CN214035636U - 一种钻探岩芯图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻探岩芯图像采集装置，包括：岩芯扫描仪、编录仪与服务器；所述岩芯扫描仪通过串行通讯接口与编录仪连接，所述编录仪通过通信模块与服务器连接；所述岩芯扫描仪上设置有测距传感器和光源，所述岩芯扫描仪将固定光源下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器采集的距离值传输至编录仪，由编录仪传输至服务器。通过岩芯扫描仪、编录仪对岩芯图像进行现场采集，获取在固定光源、固定距离下被测岩芯的岩芯图像，并通过无线通信方式传输数据，即保证数据采集的准确性，又实现数据的远程传输。

Description

一种钻探岩芯图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及工程地质钻探机械技术领域，特别是涉及一种钻探岩芯图像采集装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在工程地质勘察中，针对不同类型的建筑物、不同的勘察阶段、不同的工程地质条件下，凡是布置勘探工作的地段，一般均需采用钻探方法；实施钻探任务时，会产生大量岩芯，岩芯是获得地下地址信息的最直观的资料。一般情况下，岩芯取出后在自然条件下保管，存在以下问题：首先，随着时间推移，岩芯会发生失水、氧化、风化等现象，岩芯变质后导致其体现的地质信息不准确；其次，频繁采样、观察描述和自然风化等问题使岩芯的准确性、完整性和真实性受到影响；再者，对岩芯样品数据的编录由人工进行，易出现人工操作失误的问题，且受地质人员工作经验的影响，主观性强，无法保证数据采集的准确性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种钻探岩芯图像采集装置，通过岩芯扫描仪、编录仪对岩芯图像进行现场采集，获取在固定光源、固定距离下被测岩芯的岩芯图像，并通过无线通信方式传输数据，即保证数据采集的准确性，又实现数据的远程传输。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种钻探岩芯图像采集装置，包括：岩芯扫描仪、编录仪与服务器；

所述岩芯扫描仪通过串行通讯接口与编录仪连接，所述编录仪通过通信模块与服务器连接；所述岩芯扫描仪上设置有测距传感器和光源，所述岩芯扫描仪将固定光源下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器采集的距离值传输至编录仪，由编录仪传输至服务器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过岩芯扫描仪、编录仪对岩芯图像进行现场采集，避免岩芯发生失水、风化等变质问题，且显微镜摄像头与被测岩芯保持固定距离，该距离采集任意样本不变，在固定焦距与距离下采集的图像具有一致性。

本实用新型将获取的采集距离下的岩芯图像，通过蓝牙模块和GPRS无线等通信方式传输数据，即保证数据采集的准确性，又实现数据的远程传输，不需要人工主观的参与，避免由于人工检测的主观性造成检测结果不准确的问题。

本实用新型岩芯扫描仪的摄像头具有定焦距、定倍数(像素)、自光源的特点，确保图像采集标准化，且采集工作简单易行，适应现场复杂环境及人员特点；且摄像头分节，方便拆卸，其上部设透明玻璃片，保护摄像头不沾染泥水。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的钻探岩芯图像采集装置示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的钻探岩芯图像采集装置的总体结构框图；

其中，1、岩芯扫描仪；2、编录仪；3、服务器；4、测距传感器；5、光源；6、串行通讯接口；7、通信模块；8、三维电子标签；9、岩芯图像；10、颜色；11、颗粒；12、砂土密度；13、地质编录表。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种钻探岩芯图像采集装置，包括：岩芯扫描仪1、编录仪2与服务器3；

所述岩芯扫描仪1通过串行通讯接口6与编录仪2连接，所述编录仪2通过通信模块7与服务器3连接；所述岩芯扫描仪1上设置有测距传感器4和光源5，所述岩芯扫描仪1将固定光源5下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器4采集的距离值传输至编录仪2，由编录仪2传输至服务器3。

在本实施例中，所述岩芯扫描仪1设置有串行通讯接口6，通过micro USB与编录仪2连接，编录仪2通过micro USB读取岩芯扫描仪1采集的岩芯图像；

在本实施例中，该装置还包括控制模块，岩芯扫描仪1与控制模块连接，将岩芯图像发送至控制模块，由控制模块通过串行通讯接口6发送至编录仪2；

优选地，所述岩芯扫描仪1还可通过无线方式与编录仪2连接，将岩芯图像发送至控制模块，由控制模块通过无线模块发送至编录仪2，编录仪2接收岩芯图像后存储，并通过通信模块7传输至服务器3。

优选地，所述控制模块还通过定时器，通过预先设定采集间隔，控制岩芯扫描仪在采集间隔内采集岩芯图像，如设置岩芯扫描仪每隔一秒采集一次岩芯图像。

优选地，该装置还包括指示模块，控制模块与指示模块连接；

优选地，指示模块采用LED指示灯；

可以理解的，通过LED指示灯显示采集装置处于工作状态。

优选地，该装置包括第一显示装置，控制模块与第一显示装置连接；

可以理解的，第一显示装置采用显示屏等，由控制模块将岩芯扫描仪采集的岩芯图像传输至显示屏，用于显示采集的岩芯图像。

在本实施例中，所述控制模块优先采用STM32单片机芯片或MCS51单片机等，在此不做限定。

在本实施例中，所述岩芯扫描仪1包括显微镜摄像头、光源5和测距传感器4；岩芯扫描仪1是对岩芯的外表面进行图像采集，采集方式分荧光下扫描和白光下扫描，可以进行对岩石剖面和岩心圆周面图像的采集；

