥视仪，包括光电探头(1)、支撑(2)、固定装置(3)、隔爆箱(40)、显示器(5)和(或)录像机(6)。光电探头和固定装置分别安装在支撑杆的两端，显示器和(或)录像机放在隔爆箱中。采用了电池电源及电池供电的小型显示器和(或)录像机。电路采用了复合型防爆处理。该仪器防爆、便携、分辨率高、成本低，可在低照度条件下及各种方位的钻孔中使用。
文档编号E21B47/00GK2152075SQ9320007
公开日1994年1月5日 申请日期1993年1月4日 优先权日1993年1月4日
发明者陈健民, 陆世勇, 杜乐清, 刘万忠, 张良 申请人:煤炭科学研究总院北京开采研究所