CN111707693A - 一种基于x射线荧光的岩心扫描仪及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于X射线荧光的岩心扫描仪及其工作方法，所述岩心扫描仪是一种即能够在室内进行工作也可以在野外现场进行测试分析的仪器。用X射线照射需要测量的岩心表面使之产生次级的特征X射线(X光荧光)，采用能谱探测器快速测量并对物质成分进行分析。该仪器能够对岩心样品进行无损检测。无需制备样品，可以对各种标准及非标准的岩心盘进行测量。设备设计了防护X射线外壳，保护操作人员的安全，同时拥有自动进样***及x、y、z三轴运动***。
Description
技术领域
本发明属于地质探测技术领域，尤其涉及一种基于X射线荧光的岩心扫描仪及其工作方法。
背景技术
X射线荧光光谱分析技术被广泛应用于地质、冶金、石油化工领域，是矿物分析中测量元素及发现新元素的重要手段之一。目前现有设备分为两大类。一类为实验室使用的大型X射线荧光光谱仪，这类设备分析成本低，结果准确度高，可以与化学分析相媲美，但是不能无损测量，需要制备样品。另一类为手持式X射线荧光光谱仪，这类仪器体积小重量轻，可以在野外进行现场分析，但是测量的元素种类及精度都没有实验室类设备高，并且需要人工进行单点测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于X射线荧光的岩心扫描仪及其工作方法，所述一种基于X射线荧光的岩心扫描仪包括荧光探测器模块运动平台、荧光探测器模块和支撑架；
所述荧光探测器模块运动平台设置于支撑架上；
所述荧光探测器模块运动平台连接并控制荧光探测器模块运动。
所述荧光探测器模块运动平台包括水平X方向运动模块、水平Y方向运动模块和垂直运动模块；
所述水平X方向运动模块采用双平行导轨设计，通过伺服电机进行驱动，用同步皮带进行传动，带动荧光探测器模块进行水平X方向运动；
所述水平Y方向运动模块采用单导轨加丝杠的设计，通过伺服电机进行驱动，传动部分采用联轴器进行联接，带动荧光探测器模块进行水平Y方向运动；
所述垂直运动模块采用双线轨加丝杠设计，通过伺服电机进行驱动，带动荧光探测器模块进行上下运动。
所述垂直运动模块的末端设置有用于控制荧光探测器与岩心表面进行贴合的激光测距传感器。
进一步地，本发明所述岩心扫描仪还包括保护外壳，所述保护外壳能够完全包裹住荧光探测器模块运动平台、荧光探测器模块和支撑架。
进一步地，本发明所述岩心扫描仪还包括岩心盘样品进样***，岩心盘样品进样***包括传送皮带和电机，传送皮带通过电机进行驱动。
进一步地，本发明所述岩心扫描仪还包括自动防护门，自动防护门与保护外壳形成一体结构，同时自动防护门采用卷帘式设计，采用步进电机进行驱动，当岩心盘样品进样***传送岩心盘样品时，自动防护门会自动打开。
所述保护外壳和自动防护门的材料里均掺有金属铅。
所述荧光探测器模块包括X射线光管、高压发生器、能谱探测器、多道分析器和WIFI控制器。
所述工作方法具体包括如下步骤：
步骤1，把整盘的岩心盘样品放在岩心盘样品进样***的入口处，设置好相应的参数后，自动防护门打开，岩心盘样品进样***通过皮带把整盘岩心盘样品传送到测量位置处，并关闭自动防护门；
步骤2，水平X方向运动模块和水平Y方向运动模块把荧光探测器模块带到第一个测量点，垂直运动模块带动荧光探测器模块缓慢下降到贴合岩心盘样品；
当检测到保护外壳及自动防护门都关闭的情况下，荧光探测器模块开启X射线并进行测量；在整体支撑架的四个角落装有微动开关，保护外壳装好后触动微动快关，信号传给计算机。保护外壳损坏或者没有安装到位，在没有触动全部微动开关时，计算机收不到信号，就不允许打开X射线。
步骤3，测量结束后，垂直运动模块带着荧光探测器模块升起，水平X方向运动模块和水平Y方向运动模块把荧光探测器模块带到下一个测试点，重复下降测试动作；
步骤4，当所有测试点都测试完成后，荧光探测器模块关闭X射线，水平X方向运动模块、水平Y方向运动模块和垂直运动模块把荧光探测器模块带到初始位置，自动防护门打开，岩心盘样品进样***把整盘岩心盘样品从测量位置送回入口处，此时测试人员能够进行样品的更换。
本发明把X射线高压发生器及荧光能谱探测器集成一探测器模块，内部包含WiFi控制器，由计算机进行远程控制进行元素的测试分析。设计可以x,y,z三轴运动的探测器模块运动平台，完成对岩心样品测量的动作。设计有含铅的***防护措施，保护测量人员的安全。设计有自动进样***，方便测量人员操作。
有益效果：本发明的岩心扫描仪既可以在室内进行工作也可以在野外进行现场分析。该仪器能够对岩心样品进行无损检测。无需制备样品，可以对各种标准及非标准的岩心盘进行测量。可以根据需要设置采样的密度。仪器能够自动对整盘岩心进行测量，测量中无需人工干预。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明整体示意图。
图2是本发明内部结构示意图。
图3是本发明结构具体放大示意图。
具体实施方式
图1为整体外观图。1为一种基于X射线荧光的岩心扫描仪。2为保护外壳。3为自动防护门。
图2为内部结构图。4为支撑架。5为水平X方向运动模块。6为水平Y方向运动模块。7为荧光探测器模块运动平台。8为岩心盘样品进样***。9为岩心盘样品测量位置。10为垂直运动模块。11为荧光探测器模块。
本设计可以根据需要对整盘岩心进行自动化的X射线荧光光谱测量。除了更换岩心及在计算机上设置参数外全程自动化测量。
8为岩心盘样品进样***，可以采用皮带传送方式，由220v交流电机进行驱动。在荧光探测器模块运动平台7和岩心盘样品进样***8均设有红外传感器来控制样品的位置。
2为保护外壳，保护外壳的材料里掺有金属铅，能有效的防止X射线的外溢，保护操作人员。
3为自动防护门，采用卷帘式设计，制作材料里同样含有金属铅。采用步进电机进行驱动，在顶部及底部设有微动开关进行位置控制。
4为支撑架，采用铝合金材料，能有效的减轻仪器的重量。
5为水平X方向运动模块，带动荧光探测器模块11进行水平X方向运动。采用双平行导轨设计，伺服电机进行驱动，用同步皮带进行传动。
6为水平Y方向运动模块，带动荧光探测器模块11进行水平Y方向运动。采用单导轨加丝杠的设计，同样采用伺服电机进行驱动，采用联轴器进行联接。
此处的坐标系是自定义的坐标，为了表述方便，水平横向定为X方向，水平纵向定为Y方向。
10为垂直运动模块，带动荧光探测器模块11进行上下运动。采用双线轨加丝杠设计，伺服电机进行驱动。末端设置有激光测距传感器来控制荧光探测器与岩心表面进行贴合。
7为荧光探测器模块运动平台，用来搭载荧光探测器模块。
11为荧光探测器模块，它由X射线光管、高压发生器、能谱探测器、多道分析器、WIFI控制器等元件组成(上述元件都采用现有技术的硬件组合实现，例如X射线光管可以使用AMPTEK公司的EclipseⅣ；探测器可以使用AMPTEK公司的XR 100CR)。
测量时把整盘的岩心盘样品放在岩心盘样品进样***8的入口处，在计算机上设置好相应的参数并点击开始。岩心盘样品进样***8通过皮带把整盘岩心传送到测量位置9处，并关闭防护门3。
水平X方向运动模块5和水平Y方向运动模块6会把荧光探测器模块11带到第一个测量点，垂直运动模块10带荧光探测器模块11缓慢下降到贴合样品。
当检测到保护外壳2及自动防护门3都在关闭状态的情况下，计算机通过wifi模块开启X射线并进行测量；
测量结束后，垂直运动模块10带着荧光探测器模块11升起，水平X方向运动模块5和水平Y方向运动模块6把荧光探测器模块11带到下一个测试点，重复下降测试动作；
当所有测试点都测试完成后，关闭X射线，水平X方向运动模块5、水平Y方向运动模块6和垂直运动模块10把荧光探测器模块11带到初始位置，自动防护门3打开，岩心盘样品进样***8把整盘岩心从测量位置9送回入口处，测试人员能够进行样品的更换。
