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《侧视式孔内电视系统测量孔斜的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、侧视式孔内电视系统测量孔斜的研究大坝观测与上工测试第22卷第l期33侧视式子L内电视系统测量子L斜的研究3lI一,r乙/王德福于景良孙鼎俊(天津大学电子系3~)0072天津)T8蹿{摘要从侧视式孔内电视系统视场角恒定这一原理出发.在理论上分析了利用该电视系统能够直观而简便地测量计算出孔的孔斜.在实验中得到了证明关键词孔内电视视场南型互生水《观1D前言侧视式孔内电视系统主要应用于大坝和各种地质孔洞的定性观测,从岩石图像的形态,颜色及光亮度等可以识别岩石的性质,裂隙,泥化夹层等等:笔者经过多年研究开发和实际应用.
2、对孔内的一些物理参数,如孔径孔斜等也进行了定量测量研究.如此便扩展了侧视式孔内电视系统的应用范围,下面以JCD2型侧视式孔内电视为例,对孔斜的测量进行研究和讨论1系统一些指标的确定1.1转向角度与时间的关系为了在360的圆周内观测孔内内壁的情况.探头内的摄像系统在电机的驱动下缓慢转动探头内的转向电机的转速为2转imin,即机芯每30s转一周.即l2./s(平均)1.2系统垂直视场角的测定为了测定侧视式孔内电视系统的垂直视场角,首先把带有毫米级刻度的直尺始终对准探头的窗口并和探头平行放置.如图l(a)所示.然后
3、变动并记下两者之间的相对距离L..L为直尺到反光镜中心的距离;以及在监视器屏幕上所显示的尺寸,,L为充满监视器屏幕的直尺的尺寸;如图l(b)所示它们的对应关系如表1所示,由于是摄像系统把直尺的刻度反映到监视器的屏幕上,故此测量与监视器的屏幕的尺寸大小无关表1工l与L的对应关系1997—11—07收稿,1997—12—26改回电缆探抖壳转电机CCD摄像系统量l—————目t-4:]-防水逢光玻璃JlL————上i直lK谍一a)直Jt摊的Ili耐位置ml直K艚像枉啦视器上的位置围l测量系统视场角的示意图由于该设备
4、的垂直视场角2是一恒定值.因此9tan一—L~—J-L,:(1)式(1)为恒定值;而L为反光镜中心到镜头焦点的距离.根据表l的数据及式(1)列出求L的表达式如下:!一102+L122+L—一一—卫一102+L132一L—一一—-旦三一109+L.152+L._48一一122L132+L48一一57122+L一152+L—卫一一!一l32一Ll51+将几次所求的厶值取平均值为38mm;此时将厶值代八式(1),可求出:9tail一赢.?3.'2)太衄观测与土工测试扶而求得垂直视场角2_勾33.4.根据表1和式(2
5、)可以算出.每增加53mm时增加】mm,也就是说在测孔的过程中.发现电视系统所观测的高度每增加lmm(或者减少1mm).则探头偏离孔中心5/3mm这个结论和被观测的孔径的大小无关2孔斜的测量2.1测量点的选择为了简便地测量孔斜.应以孔口的中心为基准.其办法之一是在孔口的内壁～闰置方格标志(要有1~1Ffl级的刻度).并使方格与水平面相平行.此时直变动孔口滑轮相对孔口的位置.以使孔内电视系统在监视器上显示孔壁各处的方格艮寸(即L)相同.此时则说明探头的中心处于孔的中心线此时厶为正常值在探头下放的过程中.由于孔斜
6、的存在.探头的中心将越来越偏离孔的中心线,当需要测量～系列深度下的孔斜时.首先按转向开关对孔壁进行360扫描一通过人眼对监视器的监视来判断孔斜的方位.也就是探头内的反光镜中心距孔壁最近或最远的点的连线即是所选的测量线测量点应选在测鼍线上对应摄像器件场扫描的起始或结束部分.也就是对应监视器屏幕的最上端或最下端.这样做为测壁提『盐了方便.2.2孔内有mill级标尺的孔斜的测量如果是观测孔,在孔内且置有精度为mm级的标尺,此时可按探头控制器上的转向开关,在监视器的屏上直接读出上的最大值或最小值,比正常值每增加或减小
7、1mm,则探头偏离中心线5/3mm-由于探头的所在位置可由深度计数器直接读出或用其它方法测出.设:L比正常值增加了Xmm,探头的反光镜中心的所处深度为HFIIF]~.则此处的孔斜为一n(3)如果子L内无标尺.可以做一长为20CFil左右.外径略小于孔内径的薄筒.内壁有合适精度的标尺.在探头的下放过程中,该薄筒随探头同步下放.此时,孔斜的测量基本如式t3)所述的方法去求2.3孔内无标尺的L斜的测量若无标尺-可借助图2来说明孔斜的测量方法:在图2(a)中.孔无斜度,如果探头正好处于孔的中心轴线的Qt点上.则表现为
8、0.点到任何方向上的孔壁的垂直距离都是R,则L斜的值自然为零.但是?事实上孔总是有斜度的,如图2fb)所示,在此情况下,在孔口位置.探头一定要设置在孔口的中心上.但是随着探头的下放将偏离孔的中心,此时要测量任何深度下的孔斜,首先按转向开关,看孔壁四周的图像.通过对孔壁四周图像的了解.人眼直觉地判断出孔壁距探头的最近4;下面借助图2)来求^点到探头中心的距离R.l—./—兰.I11a?玉fL斜时撵扎壁
