岩石孔隙结构检测的光反射差装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光反射差法检测岩石孔隙结构的装置，包括入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器，出射光路包括检偏器和光电信号转换器，入射光路还包括设置于移相器和样品台之间的聚焦装置，光电信号转换器为光电二极管，信号放大装置为锁相放大器，本发明专利技术的装置结构简单，易于操作，大大提高信噪比，可以对岩石孔隙结构进行快速精准测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学仪器，尤其涉及一种光反射差检测岩石孔隙结构的装置及方法。
技术介绍
岩石孔隙是指存在于岩石颗粒之间，孔隙直径为纳米级别的孔隙。储集层岩石的孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系，是决定流体微观运移机制的重要方面，其性质的空间分布具有自相似性，是一种具有典型分形特征的材料，是分析油页岩储油及产油的重要指标，其研究对石油的勘探与开采有着重要的作用。传统的岩石孔隙结构测量方法主要有压汞法、气体吸附法、扫描电子显微成像技术、断层扫描重构技术等。压汞法对样品的孔隙结构存在明显破坏，不能真实反映样品的孔隙特征；气体吸附法是利用氮气、二氧化碳等不同分子直径的气体测量相应的孔径大小的孔隙空间体积及连通程度，该方法无法评价储层岩石中没有相互连通的孔隙。扫描电子显微成像技术可以获得高放大倍数的岩石照片，能够清晰反映二维截面的孔隙特征，但无法对孔隙度进行定量评价。为此，本专利技术提出一种岩石孔隙检测的光反射差装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有岩石孔隙结构测量技术的缺陷，从而提供一种光反射差检测岩石孔隙结构的装置及方法，该方法具有操作简单、监测时间短、系统噪声低、能定性、定量分析岩石孔隙结构的特点。本专利技术提供的光反射差法检测岩石孔隙结构的装置，包括入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器，其中在激光器输出光前方光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器和移相器；所述样品池固定在样品台上；所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器，经样品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号转换器，所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述入射光路中还包括设置于移相器和样品台之间的聚焦装置。在上述的技术方案中，所述数据采集和处理系统包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。在上述的技术方案中，所述聚焦装置为聚焦透镜。在上述的技术方案中，所述样品台为高精密三维平移台。在上述的技术方案中，所述样品池为标准玻璃载玻片。在上述的技术方案中，所述光电信号转换器为光电二极管。在上述的技术方案中，所述信号放大装置为锁相放大器。本专利技术利用上述装置进行岩石孔隙结构的检测方法，包括如下步骤：1.用砂纸或磨轮将岩心端面磨平，将岩心放在岩石孔隙结构的光反射差法检测装置的样品池上，磨平的端面向下；2.打开激光器，输出的激光入射到起偏器，调节起偏器的透光轴方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，从起偏器出射的偏振光通过前方的光弹调制器，光弹调制器的频率设为50kHz；3.调节相移器，将基频信号调零，调节样品台，使光路通过样品，调节聚焦装置，使得光汇聚在样品表面处；4.用光电二极管做探测器，用电子计算机或微处理器对检测结果进行数据采集和处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例中岩石孔隙结构检测的光反射差装置组成示意图；图2是本专利技术实施例中岩石孔隙结构检测的光反射差装置使用流程图；图中：101----激光器102----起偏器103----光弹调制器104----移相器105----聚焦装置106----样品台107----样品池108----检偏器109----光电信号转换器110---信号放大装置111----数据采集和处理系统具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。为了有效实现对岩石孔隙结构的测量，本专利技术实施例提供一种岩石孔隙结构检测的光反射差装置及方法。图1为本专利技术实施例中岩石孔隙结构检测的光反射差装置组成示意图。如图1所示，本实施例的装置，包括入射光路、样品台106、样品池107、出射光路、信号放大装置110和数据采集和处理系统111，所述入射光路包括激光器101、起偏器102、光弹调制器103和移相器104，其中在激光器101输出光前方光路上顺序设置所述起偏器102、光弹调制器103和移相器104；所述样品池107固定在样品台106上；所述出射光路包括检偏器108和光电信号转换器，经样品台106上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器108和光电信号转换器，所述光电信号转换器109通过信号放大装置110连接到所述数据采集和处理系统111；所述入射光路中还包括设置于移相器104和样品台106之间的聚焦装置105。本实施例的装置中，所述光电信号转换器109为光电二极管。本实施例的装置中，所述信号放大装置110为锁相放大器。在上述的技术方案中，所述数据采集和处理系统111包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。本实施例的装置中采用的是功率为4mW，波长为632.8nm的He-Ne激光器作为光源，其出光孔径为3mm，从激光器出射的激光束经由起偏器校正偏振方向后变成偏振方向平行于入射面的p偏振光；而后再经过光弹调制器产生p和s偏振态间的周期性调制，调制频率为50KHz；从光弹调制器出射的偏振调制光经由一直径为25.4mm的石英多级半波片构成的移相器引进p和s偏振态间的可调节位相补偿；所述样品台采用市场上购买的不锈钢台面、可以实现三维调节的平台，调节精度为0.01mm，三维行程为50mm；样品表面反射的反射光经检偏器108调节后由光电二极管阵列109接收；锁相放大器110连接到光电二极管阵列109，使光信号转化成电信号后可以被数据采集和处理系统读取；本装置中的数据采集和处理系统111采用计算机，该机算计配置有数据采集卡、BNC适配器和LabVIEW编写的采集程序，锁相放大器110输出的电信号首本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光反射差法检测岩石孔隙结构的装置，其特征在于，包括：入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器，其中在激光器输出光前方光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器和移相器；所述样品池固定在样品台上；所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器，经样品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号转换器，所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述入射光路中还包括设置于移相器和样品台之间的聚焦装置。

【技术特征摘要】
2015.09.23 CN 20151061297351.一种光反射差法检测岩石孔隙结构的装置，其特征在于，包括：入射光路、样品台、样
品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，所述入射光路包括激光器、起偏器、
光弹调制器和移相器，其中在激光器输出光前方光路上顺序设置所述起偏器、光弹调制器
和移相器；所述样品池固定在样品台上；所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器，经样
品台上的样品反射后的出射光束前方顺序设置所述检偏器和光电信号转换器，所述光电信
号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统；所述入射光路中还包括设置
于移相器和样品台之间的聚焦装置。
2.如权利要求1所述数据采集和处理系统，其特征在于，还包括：BNC适配器、数据采集
卡和数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送
来的数据进行存储、分析和处理。
3.如权利要求1所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昆，王金，詹洪磊，孙琦，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11