申请/专利权人：核工业北京地质研究院

申请日：2019-04-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110018510B

主分类号：G01T1/16

分类号：G01T1/16;H04N23/95

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.08.09#实质审查的生效;2019.07.16#公开

摘要：本发明提供一种铀矿岩心β‑γ含量自动编录与图像扫描装置，包括：底座、机械传动装置、岩心编录探测器、测距传感器、图像扫描装置和中央控制装置；所述机械传动装置与中央控制装置均固定于底座上；岩心编录探测器、图像扫描装置以及测距传感器均搭载在机械传动装置上。本发明能够实现岩心全覆盖扫描，自动获取其β、γ辐射含量的同时获得高分辨率完整岩心图像。

主权项：1.一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于，包括：底座1、机械传动装置2、岩心编录探测器、测距传感器6、图像扫描装置和中央控制装置9；所述机械传动装置2与中央控制装置9均固定于底座1上；岩心编录探测器、图像扫描装置以及测距传感器6均搭载在机械传动装置2上；所述机械传动装置2包括：二自由度伺服运动平台、接近传感器、折弯连接板209、z轴固定板210和导轨防尘罩211；所述二自由度伺服运动平台还包括：x轴直线导轨201、z轴直线导轨205、x轴丝杠202、z轴丝杠206、x轴滑块203、z轴滑块207、x轴电机204和z轴电机208；所述x轴电机204安装于x轴直线导轨201最左端，沿x轴直线导轨201内侧固定；所述z轴电机208安装于z轴直线导轨205最顶端，沿z轴直线导轨205内侧固定；所述导轨防尘罩211、折弯连接板209和z轴固定板210均设置在二自由度伺服运动平台上；所述导轨防尘罩211对x轴直线导轨201与z轴直线导轨205进行全覆盖和密封处理；所述接近传感器分别安装于x轴直线导轨201和z轴直线导轨205有效行程的两端；所述岩心编录探测器包括：探测器悬架3、β探测器4和γ探测器5；所述探测器悬架3整体呈工字型结构；所述β探测器4和γ探测器5通过电缆线连接至中央控制装置9内的主控制器；所述测距传感器6通过内六角不锈钢螺丝与探测器悬架3连接，紧邻探测器固定，用来实时反馈探测器与当前位置岩心最高处距离，防止探测器撞击的同时增加测量准确度；所述图像扫描装置包括：工业相机7、相机调节固定架8和连接线缆，所述工业相机7与相机调节固定架8固定；所述工业相机7通过电缆线连接至中央控制装置9内的相机驱动电路，通过软件进行分段采集岩心图像后，经过特征提取、配准及重叠边缘特殊化，将分段岩心图片拼接成一根完整的岩心图片再进行数据存储；所述中央控制装置9包括：中控机901、主控制器、电机控制器、相机驱动电路、总线接口、电源管理电路、锂电池组902、散热装置903和声光报警装置904；所述中控机901镶嵌于中央控制装置9前方，所述中控机901为触摸屏式，内部安装了系统管理软件，可进行数据以及图像的采集和保存；所述锂电池组902包括：两节高能量锂离子电池，锂电池组902外部设置有带有活动把手的封装盒。

