一种激光光谱共焦页岩含油性线阵扫描分析仪的制作方法

1.本实用新型涉及扫描分析仪技术领域，具体涉及一种激光光谱共焦页岩含油性线阵扫描分析仪。


背景技术：

2.传统的岩石含油性检测是通过粉碎岩芯并蒸馏抽提岩石中原油各个组分后称重得到，但是随着页岩油勘探开发的进展，越来越多的非常规能源(指页岩油，致密油等)，由于油质轻易挥发等原油固有属性，导致岩芯样品被取出后，即开始了油气的逸失，经过岩芯运输到实验室过程，岩心油气逸失量在50％左右，从而导致实验数据不准确，油田储量定标工作难以进行，为了解决油气逸失后，岩石表面原油含量及种类难以被原位检测的问题。
3.现有的荧光识别岩芯含油性只能识别岩石样品表层以及深部的所有荧光信号，上下层之间互相干扰，只能看到一个大的光斑，在岩石样品油气逸失的情况下，必然导致表层和下层之间原油含量不同，从而很难确定单位层面上含油量的多少，另外原油荧光的激发光源为汞灯或强led，该光源不具备小发散、高度单色、强方向性、高亮度和良好相干性，上下层的光斑之间互相干扰，会导致有机质和原油分别不清，所以不能识别页岩等富含有机质的岩石含油性。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种激光光谱共焦页岩含油性线阵扫描分析仪，以解决荧光识别岩芯含油性只能识别岩石样品表层以及深部的所有荧光信号，上下层之间互相干扰，只能看到一个大的光斑，在岩石样品油气逸失的情况下，必然导致表层和下层之间原油含量不同，从而很难确定单位层面上含油量的多少，另外原油荧光的激发光源为汞灯或强led，该光源不具备小发散、高度单色、强方向性、高亮度和良好相干性，上下层的光斑之间互相干扰，会导致有机质和原油分别不清，所以不能识别页岩等富含有机质的岩石含油性的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种激光光谱共焦页岩含油性线阵扫描分析仪，包括扫描仪壳体，所述扫描仪壳体内部设有激光光谱机构和三轴位移机构；
6.所述激光光谱机构包括连接壳，所述连接壳设于扫描仪壳体内部，所述连接壳内部固定设有激光发射器，所述连接壳内部固定设有多个检测器，所述连接壳内部固定设有棱镜，所述棱镜一侧设有光束分离器，所述光束分离器与连接壳侧壁固定连接，所述连接壳底部设有套筒，所述套筒贯穿连接壳底部并与连接壳底部通过轴承连接，所述套筒外部固定套设有第一齿环，所述第一齿环一侧设有第二齿轮，所述第一齿环与第二齿轮相啮合，所述连接壳底部固定设有支架，所述支架一侧固定设有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有连接轴，所述连接轴贯穿支架并与支架通过轴承连接，所述连接轴一端与连接壳底部通过轴承连接，所述连接轴贯穿第二齿轮并与第二齿轮固定连接，所述套筒外部固定套
设有第二齿环，所述第二齿环内侧设有可调物镜，所述可调物镜贯穿套筒，所述第二齿环两侧均设有第三齿轮，所述第二齿环与两个所述第三齿轮相啮合，所述连接壳内侧固定设有两个支撑板，两个所述支撑板一侧均固定连接有侧板，所述侧板一侧通过轴承连接有两个第二丝杆，两个所述第二丝杆一端与连接壳侧壁通过轴承连接，两个所述第二丝杆分别贯穿两个所述第三齿轮并与两个所述第三齿轮固定连接，两个所述第二丝杆外部通过螺纹连接有螺纹块，两个所述螺纹块均与可调物镜固定连接。
7.优选的，所述三轴位移机构包括x轴组件、y轴组件和z轴组件，所述x轴组件包括横向限位板，所述横向限位板设于连接壳顶部，所述横向限位板一侧设有滑动支架，所述横向限位板与滑动支架滑动连接，所述滑动支架与连接壳固定连接，所述滑动支架一侧固定设有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有连接杆，所述连接杆外部固定套设有第一齿轮，所述横向限位板顶部固定设有齿板，所述第一齿轮与齿板相啮合。
