CN108535303A - 一种检测岩心样品元素的xrf仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种检测岩心样品元素的XRF仪器，包括密封箱体，密封箱体的内腔形成用于盛放待测样品的样品容纳空间，密封箱体内的样品容纳空间内还设置有用于承托待测样品的样品托架。该XRF仪器还安装有检测单元，检测单元和样品托架至少有一个被驱动机构带动而能够使两者发生相对移动以对块状样品进行多点检测。该发明解决了在遇到大块、不允许破碎的样品，不能粉碎压制成标准样本时，无法对该样品进行检测的问题。

Description

一种检测岩心样品元素的XRF仪器
技术领域
本发明涉及本发明涉及XRF元素录井仪器领域，特别是涉及一种石油地质行业检测岩心样品元素的XRF仪器。
背景技术
XRF技术引入到地质录井行业后，目前已经发展成为越来越成熟的一种元素录井技术。该技术的关键设备“元素录井仪器”经过多年的改进发展取得了一定的进步，一定程度地满足了现场的需求。目前国内用的元素录井仪器一般只能对样品碎屑或粉碎压制后标准样本进行检测，缺少对大块样品直接进行无损分析的仪器。如授权公告号为CN204439583U，授权公告日为2015.07.01的中国实用新型就公开了一种XRF元素录井仪，该XRF元素录井仪包括外壳、检测单元和样品架。检测单元包括检测室、检测器、X光发射管；样品架的一端插入检测室，另一端通过样品架孔置于外壳外部，外壳外部的样品架上设有舱门锁紧结构，锁紧结构包括舱门和旋钮，旋开旋钮就可以打开舱门，将样品架拿出。但该实用新型专利中的样品架为样品托，只能对样品碎屑或粉碎压制后标准样本进行检测。如果遇到大块、不允许破碎的样品，不能粉碎压制成标准样本的情况下，就无法对样品进行连续的多点元素检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测岩心样品元素的XRF仪器，以解决不能对块状样品开展无损、多点连续元素分析的问题。
为实现上述目的，本发明提供的检测岩心样品元素的XRF仪器的技术方案是：一种检测岩心样品元素的XRF仪器，包括密封箱体，密封箱体具有密封箱门，密封箱体的内腔形成用于盛放待检测样品的样品容纳空间，密封箱体内设置有用于承托块状待检测样品的样品托架，该XRF仪器还安装有检测单元，检测单元和样品托架的至少一个被驱动机构带动而能够使两者发生相对移动以对块状样品进行多点检测。
本发明的技术方案在箱体内增加了传统XRF仪器没有的驱动机构，能够让样品托架和检测单元之间发生相对移动，使得检测单元可以检测到样品上的不同区域，从而能够对块状样品进行无损、多点的元素检测。
检测单元相对于箱体固定，由驱动机构带动样品托架相对于检测单元移动。因为检测单元的结构比较复杂，不利于控制检测单元进行移动，所以把检测单元固定在密封箱体上，只让驱动机构带动样品托架移动。
检测单元设置在密封箱体的外侧，减少了箱体的体积和生产成本，便于运输。
驱动机构为能够在水平方向和竖直方向进行双向直线运动的驱动机构，驱动机构进行直线运动的方式为丝杠螺母机构，包括驱动电机以及连接在驱动电机输出端的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的螺母连接有在水平方向直线移动的滑动底座，滑动底座上通过丝杠螺母机构连接所述样品托架并使样品托架相对滑动底座在竖直方向上直线移动，并将检测单元位于箱体顶部。丝杠螺母机构相比其他直线传动机构，由于螺纹旋转一周移动的距离为一个螺距的距离，因此丝杠螺母机构对运动距离的控制更为精确，更有利于检测单元对样品检测点位的测量。驱动电机为驱动机构水平和竖直方向上的运动提供动力，通过丝杠螺母传递直线运动，进而控制样品托架的运动。将检测单元设置在密封箱体的顶部，在检测密封箱体内的样品时更加简单方便。
滑动底座在箱体内的移动方向正对密封门，便于将控制滑动底座运动到密封门出放置样品。
密封箱体为长方体，在长方体箱体的一端开设有密封门，密封门和箱体通过铰链、销轴或其他铰接方式连接。密封门用来作为放置样品时的进出口，并对箱体锁紧，密封门和密封箱体之间通过密封槽，密封圈等密封件密封，达到气密性配合，以保证箱体在使用抽成真空时，保证箱体具有良好的气密性。
由于检测岩心样品元素的XRF仪器在工作时需要保持箱体内处于真空状态，因此箱体的箱壁上还开设有抽气口，用来外接真空泵将箱体内抽成真空。
样品托架为槽型样品托架，可以是“V”型槽，或呈倒三角分布的槽型不锈钢管托架等。槽型样品托架相比于平面或弧面样品托更加稳定，避免样品在样品托架上来回滚动或倾倒。
