巖石光電特性測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種巖石光電特性測量裝置，該裝置包括：殼體；穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器，位于所述殼體內(nèi)，用于發(fā)射出照射在巖石樣品上的激光信號；樣品槽，位于所述殼體上，且位于所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器的光路中心，用于放置巖石樣品；電源，位于所述殼體內(nèi)，用于為放置在樣品槽上的巖石樣品提供電壓；示波器，通過導(dǎo)線與所述樣品槽中放置的巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為波形信號進(jìn)行顯示，其中，所述波形信號用于分析所述巖石樣品的光電特性。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對巖石的光電特性進(jìn)行有效測量的問題，實(shí)現(xiàn)了對巖石光電特性的簡單有效的測量。
【專利說明】巖石光電特性測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巖石勘測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種巖石光電特性測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在光的照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會被光子激發(fā)出來而形成電流，即光生電。在光線作用下，這些物質(zhì)材料吸收光子能量，引起載流子濃度變化而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率的變化稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。
[0003]然而，目前還沒有有效地測量巖石光電特性的方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種巖石光電特性測量裝置，從而可以對巖石的光電特性進(jìn)行測量，該裝置包括:
[0005]殼體；
[0006]穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器，位于所述殼體內(nèi)，用于發(fā)射出照射在巖石樣品上的激光信號；
[0007]樣品槽,位于所述殼體上,且位于所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器的光路中心，用于放置巖石樣品；
[0008]電源，位于所述殼體內(nèi)，用于為放置在所述樣品槽上的巖石樣品提供電壓；
[0009]示波器，通過導(dǎo)線與所述樣品槽中放置的巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為波形信號進(jìn)行顯示，其中，所述波形信號用于分析所述巖石樣品的光電特性。
[0010]在一個實(shí)施例中，所述樣品槽是可轉(zhuǎn)變角度的卡槽。
[0011]在一個實(shí)施例中，所述樣品槽上設(shè)置有電極，所述導(dǎo)線固定在所述電極的兩端，且所述電極與樣品槽上的巖石樣品接觸。
[0012]在一個實(shí)施例中，所述電極為接觸式叉指電極。
[0013]在一個實(shí)施例中，在所述殼體內(nèi)還設(shè)置有處理器，與所述示波器相連，用于實(shí)時記錄所述示波器顯示的波形信號，并根據(jù)記錄的波形信號分析所述巖石樣品的光電特性。
[0014]在一個實(shí)施例中，所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器為532nm波長激光發(fā)射器。
[0015]在一個實(shí)施例中，所述巖石光電特性測量裝置是手持式的。
[0016]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供了一種巖石光電特性測量裝置，該裝置中內(nèi)置了穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器和示波器，因此可以先通過穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器發(fā)射出激光信號照射在巖石樣品中，然后通過示波器顯示巖石樣品在激光照射下所產(chǎn)生的波形信號，根據(jù)顯示的波形信號便可以實(shí)現(xiàn)對巖石樣品光電特性的分析，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對巖石的光電特性進(jìn)行有效測量的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。在附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的巖石光電特性測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的巖石光電特性測量裝置的使用方法流程圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的叉指電極示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的光電特性表征示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0023]發(fā)明人考慮到，可以通過光電探測技術(shù)，利用穩(wěn)態(tài)激光激發(fā)來獲取巖石的光電信號，通過對巖石的光電信號的分析，得到巖石的光電特性。
[0024]基于上述思想，在本例中，提供了一種巖石光電特性測量裝置，如圖1所示，該裝置包括:
[0025]殼體101 ;
[0026]穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器102,位于殼體101內(nèi)，用于發(fā)射出照射在巖石樣品上的激光信號;
[0027]樣品槽103,位于殼體101上,且位于穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器102的光路中心,用于放置巖石樣品；
[0028]電源104，位于殼體101內(nèi)，用于為放置在樣品槽上的巖石樣品提供電壓；
[0029]示波器105，通過導(dǎo)線與樣品槽103中放置的巖石樣品相連，用于接收巖石樣品在穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器102發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號，并將電信號轉(zhuǎn)換為波形信號進(jìn)行顯示，其中，波形信號用于分析巖石樣品的光電特性。
[0030]在本例中，提供了一種巖石光電特性測量裝置，該裝置中內(nèi)置了穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器、穩(wěn)壓源和示波器，因此可以先通過穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器發(fā)射出激光信號照射在巖石樣品中，然后通過示波器顯示巖石樣品在激光照射下所產(chǎn)生的波形信號，根據(jù)顯示的波形信號便可以實(shí)現(xiàn)對巖石樣品光電特性的分析，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對巖石的光電特性進(jìn)行有效測量的問題，且測量方法簡單、測量成本低，對樣品巖石無損傷，對環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，適宜各種高溫高壓等惡劣環(huán)境，有助于實(shí)現(xiàn)巖石的實(shí)時檢測，并且因?yàn)閷⒉考挤庋b在了一個殼體內(nèi)，使得該測量裝置可以攜帶。
