[發明專利]一種精細化巖心光譜成像掃描系統及方法

在審

• 申請號: 202010636366.3
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111624157A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 鄭志忠;董金鑫;修連存
• 申請（專利權）人: 江蘇三深光譜感知技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/27;G01N21/84
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 于瀚文

1.一種精細化巖心光譜成像掃描系統，其特征在于，包括控制器(1)、多軸導向機構、旋轉機構和成像光譜儀(8)；

所述成像光譜儀(8)位于旋轉機構上方；

所述多軸導向機構與成像光譜儀(8)相連接；

所述控制器(1)與多軸導向機構相連接，并控制多軸導向機構橫向與上下移動。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述多軸導向機構包括懸掛支架(3)和直線導軌(5)；

所述懸掛支架(3)設置于直線導軌(5)上；

所述懸掛支架(3)與成像光譜儀(8)相連接；

所述控制器(1)連接并控制懸掛支架(3)在直線導軌(5)上橫向移動，以及控制懸掛支架(3)上下伸縮移動。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述旋轉機構包括雙滾輪(11)、伺服電機(14)和聯軸器(15)；

所述雙滾輪(11)包括主動滾輪(12)和從動滾輪(13)；

所述主動滾輪(12)與伺服電機(14)通過聯軸器(15)連接，控制器(1)連接并控制伺服電機(14)。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述主動滾輪(12)與從動滾輪(13)之間是水平且平行裝配，主動滾輪(12)與從動滾輪(13)通過可調節的裝配機構(16)連接。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述懸掛支架(3)包括第一伺服電機(18)、第二伺服電機(19)、滾珠絲杠組(20)和導軌固定架(22)；

其中，第一伺服電機(18)、第二伺服電機(19)、滾珠絲杠組(20)均設置在導軌固定架(22)上，所述導軌固定架(22)與直線導軌(5)相連接；

所述滾珠絲桿組(20)與成像光譜儀(8)相連接，第一伺服電機(18)帶動滾珠絲桿組(20)，實現成像光譜儀(8)的上下伸縮移動。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，還包括光源照明(9)，光源照明(9)設置于懸掛支架(3)上；

所述懸掛支架(3)還包括軸承法蘭組(21)，光源照明(9)設置于軸承法蘭組(21)上，第二伺服電機(19)連接并控制軸承法蘭組(21)，實現軸承法蘭組(21)的360°轉動功能。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述軸承法蘭組(21)包括軸承法蘭(23)、直線電機和直線電機驅動伸縮桿(24)；

所述軸承法蘭(23)包括上、下兩個圓環，上圓環的上端與第二伺服電機(19)相連接，上圓環的下端通過直線電機驅動伸縮桿(24)與下圓環的上端相連接，

直線電機驅動伸縮桿(24)與直線電機相連接，直線電機控制直線電機驅動伸縮桿(24)實現上下伸縮功能；

光源照明(9)與下圓環通過角度調節件(25)相連接，角度調節件(25)上設置有微型伺服電機，微型伺服電機帶動角度調節件(25)，實現光源照明(9)的角度調節。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，還包括框架(7)；

所述框架(7)包括左端框架、右端框架、上端框架、下端框架，所述左端框架設置在上端框架和下端框架的左端，所述右端框架設置在上端框架和下端框架的右端，在框架(7)的左、右兩側和背面均設置有立板，在下端框架上設置有用于放置雙滾輪(11)的支撐板，在上端框架上設置有用于放置控制器(1)的支撐板；

所述直線導軌(5)設置于上端框架上。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，還包括觀察門(2)和監視器(6)，觀察門(2)設置于上端框架上，并與上端框架活動連接，觀察門(2)能夠打開或閉合；

在右端框架上設置有一橫梁，監視器(6)設置于所述橫梁上；

所述成像光譜儀(8)包括：VNI可見近紅外、SWIR短波近紅外、MIR中波紅外、TIR熱紅外四種類型。

10.一種精細化巖心光譜成像掃描方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，將被測物體(10)放置于雙滾輪(11)上，被測物體(10)為巖心；

步驟2，根據被測物體視場及分辨率要求，通過控制器(1)調整成像光譜儀(8)上下位置和光源照明(9)的角度；

步驟3，預覽調整后的效果，再啟動雙滾輪(11)運行，設置雙滾輪(11)運行的速度，調整至圖像清晰且圖像無失真；

步驟4，如果僅獲取巖心上表面圖譜信息，雙滾輪(11)不啟動，通過控制器(1)控制成像光譜儀(8)在直線導軌(5)上橫向移動，進行掃描，待掃描結束后，數據自動保存到計算機；

如果獲取巖心全表面即360°圖譜信息，雙滾輪(11)啟動，通過控制器(1)控制成像光譜儀(8)移至直線導軌(5)中間位置，進行掃描，待一圈掃描完系統自動停止，數據自動保存到計算機中；

步驟5，當系統運行時，觀察門(4)是關閉狀態，內部運行情況通過監視器(6)顯示在外部的顯示器上；

步驟6，打開掃描得到的數據，進行數據分析。