8.优选的，所述y轴组件包括第一滑动壳和第二滑动壳，所述第一滑动壳和第二滑动壳均设于横向限位板两侧并与横向限位板两侧滑动连接，所述第二滑动壳一侧固定连接有第四电机，所述第四电机输出端固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆与第二滑动壳内侧壁通过轴承连接，所述第一丝杆贯穿横向限位板并与横向限位板通过螺纹连接。
9.优选的，所述z轴组件包括电机槽和侧槽，所述电机槽和侧槽均开设于扫描仪壳体侧壁，所述电机槽内部固定设有第三电机，所述第三电机输出端固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆一端与侧槽顶部侧壁通过轴承连接，所述第二滑动壳一侧延伸入侧槽内部，所述螺纹杆贯穿第二滑动壳并与第二滑动壳通过螺纹连接。
10.优选的，所述扫描仪壳体另一侧壁开设有滑槽，所述滑槽内部固定设有限位杆，所述限位杆贯穿第一滑动壳并与第一滑动壳滑动连接。
11.优选的，所述扫描仪壳体一侧设有壳盖，所述扫描仪壳体与壳盖通过合页连接。
12.优选的，所述扫描仪壳体内部固定设有样本盘，所述样本盘设于可调物镜底部。
13.优选的，所述扫描仪壳体底部四角均固定连接有缓冲垫。
14.优选的，所述可调物镜贯穿侧板并与侧板滑动连接。
15.本实用新型实施例具有如下优点：
16.1、通过焦点所激发的原油荧光信号反射回去的光，从而通过分析该点的原油自发荧光的信号，得知该点含油性等参数，焦点左右移动，以点连线，再逐线扫描形成一个面，通过移动z轴高度，能逐层扫描，通过获得的荧光图片，将不同层的荧光图像叠加，能获得一个三维立体荧光图，通过对该三维体的分析，能够获得岩石单位面积含油量，含有机质量，以及原油的重质含量，轻质含量等；
17.2、通过第二齿环转动并带动第三齿轮转动，使第二齿环带动第三齿轮转动，第三齿轮转动并带动第二丝杆转动，使第二丝杆带动螺纹块移动，从而使螺纹块带动可调物镜移动，从而达到操控可调物镜的目的，从而实现激光的光谱的调节，使其能快速调节，方便共焦页岩含油性线的检测。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附
图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
19.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
20.图1为本实用新型提供的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型提供的整体结构剖视图；
22.图3为本实用新型提供的横向限位板立体图；
23.图4为本实用新型提供的x轴组件立体图；
24.图5为本实用新型提供的连接壳剖视图；
25.图6为本实用新型提供的图5中a部结构放大图。
26.图中：1扫描仪壳体、2壳盖、3样本盘、4第一电机、5可调物镜、6第一滑动壳、7横向限位板、8连接壳、9支架、10滑动支架、11第一齿轮、12第二电机、13齿板、14第二滑动壳、15螺纹杆、16侧槽、17第三电机、18电机槽、19第二齿轮、20第一齿环、21限位杆、22连接轴、23第一丝杆、24第四电机、25连接杆、26检测器、27棱镜、28光束分离器、29激光发射器、30侧板、31第二丝杆、32支撑板、33螺纹块、34第三齿轮、35第二齿环、36套筒。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.参照附图1-6，本实用新型提供的一种激光光谱共焦页岩含油性线阵扫描分析仪，包括扫描仪壳体1，所述扫描仪壳体1内部设有激光光谱机构和三轴位移机构；
