CN115842569A - 一种三维探测井下探头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维探测井下探头，包括探头主体，所述探头主体的尾部位置定位安装有探头连接器，所述探头连接器的尾部连接有通讯电缆接口，所述探头主体的头部电性连接有鱼眼相机，所述探头主体内的中部电性安装有井下探头控制板，所述井下探头控制板的头部连接有内部连接器，所述井下探头控制板的尾部连接有九轴陀螺仪模块。本发明所述的一种三维探测井下探头，采集过程中，软件会采集到编码器实时深度数据、鱼眼相机实时画面和陀螺仪数据，采用像素超过800万工业相机或网络相机，根据通讯距离选用千兆以太网通讯电缆或万兆光缆通讯，像素高，探测图像更为清晰，更好的进行快速监测。

Description

一种三维探测井下探头

技术领域

本发明涉及井下维修探测领域，特别涉及一种三维探测井下探头。

背景技术

三维探测井下探头是一种进行井下维修探测的支撑设备，井下探头采用井下电视成像技术，井下电视成像技术是采用高清全景鱼眼摄像头采集到环状的井壁图像，拉升探头在钻孔内连续进行拍摄，便可拍摄到一系列的图像环，系统将这一系列的图像环按顺序拼接后，得到井壁的连续图像，随着科技的不断发展，人们对于三维探测井下探头的制造工艺要求也越来越高。

现有的三维探测井下探头在使用时存在一定的弊端，首先，现有探头因采用载波通讯技术，信号传输宽带较小，无法应用于像素较高的相机信号传输需求，现有探头相机像素仅有200万，故现有探头拍摄直径较大的竖井时图像不清晰，井底直径较大，使用传统探头，会出现拍摄图像很模糊的情况，不利于人们的使用，还有，平板电脑性能、续航和散热较差，户外环境容易出现卡顿影响工作效率，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种三维探测井下探头。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维探测井下探头，采集过程中，软件会采集到编码器实时深度数据、鱼眼相机实时画面和陀螺仪数据，软件会根据深度每增加1毫米，自动将同一时刻采集到的图像进行拼接，采用像素超过800万工业相机或网络相机，根据通讯距离选用千兆以太网通讯电缆或万兆光缆通讯，通讯距离小于80米采用千兆以太网电缆，超过80米采用光缆通讯，像素高，探测图像更为清晰，可适用于井类等直径较大的地下探测，更为精准，更好的进行快速监测，可以有效解决背景技术中的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种三维探测井下探头，包括探头主体，所述探头主体的尾部位置定位安装有探头连接器，所述探头连接器的尾部连接有通讯电缆接口，所述探头主体的头部电性连接有鱼眼相机，所述探头主体内的中部电性安装有井下探头控制板，所述井下探头控制板的头部连接有内部连接器，所述井下探头控制板的尾部连接有九轴陀螺仪模块。

作为本申请一种优选的技术方案，所述探头主体的头部位于鱼眼相机外侧的位置定位有相机镜头防护罩。

作为本申请一种优选的技术方案，所述通讯电缆接口与探头连接器连接的位置设置有防水结构。

作为本申请一种优选的技术方案，所述井下探头控制板的前端表面电性安装有内部分线器电路板、相机及交换机供电DC降压模块、陀螺仪及串口服务器DC降压模块、光源控制器DC降压模块与光源控制器模块，所述井下探头控制板的背部表面电性安装有远程串口服务器与工业交换机模块。

作为本申请一种优选的技术方案，所述探头主体、井下探头控制板、通讯电缆接口之间电性连接，所述探头连接器与探头主体之间一体定位。

作为本申请一种优选的技术方案，所述井下探头控制板与内部分线器电路板、相机及交换机供电DC降压模块、陀螺仪及串口服务器DC降压模块、光源控制器DC降压模块和光源控制器模块之间电性连接，所述井下探头控制板与远程串口服务器和工业交换机模块之间电性连接。

作为本申请一种优选的技术方案，所述探头主体包括第一连接座、第二连接座与井下探头控制板，且井下探头控制板位于第一连接座与第二连接座中间，所述探头主体与第一连接座、第二连接座之间分别定位第一连接端与第二连接端，所述第二连接座电性安装有COB光源模块。

作为本申请一种优选的技术方案，所述探头主体与第一连接座、第一连接端之间一体密封定位，所述探头主体与第二连接座、第二连接端之间一体密封定位，所述第二连接座与COB光源模块之间电性安装。

