岩石各向异性检测的光反射差装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光反射差法检测岩石各向异性的装置和方法，包括装置光路、样品承载装置、信号放大装置和数据采集和处理系统，装置光路包括入射光路和出射光路，入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，出射光路包括检偏器和光电信号转换器，光电信号转换器为光电二极管，信号放大装置为锁相放大器，本发明专利技术的装置结构简单，易于操作，大大提高信噪比，可以对岩石各向异性进行快速精准测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学仪器，尤其涉及一种光反射差检测岩石各向异性的装置及方法。
技术介绍
岩石各向异性是指天然岩体的物理学性质随空间方位不同而异的特性，具体表现在岩石的强度和形变特性等方面。在天然岩体条件下，使岩体具有各向异性的基本原因是因为岩石内普遍存在着层理、片理、夹层和定向裂隙(断层)系统。目前，研究岩石各向异性主要是研究岩石纵、横波的波速比特性及电阻率各向异性等，但岩石类别制约着波速比各向异性的发育程度，而岩石电阻率各向异性的研究使用多电极组合法，结构复杂，目前还没有简单有效的可以测量岩石各向异性特性的方法。为此，本专利技术提出一种岩石各向异性检测的光反射差装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有岩石各向异性测量技术的缺陷，从而提供一种光反射差检测岩石各向异性的装置及方法，该方法具有操作简单、监测时间短、系统噪声低、能定性、定量分析岩石各向异性的特点。本专利技术提供的光反射差法检测岩石各向异性的装置，包括装置光路、样品承载装置、信号放大装置和数据采集和处理系统；所述装置光路包括入射光路和出射光路，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，其中在激光器输出光前方光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器，经样品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号转换器；所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述样品承载装置包括样品台和样品池，其中样品池固定在样品台上。在上述的技术方案中，所述样品台为高精密三维平移台。在上述的技术方案中，所述样品池为玻璃载玻片。在上述的技术方案中，所述光电信号转换器为光电二极管。在上述的技术方案中，所述信号放大装置为锁相放大器。在上述的技术方案中，所述数据采集和处理系统包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。本专利技术利用上述装置进行岩石各向异性的检测方法，包括如下步骤：1.用砂纸或磨轮将岩心端面磨平，将岩心放在岩石各向异性的光反射差法检测装置的样品池上，磨平的端面向下；2.打开激光器，输出的激光入射到起偏器，调节起偏器的透光轴方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，从起偏器出射的偏振光通过前方的光弹调制器，光弹调制器的频率设为50kHz；3.调节相移器，将基频信号调零，调节样品台，使光路通过样品，调节聚焦装置，使得光汇聚在样品表面处；4.用光电二极管做探测器，用电子计算机或微处理器对检测结果进行数据采集和处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例中岩石各向异性检测的光反射差装置组成示意图；图2是本专利技术实施例中岩石各向异性检测的光反射差装置使用流程图；图中：101----激光器102----起偏器103----光弹调制器104----移相器105----聚焦装置106----样品台107----样品池108----检偏器109----光电信号转换器110---信号放大装置111----数据采集和处理系统具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。为了有效实现对岩石各向异性的测量，本专利技术实施例提供一种岩石各向异性检测的光反射差装置及方法。图1为本专利技术实施例中岩石各向异性检测的光反射差装置组成示意图。如图1所示，本实施例的装置，包括装置光路、样品承载装置、信号放大装置和数据采集和处理系统；所述装置光路包括入射光路和出射光路，所述入射光路包括激光器101、起偏器102、光弹调制器103、移相器104和聚焦装置105，其中在激光器101输出光前方光路上顺序设置所述起偏器102、光弹调制器103、移相器104和聚焦装置015，所述出射光路包括检偏器108和光电信号转换器109，经样品池107上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器108和光电信号转换器109；所述光电信号转换器109通过信号放大装置110连接到所述数据采集和处理系统111；所述样品承载装置包括样品台106和样品池107，其中样品池107固定在样品台106上。本实施例的装置中，所述聚焦装置105为聚焦透镜。本实施例的装置中，所述光电信号转换器109为光电二极管。本实施例的装置中，所述信号放大装置110为锁相放大器。本实施例的装置中，所述数据采集和处理系统111包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。本实施例的装置中，所述样品池107为长10厘米、宽3厘米、厚0.2厘米、双面为抛光光学表面的高质量光学载玻片。本实施例的装置中采用的是功率为4mW，波长为632.8nm的He-Ne激光器101作为光源，其出光孔径为3mm，从激光器101出射的激光束经由起偏器102校正偏振方向后变成偏振方向平行于入射面的p偏振光；而后再经过光弹调制器103产生p和s偏振态间的周期性调制，调制频率为50KHz；从光弹调制器103出射的偏振调制光经由一直径为25.4mm的石英多级半波片构成的移相器104引进p和s偏振态间的可调节位相补偿；所述样品台106采用市场上购买的不锈钢台面、可以实现三维调节的平台，调节精度为0.01mm，三维行程为50mm；样品表面反射的反射光经检偏器108调节后由光电二极管阵列109接收；锁相放大器110连接到光电二极管阵列109，使光信号转化成电信号后可以被数据采集和处理系统读取；本装置中的数据采集和处理系统111采用计算机，该机算计配置有数据采集卡、BNC适配器和LabVIEW编写的采集程序，锁相放大器110输出的电信号首先经由BNC适配器进行分通道处理，锁相放大器110输出的信号被分成振幅信息和位相信息两个部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光反射差法检测岩石各向异性的装置，其特征在于，包括：装置光路、样品承载装置、信号放大装置和数据采集和处理系统；所述装置光路包括入射光路和出射光路，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，其中在激光器输出光前方光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器，经样品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号转换器；所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述样品承载装置包括样品台和样品池，其中样品池固定在样品台上。

【技术特征摘要】
2015.09.23 CN 20151061288551.一种光反射差法检测岩石各向异性的装置，其特征在于，包括：装置光路、样品承载
装置、信号放大装置和数据采集和处理系统；所述装置光路包括入射光路和出射光路，所述
入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，其中在激光器输出光前方
光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器、移相器和聚焦装置，所述出射光路包括检偏器和
光电信号转换器，经样品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号
转换器；所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述样品
承载装置包括样品台和样品池，其中样品池固定在样品台上。
2.如权利要求1所述的光反射差法检测岩石各向异性的装置，其特征在于，所述样品台
为高精密三维平移台。
3.如权利要求1所述的光反射差法检测岩石各向异性的装置，其特征在于，所述样品池
为玻璃载玻片。
4.如权利要求1所述的光反射差法检测岩石各向异性的装置，其特征在于，所述光电信<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许珊，熊艳，赵昆，王金，
申请(专利权)人：长江大学，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：湖北;42