全文数据：一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置技术领域本发明属于放射性矿产勘查设备领域，具体涉及一种铀矿岩心β-γ含量自动编录与图像扫描装置。背景技术铀矿岩心辐射编录是指导岩心取样，初步评价钻探成果的重要工作，在铀镭平衡破坏的偏铀地区，通过铀矿岩心β-γ编录可有效防止漏矿。现有技术中，对铀矿岩心β-γ编录的方法主要为手动“插屏”式的两次测量模式，即通过某种可探测β和γ射线的晶体如塑闪对β和γ进行同时探测，然后根据β射线的特性，使用某种材料对β信号进行遮挡，再单独测量γ射线信号，通过两次测量并计算即可得到β和γ的计数。根据该种原理研制的仪器多为小型便携式仪器，铀矿勘查现场岩心辐射编录仍处于手动阶段，因此数据采集过程易引入误差，一致性较差，工作效率低下。因此,针对上述现有技术不足设计一种铀矿岩心β-γ含量自动编录与图像扫描的装置,以改善现场岩心辐射编录的手动操作情况,提高工作效率。发明内容本发明的目的是提供一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，用于解决当前勘查现场铀矿岩心辐射编录所面临的自动化程度低，需依靠手动编录，工作效率低的情况。本发明的技术方案是：一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，包括：底座1、机械传动装置2、岩心编录探测器、测距传感器6、图像扫描装置和中央控制装置9；所述机械传动装置2与中央控制装置9均固定于底座1上；岩心编录探测器、图像扫描装置以及测距传感器6均搭载在机械传动装置2上。所述机械传动装置2包括：二自由度伺服运动平台、接近传感器、折弯连接板209、z轴固定板210和导轨防尘罩211；所述二自由度伺服运动平台还包括：x轴直线导轨201、z轴直线导轨205、x轴丝杠202、z轴丝杠206、x轴滑块203、z轴滑块207、x轴电机204和z轴电机208；所述x轴电机204安装于x轴直线导轨201最左端，沿x轴直线导轨201内侧固定；所述z轴电机208安装于z轴直线导轨205最顶端，沿z轴直线导轨205内侧固定；所述导轨防尘罩211、折弯连接板209和z轴固定板210均设置在二自由度伺服运动平台上；所述导轨防尘罩211对x轴直线导轨201与z轴直线导轨205进行全覆盖和密封处理；所述接近传感器分别安装于x轴直线导轨201和z轴直线导轨205有效行程的两端。所述岩心编录探测器包括：探测器悬架3、β探测器4和γ探测器5；所述探测器悬架3整体呈工字型结构；所述β探测器4和γ探测器5通过电缆线连接至中央控制装置9内的主控制器；所述测距传感器6通过内六角不锈钢螺丝与探测器悬架3连接，紧邻探测器固定，用来实时反馈探测器与当前位置岩心最高处距离，防止探测器撞击的同时增加测量准确度。所述图像扫描装置包括：工业相机7、相机调节固定架8和连接线缆，所述工业相机7与相机调节固定架8固定。所述工业相机7通过电缆线连接至中央控制装置9内的相机驱动电路，通过软件进行分段采集岩心图像后，经过特征提取、配准及重叠边缘特殊化，将分段岩心图片拼接成一根完整的岩心图片再进行数据存储。所述中央控制装置9包括：中控机901、主控制器、电机控制器、相机驱动电路、总线接口、电源管理电路、锂电池组902、散热装置903和声光报警装置904；所述中控机901镶嵌于中央控制装置9前方，所述中控机901为触摸屏式，内部安装了系统管理软件，可进行数据以及图像的采集和保存；所述锂电池组902包括：两节高能量锂离子电池，锂电池组902外部设置有带有活动把手的封装盒。所述β探测器4和γ探测器5为全封闭式金属外壳结构。本发明的有益效果是：本发明设计的装置能够实现岩心全覆盖扫描，自动获取其β、γ辐射含量的同时获得高分辨率完整岩心图像。1本发明设计的控制平台统一搭载辐射编录探测器和图像采集装置，同时进行岩心放射性测量和岩心图像的获取，整合了岩心编录操作流程中的两项主要内容，可替代人工的重复性编录工作，大幅提高编录效率；2本发明中还设计并研制高精度机械传动系统，实现控制平台以固定步长平稳往复运动，提高系统传动效率和准确度；3本发明中包括高精度β探测器和γ探测器，采用双探测器的精确覆盖测量模式，保证本发明装置测量准确度和一致性；4本发明设计了图像扫描装置，通过逐段扫描获取完整的岩心图像，辅助放射性数据成图和直观分析，以及完成岩心影像资料的保存；5本发明设计了距离传感器，用来实时测量探测器与岩心距离，根据距离可实时调整探测器位置。附图说明图1为本发明所提供的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描系统的装置结构示意图。图中：1-底座、2-机械传动装置、3-探测器悬架、4-β探测器、5-γ探测器、6-测距传感器、7-工业相机、8-相机调节固定架、9-中央控制装置。图2为本发明所提供的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置的机械传动系统结构示意图。