Устройство фотооптической документации полированных штуфов с возможностью получения люминесцентного паттерна

 

Полезная модель относится к геологии и предназначена для изучения полированных штуфов в диффузном освещении, отраженном свете, а также для анализа их люминесцентных свойств. Устройство фотооптической документации полированных штуфов с возможностью получения люминесцентного паттерна, состоит из светозащитного корпуса с установленным на него предметным стеклом. Внутри светозащитного корпуса размещена подвижная каретка, способная перемещаться относительно предметного стекла. На подвижной каретке установлена линейная CCD-матрица, сопряженная с контроллером, объектив и система проекционных зеркал, проецирующих на матрицу изображение полированного штуфа, размещаемого на предметном стекле. Основной и дополнительный линейные осветители служит для калибровки CCD-матрицы, получения изображения минералов, как в диффузном освещении, так и в отраженном свете. Установленный на каретке источник коротковолнового ультрафиолетового излучения, позволяет возбудить люминесценцию обладающих этим свойством минералов. Для предотвращения попадания ультрафиолетового излучения от источника на CCD-матрицу, в системе имеется приемное окно для размещения отрезающего светофильтра. Многопроходная схема, реализованная в устройстве, позволяет получить совмещенные изображения поверхности полированного штуфа, для разных типов ее оптических наблюдений.

Полезная модель относится к геологии и предназначена для изучения и документации полированных штуфов при различных оптических испытаниях:

- в косом диффузном освещении (получение паттерна внутренних рефлексов прозрачных и просвечивающих минералов),

- в отраженном свете (анализ яркости и цвета прямого отражения от полированной поверхности минералов),

- анализ люминесцентных свойств (получение люминесцентного паттерна минералов).

На основе комплекса изучаемых свойств, возможна диагностика минералов и определение их объемных содержаний, включая слабоконтрастные низкоотражающие фазы, за счет исследования их люминесценции.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, для комплексной оценки оптических свойств минералов, и документации паттернов полированного штуфа размерами до 10 см на 15 см без геометрического искажения: в отраженном свете, в диффузном освещении, в коротковолновом ультрафиолетовом освещении.

Ближайшим аналогом предлагаемого устройства фотооптической документации полированных штуфов с возможностью получения люминесцентного паттерна является устройство для исследования свойств минералов в отраженном свете (патент на полезную модель RU 105997 от 11.02.2011).

При эксплуатации опытного образца устройства-аналога выявляется необходимость оценивать дополнительные оптические свойства нерудных минералов, весьма низкоконтрастных при исследовании в отраженном свете. Основным недостатком можно считать то, что важные для полноценного описания руд минералы, такие как, например, шеелит не могут быть дифференциированы на основе имеющегося комплекса оцениваемых свойств.

Предлагаемая авторами схема с подвижной кареткой и линейной CCD-матрицей хорошо зарекомендовала себя для получения идеально совмещаемых паттернов полированного штуфа, при исследовании различных его оптических свойств. Действительно, многопроходная система позволяет получить последовательно представление о свойствах каждого зерна в пределах штуфа, меняя при каждом проходе только тип и яркость осветителя. Таким образом, единообразная геометрия получаемых данных, дает возможность быстро оценить адитивные свойства для каждого участка анализируемой поверхности, охарактеризованные различными паттернами, получаемымив ходе разных оптических испытаний.

Учитывая наименее удовлетворительные результаты в диагностике именно нерудных минералов руд, в предлагаемой полезной модели установлены дополнительные принципиальные элементы, позволяющие реализовать люминесцентный анализ. Именно люминесценция часто является решающим свойством при проведении диагностики нерудных минералов и оценки их типоморфных особенностей.

Все положительные качества устройства-аналога сохранены в предлагаемом варианте устройства, включая габариты изучаемых образцов.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в возможности последовательно получать геометрически совмещенные изображения полированных штуфов размерами до 10 см на 15 см, при изучении их: в косом диффузном освещении, в прямом отраженном свете и в коротковолновом ультрафиолетовом освещении.

Технический результат достигается за счет установки на подвижную каретку устройства дополнительного коротковолнового ультрафиолетового осветителя и приемного окна для отрезающего светофильтра, которые через оптический тракт устройства позволяют получать на CCD-матрице проекцию поверхности люминесцирующих минералов в плоскости полированного штуфа.