滑动底座和箱体之间，以及样品托架和滑动底座之间为导向配合关系。滑动底座完成水平方向上的运动，需要在密封箱体内提供水平方向上的导向支撑装置，而样品托架在滑动底座的基础上完成竖直方向上的运动，需要在滑动底座上提供竖直方向上的导向支撑装置，因此在滑动底座和箱体之间可以设置滑轨滑块，以及在样品托架和滑动底座之间设置滑动轴承竖直滑杆，使得滑动底座和箱体之间，以及样品托架和滑动底座之间达到导向配合关系，以提供导向支撑的作用。
附图说明
图1为检测岩心样品元素的XRF仪器的整体外观图；
图2为检测岩心样品元素的XRF仪器的纵向剖面立体图；
图3为检测岩心样品元素的XRF仪器的正向平面透视图；
图4为检测岩心样品元素的XRF仪器的正向剖面立体图；
图中1.摄像头、2.X光管、3.XRF探测器、4.样品、5.样品托架、6.滑动底座、7.水平丝杠、8.水平步进电机、9.竖直丝杠、10.竖直步进电机、11.竖直滑杆、12.铰链、13.锁紧装置、14.水平滑轨、15.滑块、16.滑动轴承、21.密封箱体、22.X光管固定架、23.密封板、24.密封门、25.抽气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种检测岩心样品元素的XRF仪器的具体实施例一，如图1至图4所示，包括密封箱体21、密封门24、检测单元、驱动机构、样品托架5。检测单元包括X光管固定架22、摄像头1、X光管2、XRF探测器3，驱动机构包括滑动底座6、水平步进电机8、竖直步进电机10、水平丝杠7、竖直丝杠9和螺母。密封箱体21内部有用于盛放待检测样品的空腔，样品托架5和滑动底座置于密封箱体21内部，由驱动机构带动以相对于检测单元运动，从而完成对块状样品进行多点连续检测。
该实施例将检测单元固定在密封箱体21外侧，由驱动机构带动样品托架相对于检测单元运动，并且将检测单元设置在密封箱体21外侧。在其他实施例中，还可以将检测单元设置于密封箱体21内部，并且和驱动机构相连，保持样品托架5固定，控制驱动机构带动检测单元运动，来对样品托架5上的样品4进行不同部位，不同区域的检测。还可以将检测单元和样品托架5分别连接驱动机构，使得检测单元和样品托架能够分别完成水平和竖直方向上的运动，或者是其他能够使检测单元和样品托架产生相对运动的方式，同样可以用来对大块完整的样品4进行检测。但是因为检测单元的结构比较复杂，不利于控制检测单元进行移动，所以把检测单元固定在密封箱体21上，只让驱动机构带动样品托架5移动。并且将检测单元外置，还能减少了箱体的体积和生产成本，便于运输。
驱动机构为能够在水平方向和竖直方向进行双向直线运动的驱动机构，驱动机构进行直线运动的方式采用螺母丝杠装置。在滑动底座6上一端，固定一个螺母。在密封箱体21底部中间位置设置一个水平步进电机8，作为水平方向上的驱动力。在滑动底座6上固定一个螺母通过水平丝杠7连接在固定在密封箱体21底部中间水平步进电机8的输出端上，水平步进电机8通过水平丝杠7向滑动底座6传递水平方向上的动力，控制滑动底座6正对密封门24方向移动。滑动底座6中部还固定了一个竖直步进电机10作为竖直方向上的驱动力，样品托架5中部设有螺母，通过竖直丝杠9连接到滑动底座6上的竖直步进电机10上，竖直步进电机10通过竖直丝杠9给样品托架5传递竖直方向上的动力。在其他实施例中，驱动机构还可以设置为曲柄滑块或齿轮齿条等其他直线传动方式，但丝杠螺母机构相比其他直线传动机构，由于螺纹旋转一周移动的距离为一个螺距的距离，因此丝杠螺母机构对运动距离的控制更为精确，更有利于检测单元对样品检测点位的测量，使用步进电机是为了可以通过计算机对行进距离进行智能控制。
密封箱体21为长方体，长方体的一端开设有密封门24，密封门24和密封箱体21通过铰链连接，密封门24和密封箱体21还设有锁紧装置。密封门24用来作为放置样品时的进出口，并对密封箱体21锁紧。在长方体另外一端有用螺钉固定的密封板23，以方便密封箱体21内部零件损坏时可以打开箱体进行维修。密封门24、密封板23和密封箱体21之间通过密封条密封，使密封箱体21和密封门24、密封板23之间达到气密性配合，以保证密封箱体21在使用抽成真空时，保证密封箱体21具有良好的气密性。在其他实施例中，密封板23还可以通过螺栓和密封箱体21可拆卸连接，密封门24可以通过销轴或其他铰接方式和密封箱体21连接。密封条还可以用密封槽、密封圈等方式来代替，只需能保证密封箱体21气密性即可。