[0031]上述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器102可以選擇532nm波長激光發(fā)射器，因?yàn)檫@種激光發(fā)射器光斑較小，且功率可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，然而值得注意的是，上述532nm波長激光發(fā)射器僅是一種優(yōu)選的實(shí)施例，還可以其它波長的激光發(fā)射器，例如808nm波長激光發(fā)射器、1064nm波長激光發(fā)射器等，因?yàn)檫@些激光發(fā)射器光斑較小，功率可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
[0032]具體的，因?yàn)樾枰獪y量巖石樣品在不同角度時候的電壓變化情況，可以將樣品槽103設(shè)置為可轉(zhuǎn)變角度的卡槽，這樣在需要測量巖石樣品不同角度的電壓變化時，僅通過卡槽來轉(zhuǎn)變角度即可，操作起來比較方便，其中，巖石樣品的形狀應(yīng)該盡量規(guī)整，不能太大，以適應(yīng)此便攜式測量裝置的要求。
[0033]因?yàn)閹r石樣品在激光照射下產(chǎn)生的電信號需要傳輸?shù)绞静ㄆ鳎虼丝梢栽跇悠凡凵显O(shè)置有電極，然后導(dǎo)線固定在電極的兩端，為了實(shí)現(xiàn)更好地接觸和測量，電極和樣品槽上的巖石樣品需要直接接觸。上述的電極可以是如圖2所示的接觸式叉指電極。
[0034]考慮到巖石樣品在激光照射下產(chǎn)生的信號是比較微弱的，如果直接進(jìn)行觀測不太容易，因此，在巖石樣品兩邊增加了一個電源，從而增強(qiáng)信號的強(qiáng)度，該電源可以是一個電池(例如9V的電池)，也可以是一個穩(wěn)壓源。
[0035]為了實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)更為有效的記錄和分析處理，可以外接相應(yīng)的電腦軟件，或者是在裝置內(nèi)增加一個處理器，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時記錄和分析，例如，可以在殼體內(nèi)設(shè)置一個處理器，該處理器與示波器相連，用于實(shí)時記錄示波器上的波形信號，并根據(jù)記錄的波形信號分析所述巖石樣品的光電特性。考慮到將巖石光電特性測量裝置設(shè)置為便攜式的，優(yōu)選的可以在裝置中增加一個小型的處理器，這個處理器可以直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，也可以在該處理器中增加無線模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送到裝置之外進(jìn)行處理。
[0036]進(jìn)一步的，該裝置可以設(shè)置為手持式的，這樣就可以隨身攜帶，使用起來比較方便，可移動性比較強(qiáng)，具體實(shí)現(xiàn)時，該巖石光電特性測量裝置可以按照以下大小進(jìn)行制造:長500_?800mm,寬300_?500mm,高150_?300mm,從而實(shí)現(xiàn)便攜式的需求，以便可以隨時進(jìn)行巖石光電特性的測量。
[0037]上述巖石光電特性測量裝置的使用方法如圖3所示，包括:
[0038]步驟301:將巖石樣品置于樣品槽上，調(diào)整所述巖石樣品至位于穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器的光路中心；
[0039]步驟302:打開所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器、穩(wěn)壓源和示波器；
[0040]步驟303:記錄所述示波器上顯示的波形信號；
[0041]步驟304:根據(jù)所述波形信號分析所述巖石樣品的光電特性。
[0042]為了保證示波器的響應(yīng)速度，在具體實(shí)施時，可以通過減小示波器的輸入阻抗來減小電路的RC振蕩，從而提聞樣品的光電響應(yīng)速度。例如:在記錄不波器上顯不的彳目號之前，還包括:確定所述示波器上顯示波形信號的響應(yīng)速度是否滿足預(yù)定要求；如果不滿足，則減小所述示波器的輸入阻抗。
[0043]如圖4所示是在給樣品提供9V電壓的條件下，連續(xù)2次打開激光和關(guān)閉激光的情況下，示波器上顯示的光電信號(圖中縱坐標(biāo)中的幅值代表電壓幅值)。由圖4可以很明顯地看到光照的影響，因?yàn)榧す馐钦丈湓趲r石樣品上的，因此使得樣品的光電導(dǎo)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了較明顯的光電信號，由此可以得出巖石具有較好的光電特性。
[0044]在上述實(shí)施例中，提供了一個便攜式巖石光電特性測量裝置，通過該測量裝置先獲取巖石在激光照射下的電信號，然后根據(jù)該電信號進(jìn)行巖石的光電導(dǎo)特性的分析，具體的，通過設(shè)置穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器，發(fā)出激光照射到巖石樣品上產(chǎn)生電信號，并將這些電信號通過示波器顯示出來，根據(jù)獲取的這些電信號就可以實(shí)現(xiàn)對巖石光電導(dǎo)特性的分析，操作起來比較簡單，可以對巖石樣品進(jìn)行無損傷的探測，并且攜帶方便。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種巖石光電特性測量裝置，其特征在于，包括: 殼體； 穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器，位于所述殼體內(nèi)，用于發(fā)射出照射在巖石樣品上的激光信號； 樣品槽，位于所述殼體上，且位于所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器的光路中心，用于放置巖石樣品; 電源，位于所述殼體內(nèi)，用于為放置在所述樣品槽上的巖石樣品提供電壓； 示波器，通過導(dǎo)線與所述樣品槽中放置的巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為波形信號進(jìn)行顯示，其中，所述波形信號用于分析所述巖石樣品的光電特性。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述樣品槽是可轉(zhuǎn)變角度的卡槽。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述樣品槽上設(shè)置有電極，所述導(dǎo)線固定在所述電極的兩端，且所述電極與樣品槽上的巖石樣品接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述電極為接觸式叉指電極。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述殼體內(nèi)還設(shè)置有處理器，與所述示波器相連，用于實(shí)時記錄所述示波器顯示的波形信號，并根據(jù)記錄的波形信號分析所述巖石樣品的光電特性。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)激光發(fā)射器為532nm波長激光發(fā)射器。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述巖石光電特性測量裝置是手持式的。
【文檔編號】G01N21/63GK204086142SQ201420538346
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】趙昆, 孫琦, 呂志清, 王金, 董晨 申請人:中國石油大學(xué)(北京)