图中：201-x轴直线导轨、202-x轴丝杠、203-x轴滑块、204-x轴电机、205-z轴直线导轨、206-z轴丝杠、207-z轴滑块、208-z轴电机、209-折弯连接板、210-z轴固定板、211-导轨防尘罩。图3为本发明所提供的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置的中央控制装置结构示意图。图中：901-中控机、902-锂电池组、903-散热装置、904-声电报警装置、905-系统开关。具体实施方式下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的说明：如图1至图3所示，本发明所提供的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，具体包括底座1、机械传动装置2、岩心编录探测器、测距传感器6、图像扫描装置以及中央控制装置9。机械传动装置2固定于底座1后方；岩心编录探测器、图像扫描装置以及测距传感器6分别搭载到机械传动装置2上，随着机械轴的运动进行精确位移；中央控制装置9置于底座1右侧边缘，是整个系统的中心枢纽部分。如图2所示，机械传动装置2包括：二自由度伺服运动平台、接近传感器、折弯连接板209、z轴固定板210和导轨防尘罩211。其中，二自由度伺服运动平台包括x轴和z轴两个运动控制方向，具体包括x轴直线导轨201、x轴丝杠202、x轴滑块203、x轴电机204、z轴直线导轨205、z轴丝杠206、z轴滑块207、z轴电机208。控制x轴运动的x轴电机204安装于x轴直线导轨201最左侧，沿x轴直线导轨201内侧固定，减小整个系统长度；控制z轴运动的z轴电机208安装于z轴直线导轨205最顶端，沿z轴直线导轨205内侧固定，降低整个系统高度。导轨防尘罩211对x轴直线导轨201与z轴直线导轨205进行全覆盖和密封处理，防止恶劣的风沙天气损坏系统传动轴。接近传感器分别安装于x轴直线导轨201和z轴直线导轨205有效行程的两端，辅助系统产生紧急刹车信号，防止意外情况发生。岩心编录探测器由工字型探测器悬架3、β探测器4和γ探测器5组成。探测器悬架3通过折弯连接板209牢固的连接到机械传动装置2，β探测器4和γ探测器5通过电缆线连接至中央控制装置9内的主控制器进行数据通信。β探测器4和γ探测器5采用全封闭式金属外壳设计，保证探测器的避光工作环境，具有机械支撑和保护作用，同时还兼有电磁屏蔽的功能，有效隔离外界电的、磁的或相互干扰。根据β射线特性可知β探测器4应紧贴岩心样品进行测量，但由于岩心的不完整或断裂情况使得岩心表面凹凸不平，因此冒然将探测器靠近岩心容易造成探测器避光膜破损，所以，系统需要安装测距传感器6进行实时反馈探测器与当前位置岩心最高处距离。测距传感器6通过内六角不锈钢螺丝和折弯型铝件与探测器悬架3连接，紧邻探测器固定。图像扫描装置由工业相机7、相机调节固定架8及连接线缆组成，工业相机7通过电缆线连接至中央控制装置9内的相机驱动电路，通过软件进行分段采集岩心图像后，经过特征提取、配准及重叠边缘特殊化，将分段岩心图片拼接成一根完整的岩心图片再进行数据存储。相机调节固定架8可以满足工业相机7在当前位置进行水平或垂直移动，提供合适的高度和方位。如图3所示，中央控制装置9是整个系统的中枢控制部分，集成了中控机901，主控制器，电机控制器，控制驱动器，相机驱动电路，总线接口，电源管理电路和锂电池组902，以及散热装置903、声光报警装置904和系统开关905。中控机901镶嵌于中央控制装置9前方，为触摸屏式，便于操作；内部安装了系统控制软件，可进行数据以及图像的采集和保存。锂电池组902由两节高能量锂离子电池组成，锂电池组902外部设计带有活动把手的封装盒，便于野外使用过程中的拆卸和携带。本发明所提供的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描系统的工作原理如下：为了保持测量相对位置水平，底板1用于固定机械传动系统2，中央控制装置9以及放置测量用岩心箱。机械传动系统2上搭载岩心编录探测器，用于测量岩心β、γ辐射含量；搭载图像扫描装置，对岩心进行分段扫描并拼接为完整的岩心图像，为获得清晰的图像信息，工业相机7与岩心距离不得低于150mm。系统通过中央控制装置9的系统开关905进行开机运行，上电后首先进行系统自检，检验机械传动系统2的初始状态，设置探测器高压，进行工业相机7的初始化。系统自动测量模式分为全覆盖测量和定点测量两种方式，全覆盖测量时，水平方向上首先进行岩心起始位置识别，然后，系统依据测距传感器6测得的值调整探测器的垂直距离进行测量，当前点测量完成后，按探测器外壳直径80mm等距水平移动进行下一个点的测量；图像信息的采集则是根据相关算法结合电机控制，以满足成像清晰度为目的进行工业相机7自动对焦并拍照，当系统运动到下一个设定位置时，进行下一次的自动对焦与拍照工作，直到系统捕捉到岩心结束标识，则完成一个测量周期。定点测量是根据使用者在中控机901上输入测量点的具体位置而进行的单点测量模式。通过全覆盖测量，系统可自动获得整根岩心的β、γ辐射含量和高分辨率图像信息，并根据其对应位置关系绘制成图。