由于在使用XRF技术检测样品时需要在真空环境下进行，因此密封箱体21侧面还开有抽气口25，外接的真空泵通过抽气口25将密封箱体21内抽成真空。
样品托架5是一个“V”型槽，相比于平面或弧面样品托来说更加稳定，避免样品4在进行水平或竖直运动时，在样品托架上来回晃动，甚至滚落。在其他实施例中，样品托架5还可以设置为楔形凹槽或呈倒三角形状排列的槽型不锈钢管，同样可以起到防止样品晃动滚落的作用。
在密封箱体21内部沿滑动底座6移动方向的两侧，设置有水平滑轨14，滑动底座6两侧的还设置有滑块15，滑块15卡在水平滑轨14上，用来支撑滑动底座6在水平滑轨14上水平移动。样品托架5的四角各固定一个滑动轴承16，滑动底座6的四角各固定一个竖直滑杆11。样品托架5通过四角的滑动轴承16穿过竖直滑杆11固定到滑动底座6上。滑动底座6和密封箱体21之间的导向配合关系还可以通过在滑动底座6上设置滑轮，在密封箱体21两侧设置导轨的方式，来给水平运动的滑动底座提供导向支撑，竖直滑杆和滑动轴承也可以伸缩架来代替，同样可以起到使样品托架5在滑动底座6上进行竖直方向上的运动。
在使用时，通过计算机控制滑动底座6移动到密封门24处，将样品放到与样品托架5形状相对应的托盘上，将样品托盘连同样品4一起放到样品托架5上面固定。关闭并锁紧密封门24，在计算机的控制下，样品4开始进行水平初始位置定位及竖直方向样品表面与探头之间位置的准确定位。对样品4的初始定位完成后，计算机启动真空泵把密封箱体21抽成真空环境，启动高压电源供给X光管2对样品进行X光激发，工作人员在计算机上输入相关的测量参数，计算机根据工作人员设定的参数向水平步进电机8发出脉冲信号，从而对样品4进行逐点检测。摄像头1全程对检测点位进行同步监视，检测人员在认为有必要时，还可以通过改变计算机命令，人工调整检测点以避开不规整的检测面。

Claims (10)

1.一种检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，包括密封箱体，密封箱体具有密封门，密封箱体的内腔形成用于盛放待测样品的样品容纳空间，密封箱体内的样品容纳空间内还设置有用于承托待测样品的样品托架，该XRF仪器还安装有检测单元，检测单元和样品托架至少有一个被驱动机构带动而能够使两者发生相对移动以对块状样品进行多点检测。
2.根据权利要求1所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，检测单元相对箱体固定，所述样品托架被驱动机构带动而与检测单元发生相对移动。
3.根据权利要求2所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，所述检测单元位于箱体外侧。
4.根据权利要求2所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，所述驱动机构为能够在水平方向和竖直方向进行双向直线运动的驱动机构。
5.根据权利要求4所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，所述驱动机构包括驱动电机以及连接在驱动电机输出端的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的螺母连接有在水平方向直线移动的滑动底座，滑动底座上通过丝杠螺母机构连接所述样品托架并使样品托架相对滑动底座在竖直方向上直线移动，检测单元位于箱体顶部。
6.根据权利要求5所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，滑动底座的滑移方向正对密封箱门。
7.根据权利要求6所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，所述密封箱体为长方体，密封箱门设置在长方体密封箱体的一端。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征是，密封箱体的箱壁上设有抽气口。
9.根据权利要求8所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征在于，样品托架为槽型样品托架。
10.根据权利要求9所述的检测岩心样品元素的XRF仪器，其特征在于，滑动底座和密封箱体为导向配合关系。
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