29.所述激光光谱机构包括连接壳8，所述连接壳8设于扫描仪壳体1内部，所述连接壳8内部固定设有激光发射器29，所述连接壳8内部固定设有多个检测器26，所述连接壳8内部固定设有棱镜27，所述棱镜27一侧设有光束分离器28，所述光束分离器28与连接壳8侧壁固定连接，所述连接壳8底部设有套筒36，所述套筒36贯穿连接壳8底部并与连接壳8底部通过轴承连接，所述套筒36外部固定套设有第一齿环20，所述第一齿环20一侧设有第二齿轮19，所述第一齿环20与第二齿轮19相啮合，所述连接壳8底部固定设有支架9，所述支架9一侧固定设有第一电机4，所述第一电机4输出端固定连接有连接轴22，所述连接轴22贯穿支架9并与支架9通过轴承连接，所述连接轴22一端与连接壳8底部通过轴承连接，所述连接轴22贯穿第二齿轮19并与第二齿轮19固定连接，所述套筒36外部固定套设有第二齿环35，所述第二齿环35内侧设有可调物镜5，所述可调物镜5贯穿套筒36，所述第二齿环35两侧均设有第三齿轮34，所述第二齿环35与两个所述第三齿轮34相啮合，所述连接壳8内侧固定设有两个支撑板32，两个所述支撑板32一侧均固定连接有侧板30，所述侧板30一侧通过轴承连接有
两个第二丝杆31，两个所述第二丝杆31一端与连接壳8侧壁通过轴承连接，两个所述第二丝杆31分别贯穿两个所述第三齿轮34并与两个所述第三齿轮34固定连接，两个所述第二丝杆31外部通过螺纹连接有螺纹块33，两个所述螺纹块33均与可调物镜5固定连接，所述可调物镜5贯穿侧板30并与侧板30滑动连接；
30.本实施方案中，通过第一电机4控制连接轴22转动，连接轴22转动并带动第二齿轮19转动，第二齿轮19转动并带动第一齿环20转动，使第一齿环20带动套筒36和第二齿环35转动，第二齿环35转动并带动第三齿轮34转动，使第二齿环35带动第三齿轮34转动，第三齿轮34转动并带动第二丝杆31转动，使第二丝杆31带动螺纹块33移动，从而使螺纹块33带动可调物镜5移动，从而达到操控可调物镜5的目的。
31.其中，为了实现三轴移动的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述三轴位移机构包括x轴组件、y轴组件和z轴组件，所述x轴组件包括横向限位板7，所述横向限位板7设于连接壳8顶部，所述横向限位板7一侧设有滑动支架10，所述横向限位板7与滑动支架10滑动连接，所述滑动支架10与连接壳8固定连接，所述滑动支架10一侧固定设有第二电机12，所述第二电机12输出端固定连接有连接杆25，所述连接杆25外部固定套设有第一齿轮11，所述横向限位板7顶部固定设有齿板13，所述第一齿轮11与齿板13相啮合，所述y轴组件包括第一滑动壳6和第二滑动壳14，所述第一滑动壳6和第二滑动壳14均设于横向限位板7两侧并与横向限位板7两侧滑动连接，所述第二滑动壳14一侧固定连接有第四电机24，所述第四电机24输出端固定连接有第一丝杆23，所述第一丝杆23与第二滑动壳14内侧壁通过轴承连接，所述第一丝杆23贯穿横向限位板7并与横向限位板7通过螺纹连接，所述z轴组件包括电机槽18和侧槽16，所述电机槽18和侧槽16均开设于扫描仪壳体1侧壁，所述电机槽18内部固定设有第三电机17，所述第三电机17输出端固定连接有螺纹杆15，所述螺纹杆15一端与侧槽16顶部侧壁通过轴承连接，所述第二滑动壳14一侧延伸入侧槽16内部，所述螺纹杆15贯穿第二滑动壳14并与第二滑动壳14通过螺纹连接，所述扫描仪壳体1另一侧壁开设有滑槽，所述滑槽内部固定设有限位杆21，所述限位杆21贯穿第一滑动壳6并与第一滑动壳6滑动连接，三轴移动时，启动第二电机12，第二电机12控制连接杆25转动，连接杆25转动并带动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