权利要求：1.一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于，包括：底座1、机械传动装置2、岩心编录探测器、测距传感器6、图像扫描装置和中央控制装置9；所述机械传动装置2与中央控制装置9均固定于底座1上；岩心编录探测器、图像扫描装置以及测距传感器6均搭载在机械传动装置2上。2.如权利要求1所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：所述机械传动装置2包括：二自由度伺服运动平台、接近传感器、折弯连接板209、z轴固定板210和导轨防尘罩211；所述二自由度伺服运动平台还包括：x轴直线导轨201、z轴直线导轨205、x轴丝杠202、z轴丝杠206、x轴滑块203、z轴滑块207、x轴电机204和z轴电机208；所述x轴电机204安装于x轴直线导轨201最左端，沿x轴直线导轨201内侧固定；所述z轴电机208安装于z轴直线导轨205最顶端，沿z轴直线导轨205内侧固定；所述导轨防尘罩211、折弯连接板209和z轴固定板210均设置在二自由度伺服运动平台上；所述导轨防尘罩211对x轴直线导轨201与z轴直线导轨205进行全覆盖和密封处理；所述接近传感器分别安装于x轴直线导轨201和z轴直线导轨205有效行程的两端。3.如权利要求2所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：所述岩心编录探测器包括：探测器悬架3、β探测器4和γ探测器5；所述探测器悬架3整体呈工字型结构；所述β探测器4和γ探测器5通过电缆线连接至中央控制装置9内的主控制器；所述测距传感器6通过内六角不锈钢螺丝与探测器悬架3连接，紧邻探测器固定，用来实时反馈探测器与当前位置岩心最高处距离，防止探测器撞击的同时增加测量准确度。4.如权利要求3所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：所述图像扫描装置包括：工业相机7、相机调节固定架8和连接线缆，所述工业相机7与相机调节固定架8固定。5.如权利要求4所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：所述工业相机7通过电缆线连接至中央控制装置9内的相机驱动电路，通过软件进行分段采集岩心图像后，经过特征提取、配准及重叠边缘特殊化，将分段岩心图片拼接成一根完整的岩心图片再进行数据存储。6.如权利要求5所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：所述中央控制装置9包括：中控机901、主控制器、电机控制器、相机驱动电路、总线接口、电源管理电路、锂电池组902、散热装置903和声光报警装置904；所述中控机901镶嵌于中央控制装置9前方，所述中控机901为触摸屏式，内部安装了系统管理软件，可进行数据以及图像的采集和保存；所述锂电池组902包括：两节高能量锂离子电池，锂电池组902外部设置有带有活动把手的封装盒。7.如权利要求3所述的一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置，其特征在于：β探测器4和γ探测器5为全封闭式金属外壳结构。

百度查询： 核工业北京地质研究院 一种铀矿岩心β-γ自动编录与图像扫描装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD