CN202486053U

CN202486053U - 一种多功能煤、焦显微分析系统

Info

Publication number: CN202486053U
Application number: CN 201220079834
Authority: CN
Inventors: 赵俊国; 陈亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-06

Abstract

本实用新型提供一种多功能煤、焦显微分析系统，包括光学显微镜、图像采集装置、控制装置和显示装置。所述光学显微镜包括目镜、物镜、偏光镜、电控移动平台和载物台；所述控制装置内含有主控制模块、测量及分析模块组，图像采集装置通过测量及分析模块组与主控制模块连接，偏光镜通过偏光镜电动旋转装置与主控制模块连接，物镜通过电控调焦装置与主控制模块连接，电控移动平台直接与主控制模块连接。即可以实现人工测量，又可以实现自动测量，并能够自动进行煤、焦组分的自动识别与分析，使分析结果更为精确。

Description

一种多功能煤、焦显微分析系统

技术领域

本实用新型涉及一种多功能煤、焦显微分析系统，用于煤、焦各组分的识别与分析。

背景技术

目前镜质体反射率和显微镜组成测试主要采用两种测试方法，一种是人工测试，一种是自动测试，这两种测试方法均单独需要一台设备，尚没有一台设备既可以用作人工测试，又可以用作自动测试。

无论是人工测试还是自动测试，被测样品采用的传统的夹紧装置仅可以提供水平方向的夹紧，因此，被测样品在移动过程中容易上下跳动，产生虚焦。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种多功能煤、焦显微分析系统，即可以实现人工测量，又可以实现自动测量，并能够自动进行煤、焦组分的自动识别与分析，使分析结果更为精确。

本实用新型的技术方案：一种多功能煤、焦显微分析系统，包括光学显微镜、图像采集装置、控制装置和显示装置，所述光学显微镜包括目镜、物镜、偏光镜、电控移动平台和载物台，所述控制装置内含有主控制模块、测量及分析模块组，图像采集装置通过测量及分析模块组与主控制模块连接，偏光镜通过偏光镜电动旋转装置与主控制模块连接，物镜通过电控调焦装置与主控制模块连接，电控移动平台直接与主控制模块连接。

所述的测量及分析模块组包括煤组分自动识别与分析模块、煤镜质体随机反射率人工测量模块、煤镜质体最大反射率自动测量模块、煤镜质体最大反射率人工测量模块、焦炭气孔自动识别与分析模块和通用样品组分人工定量模块。

图像采集装置和偏光镜之间设有相机连接部件，相机连接部件上插接有可移出式滤光片。

电控移动平台安装于载物台上，在电控移动平台上设有垂直压紧机构。

在所述电控移动平台上设有手轮，手轮与电机Ⅱ连接。

电机Ⅰ通过减速机构与皮带轮Ⅰ连接。

本实用新型的有益效果：主控模块对其关联模块及装置进行控制，实现了本系统的所有测量与分析功能，同时将需要显示的图像及测量信息送到显示装置显示；由于采用了不同的软件模块，因而实现了不同的识别及分析功能，即煤组分的自动识别与分析、煤镜质体随机反射率的人工测量、煤镜质体最大反射率的自动测量、煤镜质体最大反射率的人工测量、焦炭气孔的自动识别与分析和通用样品组分的人工定量；由于在图像采集装置和偏光镜之间插接有可移出式546nm滤光片，可实现人工测量与自动测量的功能转换；由于电控移动平台安装于载物台上，在电控移动平台上设有垂直压紧机构，这样可使样品在移动过程中紧紧贴在载物台上，极大的减少了样品上下跳动的程度，满足了快速自动化测量的要求，同时，电控移动平台和载物台一同旋转，上下运动，能够满足本系统中镜质体最大反射率的手动测量及焦炭光学组织定量检测功能；由于在电机Ⅱ输出轴上加装手轮，可以方便手动调节；由于增加了电机Ⅰ通过减速机构与皮带轮Ⅰ连接，可同时实现手动与电控调节。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图。

图2为相机连接部件的结构示意图。

图3为电控移动平台的结构示意图。

图4为偏光镜电动旋转装置的结构示意图。

1-控制装置；2-煤镜质体最大反射率自动测量模块；3-煤镜质体随机反射率人工测量模块；4-煤组分自动识别与分析模块；5-煤镜质体最大反射率人工测量模块；6-焦炭气孔自动识别与分析模块；7-通用样品组分人工定量模块；8-准焦分析模块；9-主控制模块；10-显示装置；11-目镜；12-偏光镜；13-物镜；14-光源；15-载物台；16-光学显微镜；17-图像采集装置；18-相机连接部件；19-偏光镜电动旋转装置；20-电控调焦装置；21-电控移动平台；22-调节手轮；23-皮带轮Ⅰ；24-减速机构；25-电机Ⅰ；26-皮带轮Ⅱ；28-皮带；29-电机Ⅱ；30-手轮；31-丝杠；32-垂直压紧机构；33-金属筒；34-开口；35-滤光片；36-圆孔；37-插板；38-显微镜内部。

具体实施方式

如图1所示，一种多功能煤、焦显微分析系统，包括光学显微镜16、图像采集装置17、控制装置1和显示装置10，所述光学显微镜16包括目镜11、物镜13、偏光镜12、电控移动平台21和载物台15，所述控制装置1内含有主控制模块9、测量及分析模块组，图像采集装置17通过测量及分析模块组与主控制模块9连接，偏光镜12通过偏光镜电动旋转装置19与主控制模块9连接，物镜13通过电控调焦装置20与主控制模块9连接，电控移动平台21直接与主控制模块9连接。图像采集装置17为数码照相机。

所述的测量及分析模块组包括煤组分自动识别与分析模块4、煤镜质体随机反射率人工测量模块3、煤镜质体最大反射率自动测量模块2、煤镜质体最大反射率人工测量模块5、焦炭气孔自动识别与分析模块6、通用样品组分人工定量模块7和准焦分析模块8。

图像采集装置17和偏光镜12之间设有相机连接部件18，相机连接部件18上插接有滤光片35，如图2所示。金属筒33的两端带螺口，可分别与数码照相机和光学显微镜连接，金属筒33上设有两个长方形开口34，两个开口34前后位置对称用于插接插板37，插板37上一端固定有滤光片35，另一端设有圆孔36。

如图3所示，电控移动平台21安装于载物台15上，在电控移动平台21上设有垂直压紧机构32。

在所述电控移动平台21上设有手轮30，手轮30与电机Ⅱ29连接。

如图4所示，偏光镜电动旋转装置的结构为：电机Ⅰ25通过减速机构24带动皮带轮Ⅰ23旋转，通过皮带28的传动带动皮带轮Ⅱ26旋转，偏光镜12与皮带轮Ⅱ26同步旋转。

工作原理：主控模块9可对其它关联模块及装置进行控制，包括：控制图像采集装置17进行图像采集，控制准焦分析模块8对图像进行准焦分析，控制偏光镜电动旋转装置19调节偏光镜的旋转角度，控制电控调焦装置20进而调节载物台垂直升降，控制电控移动平台21水平方向二维运动进而带动样品进行样品扫描，控制各个测量及分析模块完成本系统的所有测量与分析功能，将需要显示的图像及测量信息送到显示装置10进行显示。

本系统可实现如下功能：

（一）煤组分的自动识别与分析

（1）工作线的建立：利用本设备，先后对三以上个不同标准反射率的标准样进行测量，然后计算出反射率与每点图像数值与反射率数值的换算系数。公式为 y = a x + b; 其中y 为反射率值， x 为图像数值， a与b 为换算系数。在以后样品的测量中，利用本公式可计算出每一测量点的反射率。

（2）样品平面方程参数的测量与计算：将样品被测表面等效为一平面，将样品的水平移动方向以及载物台的上下移动方向定义三维坐标系，选定坐标原点。测量时，水平移动样品到达三个以上的不同坐标位置，在三个位置分别准焦：然后按平面方程的解法，计算出平面的方程的参数。

（3）样品的水平移动：电控移动平台21带动样品按水平两个方向运动，到达测量位置。

（4）准焦：按（2）所计算的平面方程参数，对某一水平位置的焦距进行计算，计算出当前点的准焦位置，并控制电动调焦装置20调节载物台，利用数码照相机对每一位焦距位置的样品照相，利用准焦分析模块对每一幅图像分别分析，计算出样品的准焦位置，利用电动调焦装置20控制载物台沿上下方向运动到准焦点。