作为本申请一种优选的技术方案，所述工业交换机模块连接远程串口服务器与鱼眼相机的位置，所述远程串口服务器连接光源控制器模块与九轴陀螺仪模块的位置。

作为本申请一种优选的技术方案，所述工业交换机模块与鱼眼相机、远程串口服务器之间双向电性连接，所述远程串口服务器与光源控制器模块、九轴陀螺仪模块之间双向电性连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种三维探测井下探头，具备以下有益效果：该一种三维探测井下探头，采集过程中，软件会采集到编码器实时深度数据、鱼眼相机实时画面和陀螺仪数据，软件会根据深度每增加1毫米，自动将同一时刻采集到的图像进行拼接，采用像素超过800万工业相机或网络相机，根据通讯距离选用千兆以太网通讯电缆或万兆光缆通讯，通讯距离小于80米采用千兆以太网电缆，超过80米采用光缆通讯，像素高，探测图像更为清晰，可适用于井类等直径较大的地下探测，更为精准，更好的进行快速监测，探头线缆下放过程中会带动主机上编码器转动，编码器会根据自身转动角度测量出放线长度数据，此时放线长度就代表探头下放深度，探头下放过程中陀螺仪会采集到探头偏转实时数据，当井下环境亮度不足时，软件会自动打开光源控制器，并控制灯光亮度，也可手动控制光源亮度，采集完成后，探头收回。并关闭电脑、主机，将设备整理回收，串口服务器是光源控制器、陀螺仪的串口信号，转换成网络信号，通过网络与电脑建立通讯，进行数据收发，整个三维探测井下探头结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本发明一种三维探测井下探头的整体结构示意图。

图2为本发明一种三维探测井下探头中探头主体的结构示意图。

图3为本发明一种三维探测井下探头中整体俯视的结构示意图。

图4为本发明一种三维探测井下探头中整体底部的结构示意图。

图5为本发明一种三维探测井下探头中探头主体一侧表面的结构示意图。

图6为本发明一种三维探测井下探头中探头主体另一侧表面的结构示意图。

图7为本发明一种三维探测井下探头中井下探头控制板的结构示意图。

图中：1、探头主体；2、通讯电缆接口；3、探头连接器；4、防水结构；5、井下探头控制板；6、相机镜头防护罩；7、第一连接座；8、内部连接器；9、内部分线器电路板；10、相机及交换机供电DC降压模块；11、陀螺仪及串口服务器DC降压模块；12、光源控制器DC降压模块；13、光源控制器模块；14、九轴陀螺仪模块；15、COB光源模块；16、第二连接座；17、鱼眼相机；18、远程串口服务器；19、工业交换机模块；20、第一连接端；21、第二连接端。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，一种三维探测井下探头，包括探头主体1，探头主体1的尾部位置定位安装有探头连接器3，探头连接器3的尾部连接有通讯电缆接口2，探头主体1的头部电性连接有鱼眼相机17，探头主体1内的中部电性安装有井下探头控制板5，井下探头控制板5的头部连接有内部连接器8，井下探头控制板5的尾部连接有九轴陀螺仪模块14，采集过程中，软件会采集到编码器实时深度数据、鱼眼相机实时画面和陀螺仪数据，软件会根据深度每增加1毫米，自动将同一时刻采集到的图像进行拼接，采用像素超过800万工业相机或网络相机，根据通讯距离选用千兆以太网通讯电缆或万兆光缆通讯，通讯距离小于80米采用千兆以太网电缆，超过80米采用光缆通讯，像素高，探测图像更为清晰，可适用于井类等直径较大的地下探测，更为精准，更好的进行快速监测。

进一步的，探头主体1的头部位于鱼眼相机17外侧的位置定位有相机镜头防护罩6。

进一步的，通讯电缆接口2与探头连接器3连接的位置设置有防水结构4。

进一步的，井下探头控制板5的前端表面电性安装有内部分线器电路板9、相机及交换机供电DC降压模块10、陀螺仪及串口服务器DC降压模块11、光源控制器DC降压模块12与光源控制器模块13，井下探头控制板5的背部表面电性安装有远程串口服务器18与工业交换机模块19。

进一步的，探头主体1、井下探头控制板5、通讯电缆接口2之间电性连接，探头连接器3与探头主体1之间一体定位。

进一步的，井下探头控制板5与内部分线器电路板9、相机及交换机供电DC降压模块10、陀螺仪及串口服务器DC降压模块11、光源控制器DC降压模块12和光源控制器模块13之间电性连接，井下探头控制板5与远程串口服务器18和工业交换机模块19之间电性连接。

进一步的，探头主体1包括第一连接座7、第二连接座16与井下探头控制板5，且井下探头控制板5位于第一连接座7与第二连接座16中间，探头主体1与第一连接座7、第二连接座16之间分别定位第一连接端20与第二连接端21，第二连接座16电性安装有COB光源模块15。

进一步的，探头主体1与第一连接座7、第一连接端20之间一体密封定位，探头主体1与第二连接座16、第二连接端21之间一体密封定位，第二连接座16与COB光源模块15之间电性安装。

