(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210434442.1 (22)申请日 2022.04.24 (71)申请人 交通运输部天津水运工程科 学研究 所 地址 300456 天津市滨 海新区新港二 号路 37号 (72)发明人 周振杰　李绍辉　曹玉芬　韩鸿胜　 李妍　朱怀东　赵禹晴　 (74)专利代理 机构 天津才智专利商标代理有限 公司 12108 专利代理师 庞学欣 (51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 一种钻孔电视成像 仪校准装置及方法 (57)摘要 一种钻孔电视成像仪校准装置及方法。 装置 包括旋转台、 倾斜台、 标定桶支架、 标定桶、 陀螺 仪、 控制箱和笔记本电脑； 倾斜台的下端固定在 旋转台的上端； 标定桶支架的下端固定在倾斜台 的上端， 标定桶支架的上端固定有标定桶； 陀螺 仪安装在标定桶支架的底部； 控制箱分别与旋转 台、 倾斜台、 陀螺仪及笔记本电脑电连接。 本发明 提供的钻孔电视成像仪校准装置及方法具有如 下有益效果： 校准装置系统化集成度高， 实现了 钻孔电视成像仪倾角、 方位角、 线宽分辨力以及 线宽示值误差的校准功能， 试验 过程中无须重复 拆卸、 连接测试设备， 易于实现， 具有良好的应用 效果和推广价 值。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114660084 A 2022.06.24 CN 114660084 A 1.一种钻孔电视成像仪校准装置， 其特征在于： 所述钻孔电视成像仪校准装置包括旋 转台(10)、 倾斜台(20)、 标定桶支架(30)、 标定桶(40)、 陀螺仪(50)、 控制箱(60)和笔记本电 脑(70)； 其中， 倾斜台(20)的下端固定在旋转台(10)的上端； 标定桶支架(30)的下端固定在 倾斜台(20)的上端， 标定桶支架(30)的上端 固定有标定桶(40)； 陀螺仪(50)安装在标定桶 支架(30)的底部； 控制箱(60)分别与旋转台(10)、 倾斜台(20)、 陀螺仪(50)及笔记本电脑 (70)电连接； 被测钻孔电视成像仪包括彼此相连的钻孔电视成像仪主机(8 0)和钻孔电视成 像仪探头(90)， 其中钻孔电视成像仪 探头(90)固定在标定桶(40)上。 2.根据权利要求1所述的钻孔电视成像仪校准装置， 其特征在于： 所述旋转台(10)包括 旋转控制电机(101)、 旋转盘(102)、 旋转台底座(103)、 第一蜗轮(104)、 第一蜗杆(105)和第 一联轴器(106)； 其中旋转台底座(103)为上端呈开口状的盒体； 旋转控制电机(101)安装在 旋转台底座(103)的外侧面上， 输出轴贯穿旋转台底座(103)的侧面后通过第一联轴器 (106)与第一蜗杆(105)的一端相连接； 旋转盘(102)以转动方式安装在旋转台底座(103)的 内部底面上， 并且圆周面上设有第一蜗轮(104)； 第一蜗杆(10 5)与第一蜗轮(104)相啮合。 3.根据权利要求2所述的钻孔电视成像仪校准装置， 其特征在于： 所述倾斜台(20)包括 倾斜控制电机(201)、 倾斜滑块(202)、 倾斜台底座(203)、 第二蜗轮(204)、 第二蜗杆(205)、 第二联轴 器(206)和弧形滚珠导轨(207)； 其中倾斜台底座(203)固定在旋转台(10)的旋转 盘(102)上； 倾斜控制电机(201)安装在倾斜台底 座(203)的外侧面中部， 输出轴贯穿倾斜台 底座(203)的侧面后通过第二联轴器(206)与第二蜗杆(205)的一端相连接； 两个弧形滚珠 导轨(207)以平行的方式安装在第二蜗杆(205)的两侧部位； 倾斜滑块(202)的顶面安装标 定桶支架(30)， 底面呈弧面形， 底面两侧 部位分别安装在两个弧形滚珠导轨(207)上， 底面 中部设有第二蜗轮(204)， 并且第二蜗轮(204)与第一蜗轮(104)相啮合。 4.