（5）照相得到样品图像。

（6）利用煤组分识别与分析模块对图像进行识别与分析。

（7）重复（4）－（7）直至样品扫描完毕。

（8）将（6）的识别与分析结果汇总，计算该煤样的镜质体随机反射率及分布结果。

（二）镜质体随机反射率的人工测量

（1）样品放到载物台上，并插入546nm的滤光片。

（2）工作线的建立方法与煤组分的自动识别与分析所用方法一样。

（3）控制电控移动平台21移动样品到某一测量位置。

（4）测量人员通过光学显微镜16的物镜13直接观察或显示器上的样品图像特征判断样品是否为镜质体，并手动控制煤镜质体随机反射率的人工测量模块进行测量、计算与记录。

（5）重复（3）－（4）直至样品档描完毕。

（6）将（4）的结果汇总，计算该煤样的镜质体随机反射率及分布结果。

（三）焦炭气孔的自动识别分析

（1）控制电控移动平台21移动样品到某一测量位置。

（2）照相得到样品图像。

（3）启用焦炭气孔自动识别分析模块对图像进行分析，识别焦炭气孔与孔壁，算计算孔径及壁厚。

（4）重复（1）－（3）直至样品挡描结束。

（5）对（3）的结果汇总计算出焦炭的气孔分布、壁厚分布及孔隙率。

（四）煤镜质体最大反射率的自动测量

（1）工作线的建立方法与煤组分的的自动识别与分析中所述方法一致。

（2）利用电控移动平台水平移动样品。

（3）测量人员通过光学显微镜16的物镜13或屏幕样品图像判断当前区域是否镜质体，并启动煤镜质体最大射率的自动测量模块进行自动测量。

（4）煤镜质体最大射率的自动测量模块启动测量后，自动控制电动旋转偏光装置19中的偏光镜旋转一周，并在此同时连续照相，计算每一幅图像中镜质体的随机反射率，取其大者作为本次测量的结果记录。

（5）重复（2）－（3）直至样品扫描结束。

（6）对（3）的结果进行汇总，计算该煤样的镜质体最大反射率及分布结果。

（五）煤镜质体最大反射率的人工测量

（2）利用电控移动平台水平移动样品。

（3）测量人员通过光学显微镜16的物镜13或屏幕样品图像判断当前区域是否镜质体，并启动煤镜质体最大射率的人工测量模块进行自动测量。

（4）煤镜质体最大射率的人工测量模块启动测量后，由测量人员手动水平旋转载物台15，并同时连续照相，计算每一幅图像中镜质体的随机反射率，取其大者作为本次测量的结果记录。

（5）重复（2）－（3）直至样品扫描结束。

（六）组分人工定量

（1）控制电控移动平台移动样品到某一位置。

（2）测量者通过光学显微镜16的物镜13或是屏幕样品图像判断组分类别，通过通用样品组分人工定量模块记录。

（3）重复（2）－（3）直至样品扫描结束。

（4）对（2）结果汇总，计算各组分所占的百分比。

Claims

1.一种多功能煤、焦显微分析系统，包括光学显微镜（16）、图像采集装置（17）、控制装置（1）和显示装置（10），所述光学显微镜（16）包括目镜（11）、物镜（13）、偏光镜（12）、电控移动平台（21）和载物台（15），其特征在于：所述控制装置（1）内含有主控制模块（9）、测量及分析模块组，图像采集装置（17）通过测量及分析模块组与主控制模块（9）连接，偏光镜（12）通过偏光镜电动旋转装置（19）与主控制模块（9）连接，物镜（13）通过电控调焦装置（20）与主控制模块（9）连接，电控移动平台（21）直接与主控制模块（9）连接。

2.如权利要求1所述的一种多功能煤、焦显微分析系统，其特征在于：所述的测量及分析模块组包括煤组分自动识别与分析模块（4）、煤镜质体随机反射率人工测量模块（3）、煤镜质体最大反射率自动测量模块（2）、煤镜质体最大反射率人工测量模块（5）、焦炭气孔自动识别与分析模块（6）、通用样品组分人工定量模块（7）和准焦分析模块（8）。

3.如权利要求1所述的一种多功能煤、焦显微分析系统，其特征在于：图像采集装置（17）和偏光镜（12）之间设有相机连接部件（18），相机连接部件（18）上插接有滤光片（35）。

4.如权利要求1所述的一种多功能煤、焦显微分析系统，其特征在于：电控移动平台（21）安装于载物台（15）上，在电控移动平台（21）上设有垂直压紧机构（32）。

5.如权利要求1或3所述的一种多功能煤、焦显微分析系统，其特征在于：在所述电控移动平台（21）上设有手轮（30），手轮（30）与电机Ⅱ（29）连接。

6.如权利要求1所述的一种多功能煤、焦显微分析系统，其特征在于：电机Ⅰ（25）通过减速机构（24）与皮带轮Ⅰ（23）连接。