所述显微镜摄像头使用micro USB与编录仪连接，编录仪通过micro USB读取显微镜摄像头采集的岩芯图像；

优选地，所述显微镜摄像头像素为35万，焦距可调整的范围为0-40mm；放大倍数为1000倍，内置高速DSP芯片对图像采集传输进行处理；

优选地，所述光源设置于显微镜摄像头的镜头周围；

优选地，所述光源采用LED灯。

在本实施例中，为了使显微镜摄像头能够满足复杂的施工现场，该显微镜摄像头具有定焦距、定倍数(像素)、自光源的特点，其中定焦距是显微镜摄像头与被测岩芯保持固定距离，该距离采集任意样本始终不变，在固定焦距与距离下采集的图像具有一致性与参考价值；

在本实施例中，所述测距传感器4采集摄像头与被测岩芯的距离，并保持该距离不变；

优选地，测距传感器4型号可采用LMG3001P、LMG5005P或LMG8015P。

在本实施例中，全自光源是为了保证在室外显微镜摄像头不会受到阳光的干扰，解决在不同光照强度下采集的图像曝光度不一的情况，全自光源采用的是摄像头内部LED灯；

优选地，本实施例摄像头套筒将摄像头密封，保证太阳光不会对显微镜摄像头产生干扰，确保图像颜色采集标准化；

优选地，考虑到施工现场的实际情况，本实施例将摄像头分节，最底密闭套筒为活节，方便拆卸，其上部设透明玻璃片，保护摄像头不沾染泥水。

在本实施例中，所述编录仪2为终端设备，还包括GPS模块，获取当前钻探的钻孔位置，对勘察现场钻孔的辅助定位，在编录信息过程自动采集编录的空间坐标和时间信息；

所述编录仪2根据钻孔位置、钻孔深度和钻孔编号生成该处岩芯样本包括含平面位置和深度的三维电子标签，并将岩芯图像以及该处岩芯图像的三维电子标签存储到编录仪中，通过通信模块上传岩芯图像及其三维电子标签至服务器。

可以理解的，击打点的钻孔深度由人工录入，可根据钻孔过程，实际的钻孔深度中得到。

优选地，所述编录仪2还包括第二显示装置；

可以理解的，第二显示装置采用LCD显示屏等，对当前钻探位置、采集的岩芯图像、当前钻孔深度等数据进行显示。

优选地，所述通信模块7采用无线网络通信模块；

优选地，无线网络通信采用GPRS网络，在没有GPRS网络信号的偏远地区，编录仪则等待有GPRS网络信号时上传样本信息至服务器。

在本实施例中，所述服务器3对接收的岩芯图像、三维电子标签等数据进行统一存储；

在本实施例中，所述服务器3根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态；

优选地，根据岩芯颜色、颗粒大小以及密度，可用于判断岩芯完整程度、岩芯风化等级和/或裂隙发育程度等；如岩芯完整程度分为完整-较完整-较破碎-破摔-极破碎五个等级；

优选地，将得到的岩芯颜色、颗粒大小以及密度等根据三维电子标签，同步至相应的地质编录表。

实施例2

如图2所示，还提供一种钻探岩芯图像采集装置的总体结构框图，其采集方法包括：获取被测岩芯的样本信息，所述样本信息包括岩芯图像与由被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成的电子标签；根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。

本实施例通过岩芯扫描仪、编录仪与服务器的通信连接实现，具体的功能实现流程为：

(1)登陆编录仪，进入项目管理系统；

(2)通过micro USB接收岩芯扫描仪的显微镜摄像头采集的岩芯图像9；

(3)岩芯扫描仪将岩芯图像传输至编录仪，编录仪接收到数据后根据GPS、钻孔号、钻孔深度生成该岩芯土样的岩芯图像的三维电子标签；

(4)将该岩芯图像的三维电子标签以及该岩芯图像数据存入编录仪，并上传至服务器；

(5)服务器根据上传的样本图像信息进行颜色识别、图像识别分析等，得出岩芯样的颜色10、颗粒11大小以及砂土密度12等，并根据三维电子标签8，同步至相应的地质编录表13。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，包括：岩芯扫描仪、编录仪与服务器；

所述岩芯扫描仪通过串行通讯接口与编录仪连接，所述编录仪通过通信模块与服务器连接；所述岩芯扫描仪上设置有测距传感器和光源，所述岩芯扫描仪将固定光源下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器采集的距离值传输至编录仪，由编录仪传输至服务器。

2.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，该装置还包括控制模块，所述岩芯扫描仪将固定光源下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器采集的距离值传输至控制模块，由控制模块通过串行通讯接口传输至编录仪。

3.如权利要求2所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述控制模块通过定时器预先设定岩芯扫描仪采集间隔。

4.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述岩芯扫描仪设置有显微镜摄像头，所述编录仪通过串行通讯接口读取显微镜摄像头采集的岩芯图像。

5.如权利要求4所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述显微镜摄像头像素为35万，焦距可调整的范围为0-40mm，放大倍数为1000倍，内置DSP芯片。

6.如权利要求4所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述显微镜摄像头为定焦距、定倍数和全自光源的摄像头。

7.如权利要求4所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述显微镜摄像头分为多节，并采用套筒密封。

8.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述编录仪为终端设备，所述编录仪包括GPS模块，采集当前钻探位置GPS信号。

9.如权利要求8所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述编录仪将当前钻探位置GPS信号、当前钻孔编号和岩芯深度打包为待测岩芯的岩芯图像标签信号，并上传至服务器。

10.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像采集装置，其特征在于，所述通信模块采用无线网络通信模块。

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