11与齿板13相啮合，使第一齿轮11转动时会带动第二电机12和滑动支架10在横向限位板7上做x轴方向移动，启动第四电机24，第四电机24启动并带动第一丝杆23转动，第一丝杆23转动并带动横向限位板7移动，横向限位板7另一侧在第一滑动壳6内滑动，使横向限位板7带动连接壳8移动，从而完成y轴运动，启动第三电机17，第三电机17控制螺纹杆15转动，使螺纹杆15控制第二滑动壳14上下移动，从而使第二滑动壳14带动横向限位板7移动，横向限位板7带动连接壳8下移从而完成z轴方向位移。
32.其中，为了实现支撑扫描仪壳体1的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述扫描仪壳体1一侧设有壳盖2，所述扫描仪壳体1与壳盖2通过合页连接，所述扫描仪壳体1底部四角均固定连接有缓冲垫，缓冲垫具有支撑扫描仪壳体1作用。
33.其中，为了实现样本载入的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述扫描仪壳体1内部固定设有样本盘3，所述样本盘3设于可调物镜5底部，样本盘3方便安置样本。
34.本实用新型的使用过程如下：在使用本实用新型时，采用单一波长激光405nm激光，通过激光发射器29进行发射，经过一个小孔形成散射光，再经过光束分离器28的镜头共轭，将单一波长的光线聚焦到光轴上，形成一个点，称之为焦点也是检测点，通过可调物镜5
照射到样品上，该点可上线沿z轴移动，从而实现穿透岩芯的功能，部分其他光路反射光反射回去，在光谱接收端设置一个小孔，没有照射在光轴与岩芯内部焦点的光经过分光部件棱镜27，照射在检测器26小孔周围被阻挡，能够经过小孔到达光谱分析仪的光线，只能为焦点所激发的原油荧光信号反射回去的光，从而通过分析该点的原油自发荧光的信号，得知该点含油性等参数；
35.通过三轴位移机构，上下沿z轴移动，能够调节焦点穿透岩芯的厚度，经测试，不超过10um厚度，故步进设置为0.5um，因此，在厚度上能扫描20层，左右沿xy方向移动，步进设置为200nm，故左右能扫点的分辨率最低能实现200nm，将该焦点左右移动，以点连线，再逐线扫描形成一个面，通过移动z轴高度，能逐层扫，通过获得的荧光图片，将不同层的荧光图像叠加，能获得一个三维立体荧光图，通过对该三维体的分析，能够获得岩石单位面积含油量，含有机质量，以及原油的重质含量，轻质含量等，该可调物镜5可调节，通过第一电机4控制连接轴22转动，连接轴22转动并带动第二齿轮19转动，第二齿轮19转动并带动第一齿环20转动，使第一齿环20带动套筒36和第二齿环35转动，第二齿环35转动并带动第三齿轮34转动，使第二齿环35带动第三齿轮34转动，第三齿轮34转动并带动第二丝杆31转动，使第二丝杆31带动螺纹块33移动，从而使螺纹块33带动可调物镜5移动，从而达到操控可调物镜5的目的，三轴移动时，启动第二电机12，第二电机12控制连接杆25转动，连接杆25转动并带动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11与齿板13相啮合，使第一齿轮11转动时会带动第二电机12和滑动支架10在横向限位板7上做x轴方向移动，启动第四电机24，第四电机24启动并带动第一丝杆23转动，第一丝杆23转动并带动横向限位板7移动，横向限位板7另一侧在第一滑动壳6内滑动，使横向限位板7带动连接壳8移动，从而完成y轴运动，启动第三电机17，第三电机17控制螺纹杆15转动，使螺纹杆15控制第二滑动壳14上下移动，从而使第二滑动壳14带动横向限位板7移动，横向限位板7带动连接壳8下移从而完成z轴方向位移。
36.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。