一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于地球科学技术领域，具体涉及一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法。本发明专利技术中，两根平行放置的转轴安装在底座上；扫描导轨安装在主体支架的倾斜立柱顶部，平移台通过连接板固定在扫描导轨的滑块上，高光谱传感器安装在平移台上；扫描控制终端同时连接扫描导轨与高光谱传感器，用于控制扫描速度和扫描距离；若干个超长岩心托架位于底座两侧并一字型排开，每个超长岩心托架上设有两个托架滚轮；超长岩心位于转轴和托架滚轮上。本发明专利技术能够实现对超长岩心的自由扫描，提高了对不同长度岩心扫描的灵活性，同时通过步进电机精确控制岩心转动角度，实现对不同长度岩心高光谱图像的三维扫描，提高数据采集效率。

An ultra long core hyperspectral image 3D scanning device and its measurement method

【技术实现步骤摘要】
一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法
本专利技术属于地球科学
，具体涉及一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法。
技术介绍
钻孔岩心是研究地下岩石层结构，了解地下矿产情况最重要的实物地质资料。但是由于岩心出筒之后容易受到破坏，降低了岩心持续研究使用的价值。岩心三维扫描是一种有效的管理、存储岩心的方式，能够较完整再现岩心的三维外观特征，实现长久保存。传统的岩心扫描仪多采用图像扫描方式，只能采集岩心表面图像信息，但随着高光谱扫描仪的发展，不仅能对岩心表面图像进行采集，还能对岩心进行光谱分析，更利于岩矿识别。然而，目前的岩心三维扫描主要还是通过人工翻转岩心的方式实现三维扫描，精度和效率很难满足实际需求。除此之外，在一些情况下需要扫描采集超长岩心(3米-10米)图像，而由于扫描装置和软件设计的缺陷，一般岩心扫描系统只能进行局部岩心扫描(0.5米-1米)，要完成整根超长岩心的扫描需要将岩心切断分开进行，无法满足实际的应用需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：本专利技术提供一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法，能够实现对超长岩心的自由扫描，提高了对不同长度岩心扫描的灵活性，同时通过步进电机精确控制岩心转动角度，实现对不同长度岩心高光谱图像的三维扫描，提高数据采集效率。本专利技术采用的技术方案：一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，包括：底座、倾斜立柱、转轴、超长岩心托架、托架滚轮、岩心转动控制平台、扫描导轨、平移台、高光谱传感器、光源、扫描控制终端；两根平行放置的转轴安装在底座上；倾斜立柱安装在底座上的一侧，岩心转动控制平台位于主体支架的倾斜立柱侧面，用于控制转轴转动的角度；扫描导轨安装在主体支架的倾斜立柱顶部，平移台通过连接板固定在扫描导轨的滑块上，高光谱传感器安装在平移台上；光源安装在平移台下端的梯形灯架上，并聚焦于高光谱传感器正下方；扫描控制终端同时连接扫描导轨与高光谱传感器，用于控制扫描速度和扫描距离；若干个超长岩心托架位于底座两侧并一字型排开，每个超长岩心托架上设有两个托架滚轮；超长岩心位于转轴和托架滚轮上。所述底座下方安装有支撑脚和转动轮；倾斜立柱的倾斜角度保证高光谱传感器位于超长岩心正上方。所述转轴的表面材质为橡胶，确保足够摩擦力带动超长岩心旋转，两根转轴间隙小于2cm，能够支持5-10cm直径的超长岩心旋转。所述托架滚轮的高度与放置超长岩心的转轴一致。所述岩心转动控制平台采用触控面板控制，根据控制芯片和程序指令将输入的超长岩心直径换算得出与转动角度的关系，最终通过设置转动角度及方向来控制超长岩心旋转。所述光源包括安装在高光谱传感器下方的二个对称的照明灯，其光线聚焦于高光谱传感器正下方。一种超长岩心高光谱图像三维扫描测量方法，包括如下步骤：步骤一，将待测超长岩心放置在二根转轴之间，并用超长岩心托架将超长岩心悬空部分支撑在托架滚轮上，调节超长岩心托架的高度，使得超长岩心平稳置于一个平面；步骤二，调节高光谱传感器在平移台上的位置，使得待测超长岩心的中心点位于高光谱传感器正下方；步骤三，调节光源连接处的角度旋钮，使得光源的二个照明灯光线聚焦于高光谱传感器正下方；步骤四，测量超长岩心的直径大小，通过岩心转动控制平台内置的控制芯片程序，换算出超长岩心直径与转动角度的关系，并设定超长岩心转动方向以及每次转动的角度为90°；步骤五，在扫描控制终端中设置高光谱传感器的扫描速度和扫描距离，点击开始进行第一次高光谱图像扫描；步骤六，完成第一次扫描后，通过岩心转动控制平台将超长岩心按照指定方向转动90°，进行第二次高光谱图像扫描；步骤七，重复步骤五和步骤六的操作，直至完成四次高光谱图像扫描，实现对超长岩心第一段的360°三维扫描；步骤八，向前移动超长岩心，扫描下一段位置，重复步骤五、步骤六和步骤七的操作，直至完成整根超长岩心的高光谱图像扫描。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法，通过添加多个带滚轮的托架可以实现对超长岩心的自由扫描，提高了对不同长度岩心扫描的灵活性；(2)本专利技术提供的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法，通过步进电机精确控制岩心转动角度，实现对不同长度岩心高光谱图像的三维扫描，兼顾了三维几何扫描与高光谱测量，提高数据采集效率，具有较高稳定性和准确性。