本发明提供了一种基于X射线荧光的岩心扫描仪及其工作方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，包括荧光探测器模块运动平台(7)、荧光探测器模块(11)和支撑架(4)；
所述荧光探测器模块运动平台(7)设置于支撑架(4)上；
所述荧光探测器模块运动平台(7)连接并控制荧光探测器模块(11)运动。
2.根据权利要求1所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，所述荧光探测器模块运动平台(7)包括水平X方向运动模块(5)、水平Y方向运动模块(6)和垂直运动模块(10)；
所述水平X方向运动模块(5)采用双平行导轨设计，通过伺服电机进行驱动，用同步皮带进行传动，带动荧光探测器模块(11)进行水平X方向运动；
所述水平Y方向运动模块(6)采用单导轨加丝杠的设计，通过伺服电机进行驱动，传动部分采用联轴器进行联接，带动荧光探测器模块(11)进行水平Y方向运动；
所述垂直运动模块(10)采用双线轨加丝杠设计，通过伺服电机进行驱动，带动荧光探测器模块(11)进行上下运动。
3.根据权利要求2所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，所述垂直运动模块(10)的末端设置有用于控制荧光探测器(11)与岩心表面进行贴合的激光测距传感器。
4.根据权利要求3所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，还包括保护外壳(2)，所述保护外壳(2)能够完全包裹住荧光探测器模块运动平台(7)、荧光探测器模块(11)和支撑架(4)。
5.根据权利要求4所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，还包括岩心盘样品进样***(8)，岩心盘样品进样***(8)包括传送皮带和电机，传送皮带通过电机进行驱动。
6.根据权利要求5所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，还包括自动防护门(3)，自动防护门(3)与保护外壳(2)形成一体结构，同时自动防护门(3)采用卷帘式设计，采用步进电机进行驱动，当岩心盘样品进样***(8)传送岩心盘样品时，自动防护门(3)会自动打开。
7.根据权利要求6所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，所述保护外壳(2)和自动防护门(3)的材料里均掺有金属铅。
8.根据权利要求7所述的一种基于X射线荧光的岩心扫描仪，其特征在于，所述荧光探测器模块(11)包括X射线光管、高压发生器、能谱探测器、多道分析器和WIFI控制器。
9.一种基于X射线荧光的岩心扫描仪的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，把整盘的岩心盘样品放在岩心盘样品进样***(8)的入口处，设置好相应的参数后，自动防护门(3)打开，岩心盘样品进样***(8)通过皮带把整盘岩心盘样品传送到测量位置处，并关闭自动防护门(3)；
步骤2，水平X方向运动模块(5)和水平Y方向运动模块(6)把荧光探测器模块(11)带到第一个测量点，垂直运动模块(10)带动荧光探测器模块(11)缓慢下降到贴合岩心盘样品；
当检测到保护外壳(2)及自动防护门(3)都关闭的情况下，荧光探测器模块(11)开启X射线并进行测量；
步骤3，测量结束后，垂直运动模块(10)带着荧光探测器模块(11)升起，水平X方向运动模块(5)和水平Y方向运动模块(6)把荧光探测器模块(11)带到下一个测试点，重复下降测试动作；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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