[发明专利]一种岩心扫描仪

说明书

技术领域

本发明专利涉及扫描仪技术领域，具体涉及一种岩心扫描仪。

背景技术

油气勘探获取的岩心样本是一种宝贵的不可再生资源，石油地质分析数据和地球物理勘探的物理参数均来自于岩心。由于岩心出桶后，经人工劈开、截断和现场采样，会被破坏并造成缺失；而且岩心风化后，破损就更加严重。为后期能进行更深入的地质研究，先对其进行数字化保存就显得极为重要。岩心图像扫描仪是一种利用光学电子技术和图像处理技术进行岩心图像数字化采集的仪器，它利用图像采集系统作为核心，将岩心扫描成图像后，存入图文数据库，作后期分析。

目前，绝大多数图像采集设备都是采用分离模块搭建，这类系统实现比较复杂，开发难度较大，周期较长，不便于成本的控制，而且系统稳定性不高，干扰大，很难达到高精度成像的要求。为此，本发明提出采用HT66F50主控芯片、线阵CCD和USB接口技术研究高精度图像采集系统的课题，以解决原有图像采集系统稳定性不高、干扰大、成本高等一系列问题。

发明专利内容

本发明介绍了一种岩心扫描仪。该扫描器以MOTOROLA的DSP56F826为核心，采用CMOS图象传感器以逐行扫描方式采集条码数据，并利用高速存储器扩展芯片，配合先进的译码算法，实现了高效准确的实时处理。

附图说明

图1：采集系统框架图。

图2：CCD的基本结构图。

图3：TCD2901的工作时序图。

图4：LM9833的内部结构图。

图5：步进电机的结构图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明介绍了一种岩心扫描仪。本发明是采用自动控制的方法，对岩心图像进行采集，通过高分辨率CCD岩心图像采集仪的采集头把图像信号转换成数字信号，然后经过采集板的转换，把数字信号还原成图像信号的一种仪器。本发明可完成石油行业各种地质矿藏的实时分析和开发、智能化采集、分析岩心图像、永久性保存岩心信息等工作。具有减少石油岩心的管理成本及人为原因、自然风化等因素造成的岩心信息资料损失和环保的显著优点，实现了科学化管理、信息化分析岩心。

硬件部分

进一步的，本发明的硬件部分主要包括以下两个个方面：（1）图像采集系统部分；（2）步进电机以及外围电路的实际控制系统（即系统的外围控制部分）。

进一步的，采集系统框架如图1所示，本发明的图像采集主要包括线性扫描头扫描，USB3.0高效率传输两个部分。USB3.0的驱动主要在软件部分中进行详细描述，这里仅描述USB3.O的控制部分。由图1的图像采集系统总体框架图可知，本采集系统主要包括A/D转换模块，USB接口模块，数字处理模块以及负责控制CCD的驱动时钟、各种同步控制时钟的同步及控制模块。

进一步的，CCD的基本结构如图2所示，TCD2901的工作时序如图3所示，CCD的首要功能是完成光电装换，即产生与入射的光谱辐亮度成线性关系的光电荷。当光照射到CCD硅片上时，在栅极附近的半导体内产生电子-空穴对，其多数载流子被栅极电压排开，少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。光敏元阵列的扫描后，CCD将光电荷从光敏区转移至屏蔽存储区域。而后，光电荷被按顺序转移至读出寄存器。任何CCD工作都需要具有一定时序的驱动脉冲的支持，而本设计将采用TCD2901芯片驱动CCD工作。

进一步的，LM9833的内部结构如图4所示，在图像采集系统中除了CCD器件的驱动与控制之外，还有一个很重要的部分，那就是USB3.0的控制部分，而本发明中我们采用芯片LM9833控制USB3.0。系统工作流程为：上位机将数据采集指令通过USB总线发送到LM9833，其CCD控制单元产生驱动CCD所需的时钟脉冲，促使CCD完成光电转换过程并将得到的模拟信号交给LM9833的AFE（模拟前端），通过程序的配置，在这里进行相关双采样、滤波、放大以及A/D转换，消除信号中的驱动脉冲及噪声等所造成的干扰。输出的数字信号再经由LM9833各模块处理，最后存入到外部存储器中，被上位机获取。

步进电机以及外围电路的实际控制系统部分