На фиг.1 представлена конструкция устройства фотооптической документации полированных штуфов с возможностью получения люминесценцентного паттерна, где:

1. Подвижная каретка,

2. CCD-Матрица, сопряженная с контроллером.

3. Объектив,

4. Система проекционных зеркал,

5. Основной линейный ахроматический осветитель,

6. Предметное стекло,

7. Дополнительный источник освещения,

8. Оптическая пластина,

9. Коротковолновый ультрафиолетовый осветитель,

10. Приемное окно для отрезающего светофильтра,

11. Съемный отрезающий светофильтр,

12. Полированный штуф

13. Светозащитный корпус.

Устройство работает следующим образом (фиг.1). Полированный штуф (12) размещается плоскостью полировки на предметном стекле устройства (6), закрепленном на светозащитном корпусе (13). По мере поступательного движения подвижной каретки (1), посредством системы проекционных зеркал (4) и объектива (3) на CCD-матрицу (2) проецируется свет, рассеиваемый участками полированного штуфа от основного линейного ахроматического осветителя (5). Аналогично при последующих проходах каретки, на CCD-матрицу проецируется: либо, прямой рефлекс от дополнительного источника освещения (7), проецируемого посредством оптической пластинки (8) на поверхность штуфа нормально, либо возбужденная коротковолновым ультрафиолетовым осветителем (9) и отфильтрованная установленным в приемное окно (10) отрезающим фильтром (11) люминесценция минералов. Контроллер CCD-матрицы (2) предает строки формируемого изображения на внешнее устройство (принтер, компьютер, медианакеопитель и т.п.).

Устройство фотооптической документации полированных штуфов позволяет:

- Получать цифровые изображения полированных штуфов размером до 10 см на 15 см с разрешением до 1200 точек на дюйм.

- Диагностировать минеральные фазы в пределах плоскости полированного штуфа, в том числе по: цвету внутренних рефлексов, по отражательной способности в трех различных спектральных диапазонах, по цветам и интенсивности люминесценции.

- Вычислять соотношение площадей оптически-контрастных минералов в

пределах полированного штуфа с погрешностью 0,1-0,001%00 .

- Проводить специальные морфометрические анализы (директивность, исчерченность границ и т.п.) оптически-контрастных минералов в пределах полированного штуфа.

Пример использования устройства: Оленинское рудопроявление (Кольский полуостров). По литературным данным, в центральной зоне месторождения отмечается связь самородного золота в арсенопирите с шеелитом. Вкрест простирания рудного тела, через каждые 15 сантиметров были отобраны 24 штуфа. Полированные штуфы последовательно размещались на предметном стекле устройства. Устройство автоматически калибровалось. Включался коротковолновый ультрафиолетовый осветитель. По мере перемещения подвижной каретки в корпусе, на линейной матрице последовательно формировались строки изображения. По мере получения строк, цифровое изображение полированного штуфа захватывались в компьютер, подключенный к контроллеру CCD-матрицы. Для каждого штуфа был установлен процент площади, занимаемый шеелитом, люминесцирующим в желтом диапазоне (равные значения красного и зеленого каналов, трехканального - RGB изображения). Был произведен подсчет площади, занимаемой шеелитом в пределах люминесцентного изображения каждого штуфа на основании отношения количества точек изображения штуфа с равным уровнем красного и зеленого канала, к количеству прочих точек. Было установлено, что золото, определяемое концентрационным спектральным анализом, в этих же пробах, имеет незначительную корреляцию с содержанием шеелита.

Устройство фотооптической документации полированных штуфов с возможностью получения люминесцентного паттерна, включающее в себя светозащитный корпус, предметное стекло и подвижную каретку, на которую установлены: объектив, линейная CCD-матрица, сопряженная с контроллером, система проекционных зеркал, оптическая пластинка, основной и дополнительный линейные ахроматические осветители, отличающееся тем, что на подвижную каретку дополнительно установлен источник коротковолнового ультрафиолетового излучения и приемное окно для размещения съемного отрезающего светофильтра.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к оптическим теневым приборам, используемым для визуализации и измерения размеров свилей в оптических стеклах.
Наверх