[发明专利]一种井下摄像仪及其镜头玻璃的设计方法

权利要求书

1.一种井下摄像仪镜头玻璃的设计方法，其特征在于，包括：

将所述井下摄像仪的镜头玻璃和灯光玻璃设计为同一块玻璃：

根据镜头玻璃的最大承压半径确定镜头玻璃的许用厚度；

根据灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率，确定灯光的出射半径；

将满足灯光的出射半径大于等于摄像头外径条件的镜头玻璃确定为井下摄像仪的镜头玻璃；

所述根据镜头玻璃的最大承压半径确定镜头玻璃的许用厚度，具体按照如下公式计算：

[σ]=σmax=1.24qba2t2;]]>

其中，[σ]为镜头玻璃的许用拉应力，MPa；

t为镜头玻璃的许用厚度，mm；

q_b为井下摄像仪受到的外部压力，MPa；

a为镜头玻璃的最大承压半径，mm；

所述根据灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率，确定灯光的出射半径，按照如下公式计算：

R2=R1-n3tn22-n32;]]>

其中，R₁为光源入射半径；

R₂为灯光的出射半径；

n₂为玻璃的折射率；

n₃为空气的折射率；

t为镜头玻璃的许用厚度。

2.如权利要求1所述的井下摄像仪镜头玻璃的设计方法，其特征在于，还包括：当灯光的出射半径小于摄像头外径时，判断井下摄像仪的内径能否改变，若能改变，确定改变后的摄像头外径、改变后的灯光的内径和改变后的镜头玻璃的最大承压半径；

根据改变后的镜头玻璃的最大承压半径确定镜头玻璃的许用厚度；

根据改变后的灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率，确定灯光的出射半径；

将满足灯光的出射半径大于等于摄像头外径条件的镜头玻璃确定为井下摄像仪的镜头玻璃。

3.如权利要求2所述的井下摄像仪镜头玻璃的设计方法，其特征在于，还包括：当井下摄像仪的内径不能改变时，判断灯光的内径和摄像头外径能否改变，若能够改变，确定改变后的摄像头外径、改变后的灯光的内径和改变后的镜头玻璃的最大承压半径；

根据改变后的镜头玻璃的最大承压半径确定镜头玻璃的许用厚度；

根据改变后的灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率，确定灯光的出射半径；

将满足灯光的出射半径大于等于摄像头外径条件的镜头玻璃确定为井下摄像仪的镜头玻璃。

4.如权利要求3所述的井下摄像仪镜头玻璃的设计方法，其特征在于，还包括：当灯光的内径和摄像头外径均不能改变时，将所述井下摄像仪的摄像头玻璃和灯光玻璃设计为不同块玻璃：

根据镜头玻璃的最大承压半径确定镜头玻璃的许用厚度；

根据灯光玻璃的最大承压半径确定灯光玻璃的许用厚度。

5.一种井下摄像仪，其特征在于，包括：

所述井下摄像仪的镜头玻璃和灯光玻璃为同一块玻璃；

所述井下摄像仪的镜头玻璃的许用厚度根据镜头玻璃的最大承压半径确定；

所述井下摄像仪的镜头玻璃满足灯光的出射半径大于等于摄像头外径的条件；其中，灯光的出射半径根据灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率确定；

所述井下摄像仪的镜头玻璃的许用厚度按如下公式，根据镜头玻璃的最大承压半径确定：

[σ]=σmax=1.24qba2t2;]]>

其中，[σ]为镜头玻璃的许用拉应力，MPa；

t为镜头玻璃的许用厚度，mm；

q_b为井下摄像仪受到的外部压力，MPa；

a为镜头玻璃的最大承压半径，mm；

所述井下摄像仪的灯光的出射半径按如下公式，根据灯光的内径、镜头玻璃的许用厚度、空气的折射率、玻璃的折射率和水的折射率确定：

R2=R1-n3tn22-n32;]]>

其中，R₁为光源入射半径；

R₂为灯光的出射半径；

n₂为玻璃的折射率；

n₃为空气的折射率；

t为镜头玻璃的许用厚度。