进一步的，工业交换机模块19连接远程串口服务器18与鱼眼相机17的位置，远程串口服务器18连接光源控制器模块13与九轴陀螺仪模块14的位置。

进一步的，工业交换机模块19与鱼眼相机17、远程串口服务器18之间双向电性连接，远程串口服务器18与光源控制器模块13、九轴陀螺仪模块14之间双向电性连接。

工作原理：本发明包括探头主体1、通讯电缆接口2、探头连接器3、防水结构4、井下探头控制板5、相机镜头防护罩6、第一连接座7、内部连接器8、内部分线器电路板9、相机及交换机供电DC降压模块10、陀螺仪及串口服务器DC降压模块11、光源控制器DC降压模块12、光源控制器模块13、九轴陀螺仪模块14、COB光源模块15、第二连接座16、鱼眼相机17、远程串口服务器18、工业交换机模块19、第一连接端20、第二连接端21，探头线缆下放过程中会带动主机上编码器转动，编码器会根据自身转动角度测量出放线长度数据，此时放线长度就代表探头下放深度，探头下放过程中陀螺仪会采集到探头偏转实时数据，当井下环境亮度不足时，软件会自动打开光源控制器，并控制灯光亮度，也可手动控制光源亮度，采集完成后，探头收回。并关闭电脑、主机，将设备整理回收，串口服务器是光源控制器、陀螺仪的串口信号，转换成网络信号，通过网络与电脑建立通讯，进行数据收发，采集过程中，软件会采集到编码器实时深度数据、鱼眼相机实时画面和陀螺仪数据，软件会根据深度每增加1毫米，自动将同一时刻采集到的图像进行拼接，采用像素超过800万工业相机或网络相机，根据通讯距离选用千兆以太网通讯电缆或万兆光缆通讯，通讯距离小于80米采用千兆以太网电缆，超过80米采用光缆通讯，像素高，探测图像更为清晰，可适用于井类等直径较大的地下探测，更为精准，更好的进行快速监测。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种三维探测井下探头，包括探头主体(1)，其特征在于：所述探头主体(1)的尾部位置定位安装有探头连接器(3)，所述探头连接器(3)的尾部连接有通讯电缆接口(2)，所述探头主体(1)的头部电性连接有鱼眼相机(17)，所述探头主体(1)内的中部电性安装有井下探头控制板(5)，所述井下探头控制板(5)的头部连接有内部连接器(8)，所述井下探头控制板(5)的尾部连接有九轴陀螺仪模块(14)。

2.根据权利要求1所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述探头主体(1)的头部位于鱼眼相机(17)外侧的位置定位有相机镜头防护罩(6)。

3.根据权利要求1所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述通讯电缆接口(2)与探头连接器(3)连接的位置设置有防水结构(4)。

4.根据权利要求1所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述井下探头控制板(5)的前端表面电性安装有内部分线器电路板(9)、相机及交换机供电DC降压模块(10)、陀螺仪及串口服务器DC降压模块(11)、光源控制器DC降压模块(12)与光源控制器模块(13)，所述井下探头控制板(5)的背部表面电性安装有远程串口服务器(18)与工业交换机模块(19)。

5.根据权利要求1所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述探头主体(1)、井下探头控制板(5)、通讯电缆接口(2)之间电性连接，所述探头连接器(3)与探头主体(1)之间一体定位。

6.根据权利要求4所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述井下探头控制板(5)与内部分线器电路板(9)、相机及交换机供电DC降压模块(10)、陀螺仪及串口服务器DC降压模块(11)、光源控制器DC降压模块(12)和光源控制器模块(13)之间电性连接，所述井下探头控制板(5)与远程串口服务器(18)和工业交换机模块(19)之间电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述探头主体(1)包括第一连接座(7)、第二连接座(16)与井下探头控制板(5)，且井下探头控制板(5)位于第一连接座(7)与第二连接座(16)中间，所述探头主体(1)与第一连接座(7)、第二连接座(16)之间分别定位第一连接端(20)与第二连接端(21)，所述第二连接座(16)电性安装有COB光源模块(15)。

8.根据权利要求7所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述探头主体(1)与第一连接座(7)、第一连接端(20)之间一体密封定位，所述探头主体(1)与第二连接座(16)、第二连接端(21)之间一体密封定位，所述第二连接座(16)与COB光源模块(15)之间电性安装。

9.根据权利要求4所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述工业交换机模块(19)连接远程串口服务器(18)与鱼眼相机(17)的位置，所述远程串口服务器(18)连接光源控制器模块(13)与九轴陀螺仪模块(14)的位置。

10.根据权利要求9所述的一种三维探测井下探头，其特征在于：所述工业交换机模块(19)与鱼眼相机(17)、远程串口服务器(18)之间双向电性连接，所述远程串口服务器(18)与光源控制器模块(13)、九轴陀螺仪模块(14)之间双向电性连接。

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