附图说明图1为本专利技术提供的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置结构示意图；图中：1-底座；2-倾斜立柱；3-转轴；4-超长岩心托架；5-托架滚轮；6-岩心转动控制平台；7-扫描导轨；8-平移台；9-高光谱传感器；10-光源；11-超长岩心；12-扫描控制终端。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法作进一步详细说明。如图1所示，一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，包括：主体支架、转轴3、超长岩心托架4、托架滚轮5、岩心转动控制平台6、扫描导轨7、平移台8、高光谱传感器9、光源10、、扫描控制终端12；主体支架包括底座1和安装在底座1上的倾斜立柱2，两根平行放置的转轴3安装在主体支架的底座1，若干个超长岩心托架4位于主体支架的底座1两侧并一字型排开，每个超长岩心托架4上设有两个托架滚轮5；岩心转动控制平台6位于主体支架的倾斜立柱2侧面，用于控制转轴3转动的角度；扫描导轨7安装在主体支架的倾斜立柱2顶部，平移台8通过连接板固定在扫描导轨7的滑块上，高光谱传感器9安装在平移台8上；光源10安装在平移台8下端的梯形灯架上，并聚焦于高光谱传感器9正下方；扫描控制终端12同时连接扫描导轨7与高光谱传感器9，用于控制扫描速度和扫描距离；超长岩心11位于转轴3和托架滚轮5上。底座1和倾斜立柱2的材质均为不锈钢管，在保证装置强度的同时减轻重量。其中底座1下方安装有支撑脚和转动轮，确保设备可移动的同时稳定放置，而倾斜立柱2设置一定倾斜角度有利于保证高光谱传感器9位于超长岩心11正上方。转轴3的表面材质为橡胶，确保足够摩擦力带动超长岩心11旋转。二根转轴3间隙小于2cm，能够支持5-10cm直径的超长岩心11旋转。托架滚轮5的高度与放置超长岩心11的转轴3一致，以便辅助支撑和转动超长岩心11完成三维扫描。当超长岩心11扫描完一面后需要转轴带动超长岩心11旋转翻面，托架滚轮5可以减小阻力辅助超长岩心11转动，更高效的完成超长岩心11高光谱图像的三维扫描。岩心转动控制平台6安装在主体支架的倾斜立柱2侧面，采用触控面板控制，根据控制芯片和程序指令将输入的超长岩心11直径换算得出与转动角度的关系，最终通过设置转动角度及方向来控制超长岩心11旋转。光源10包括安装在高光谱传感器9下方的二个对称的照明灯，照明灯为钨丝灯管，通过固定在平移台8上的梯形灯架连接，连接处设有角度调节旋钮，方便调节二个照明灯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：包括：底座(1)、倾斜立柱(2)、转轴(3)、超长岩心托架(4)、托架滚轮(5)、岩心转动控制平台(6)、扫描导轨(7)、平移台(8)、高光谱传感器(9)、光源(10)、扫描控制终端(12)；两根平行放置的转轴(3)安装在底座(1)上；倾斜立柱(2)安装在底座(1)上的一侧，岩心转动控制平台(6)位于主体支架的倾斜立柱(2)侧面，用于控制转轴(3)转动的角度；扫描导轨(7)安装在主体支架的倾斜立柱(2)顶部，平移台(8)通过连接板固定在扫描导轨(7)的滑块上，高光谱传感器(9)安装在平移台(8)上；光源(10)安装在平移台(8)下端的梯形灯架上，并聚焦于高光谱传感器(9)正下方；扫描控制终端(12)同时连接扫描导轨(7)与高光谱传感器(9)，用于控制扫描速度和扫描距离；若干个超长岩心托架(4)位于底座(1)两侧并一字型排开，每个超长岩心托架(4)上设有两个托架滚轮(5)；超长岩心(11)位于转轴(3)和托架滚轮(5)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：包括：底座(1)、倾斜立柱(2)、转轴(3)、超长岩心托架(4)、托架滚轮(5)、岩心转动控制平台(6)、扫描导轨(7)、平移台(8)、高光谱传感器(9)、光源(10)、扫描控制终端(12)；两根平行放置的转轴(3)安装在底座(1)上；倾斜立柱(2)安装在底座(1)上的一侧，岩心转动控制平台(6)位于主体支架的倾斜立柱(2)侧面，用于控制转轴(3)转动的角度；扫描导轨(7)安装在主体支架的倾斜立柱(2)顶部，平移台(8)通过连接板固定在扫描导轨(7)的滑块上，高光谱传感器(9)安装在平移台(8)上；光源(10)安装在平移台(8)下端的梯形灯架上，并聚焦于高光谱传感器(9)正下方；扫描控制终端(12)同时连接扫描导轨(7)与高光谱传感器(9)，用于控制扫描速度和扫描距离；若干个超长岩心托架(4)位于底座(1)两侧并一字型排开，每个超长岩心托架(4)上设有两个托架滚轮(5)；超长岩心(11)位于转轴(3)和托架滚轮(5)上。


2.根据权利要求1所述的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：所述底座(1)下方安装有支撑脚和转动轮；倾斜立柱(2)的倾斜角度保证高光谱传感器(9)位于超长岩心(11)正上方。


3.根据权利要求1所述的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：所述转轴(3)的表面材质为橡胶，确保足够摩擦力带动超长岩心(11)旋转，两根转轴(3)间隙小于2cm，能够支持5-10cm直径的超长岩心(11)旋转。


4.根据权利要求1所述的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：所述托架滚轮(5)的高度与放置超长岩心(11)的转轴(3)一致。


5.根据权利要求1所述的一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置，其特征在于：所述岩心转动控制平台(6)采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：田青林，潘蔚，陈雪娇，余长发，刘原麟，李瀚波，李新春，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11