根据权利要求1所述的钻孔电视成像仪校准装置， 其特征在于： 所述标定桶(60)包括 探头夹具(601)、 螺丝(602)、 支撑架(603)、 圆桶(604)和线宽标定板(605)； 其中， 支撑架 (603)的下端固定在标定桶支架(30)的上端； 圆桶(604)的底面呈封闭状， 圆周面和顶面上 分别形成有一个开口， 底面中部固定在支撑架(603)的上端； 探头夹具(601)的下端固定在 圆桶(604)顶面上的开口外侧部位， 用于夹持钻孔电视成像仪探头(90)， 并利用螺丝(602) 紧固； 钻孔电视成像仪探头(90)的下端通过圆桶(604)顶 面上的开口插入到圆桶(604)的内 部； 线宽标定板(605)贴在圆桶(604)的内圆周面上， 并且表面上间隔设有多条具有不同宽 度且具有 线宽标准 值的竖直刻度线。 5.一种利用权利要求1至4中任一项所述钻孔电视成像仪校准装置对钻孔电视成像仪 进行校准的方法， 其特 征在于： 所述方法包括按顺序进行的下列步骤： 1)将钻孔电视成像仪校准装置各部件依次连接， 将钻孔电视成像仪探头(90)竖直固定 在探头夹具(601)上， 将钻孔电视成像仪校准装置通电预热， 串口初始化， 由笔记本电脑 (70)控制旋转台(10)和倾斜台(20)归零位； 将钻孔电视成像仪主机(80)通电开机， 进行参 数设置使倾角示 值和倾向示 值均为零； 2)将线宽标定板(605)从圆桶(604)圆周面上的开口贴于圆桶(604)的内圆周面上， 调 整线宽标定板(605)的位置使钻孔电视成像仪主机(80)能够清晰地显示出线宽标定板 (605)的图像， 观 察图像中可识别的线宽标定板(605)上最细竖直刻度线的线宽示值即为线 宽分辨力；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114660084 A 23)将线宽标定板(605)上每一条竖直刻度线作为一个线宽校准点， 利用钻孔电视成像 仪主机(80)从粗到细依次读取线宽标定板(605)上各线宽校准点处的线宽示值， 然后结合 线宽标准值按照式(1)计算出线宽示值误差， 取所有线宽校准点处线宽示值误差中绝对值 的最大值作为线宽示 值误差校准结果； ΔLi＝Li‑Li0                           (1) 式中： ΔLi——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个线宽校准 点处的线宽示 值误差， mm； L——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个线宽校准 点处的线宽示 值， mm； Li0——线宽标准 值， mm； 4)选取‑180°，‑135°，‑90°，‑45°， 0°， 45°， 90°， 135°和180°作为方位校准点， 利用笔记 本电脑(70)控制旋转台(10)依次旋转至上述每个方位校准点， 分别读取并记录钻孔电视成 像仪主机(8 0)显示的各个校准点处的倾向示值， 结合陀螺仪(50)测得的倾向标准参考值按 照式(2)计算出方位示值误差， 取所有方位校准点处方位示值误差中绝对值的最大值作为 方位示值误差校准结果； Δθi＝θi‑θi0                           (2) 式中： Δθi——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个方位校准 点处的方位 示值误差，°； θ ——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个方位校准 点处的倾向示 值，°； θi0——陀螺仪50测得的倾向标准 参考值，°； 5)选取‑30°，‑20°， 10°， 0°， 10°， 20°和30°作为倾角校准点， 利用笔记本电脑(70)控制 倾斜台(20)依次倾斜至上述每个倾角校准点， 分别读取并记录钻孔电视成像仪主机(8 0)显 示的各倾角校准点处的倾角示值， 结合陀螺仪(50)测得的倾角标准参考值按照式(3)计算 出倾角示值误差， 取所有倾角校准点处倾角示值误差中绝对值的最大值作为倾角示值误差 校准结果； Δ λi＝ λi‑λi0                           (3) 式中： Δ λi——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个倾角校准 点处的倾角示 值误差，°； λ——被测钻孔电视成像仪主机(80)在各个倾角校准 点处的倾角示 值，°； λi0——陀螺仪(50)测得的倾角标准 参考值，°。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114660084 A 3