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MSCL岩芯综合测试系统
Multi Sensor Core Logger systems (MSCL)
 

型号:MSCL-S
制造商:英国Geotek (Geotek公司产品一览表

MSCL系统简介:

   

英国GEOTEK公司生产的岩芯综合测试系统(MSCL—即Multi-Sensor Core Logger),是目前世界上功能最全的岩芯地球物理和化学性质综合测试集成系统,应用于海底沉积物柱状样、湖泊沉积物柱状样、岩石岩芯等,MSCL的特点是不破坏样品,多种测量同步、快速、准确、高效率、全自动的测量(10种参数包括P波速度、伽玛密度、电阻率、磁化率、彩色分光光度计、自然伽玛射线、光学照相系统、XRF元素浓度分布、远红外温度、X射线三维立体成像等)。MSCL是目前国际科研和工程领域使用最多的岩芯自动测量设备。该设备性能非常稳定可靠、结实耐用,既适合实验室也适合于野外,已经广泛用于全球各国的岩芯库、地质重点实验室、野外临时实验室、海上调查船、深海钻探船和工程船等。

根据不同的客户需求(科学研究、工程勘探、石油钻探等),Geotek已经成功开发出一系列不同的型号:

  1. 岩芯综合测试系统(标准型)(MSCL-S,全部9种)
  2. 岩芯光学成像系统(桌面照相型)(MSCL-CIS,1种:光学表面照相)
  3. 岩芯综合测试系统(半岩芯桌面型)(MSCL-XZ,4种:光学照相,XRF元素分析,彩色光谱和点状磁化率测量。)
  4. 岩芯综合测试系统(多岩芯型)(MSCL-XYZ,5种:点状磁化率,彩色光谱,光学照相,自然伽玛,XRF元素浓度)
  5. 岩芯综合测试系统(垂直型)(MSCL-V,4种:P波速度、环状磁化率、伽玛密度、电阻率)
  6. 岩芯自然伽玛测试仪(MSCL-NG,仅自然伽玛辐射)
  7. 岩芯三维断层扫描系统(MSCL-XCT,仅三维内部结构成像)

正在研制的型号:岩芯保压综合测试系统(MSCL-P,即Pressurised core logging system);红外成像型。将来可用在MSCL上的其他传感器:数字化X射线成像传感器;红外光谱仪;双摄像头成像系统(用于岩芯圆周成像);拉曼光谱仪(Raman spectroscopy)

 

不同的MSCL具备不同的结构,可直接测量储藏在塑料管内的整个岩芯,也可测量剖开岩芯。有些测量可以隔着铝制的或者不锈钢材质进行,但通常来说隔着塑料的测量效果要好一些。多型号的MSCL配置具有很多优势,可针对不同的岩芯,不同的操作条件,不同的场合进行测量,达到最佳效果。

MSCL可以对长达1.55米(直径在50到150毫米之间)的岩芯进行测量,空间分辨率可以小到几个毫米。用户可以选择需要分析的性质,并设置对应的空间分辨率,并随时更改。MSCL是全自动设备,通过Windows平台的控制软件来控制,操作简单,得到的数据可以实时显示并进行后处理。原始或处理后的数据都可以保存在磁盘里,并输出到其它的软件进行分析。Geotek网站上可以下载标准型MSCL的采集程序演示版。

岩芯综合测试系统

(点击大图)


 

1)MSCL-S 岩芯综合测试系统(标准型

一款功能强大、销量最大的岩芯综合测量设备,用于实验室中和海上调查船,通常是带支架放置在地板上,也可以安装在桌面上。岩芯被放在搭载轨道上,推进系统推动岩芯依次经过固定的各个传感器,完成测量过程,岩芯的长度可通过一个激光器自动测量。一个岩芯测试完毕后,软件会提示用户放入第二个岩芯。一个完整的岩芯可以被连续的测量,原始数据和处理好的数据可以图形化的现实在电脑上。可以安装在MSCL-S(标准型)上的9个传感器包括(客户任选):P波速度、伽玛密度、电阻率、磁化率(环状或点状)、彩色分光光度计、自然伽玛射线、Geoscan光学照相系统、XRF元素浓度、远红外温度。其中的P波速度和伽玛密度传感器可以选择水平摆放或垂直摆放,从而保证完整岩芯和剖开岩芯可以从水平方向和垂直方向进行测量。

2)MSCL-CIS 岩芯光学成像系统(桌面照相型
该系统通过可以水平移动的光学照相机来扫描固定的剖开岩芯,岩芯通过滚珠螺杆机械装置进行精确的移动,结合高保真度的照相系统,可以提供高达50微米分辨率的高质量图像。



3) MSCL-XZ 岩芯综合测试系统(半岩芯桌面型
对剖开的岩芯进行4种参数测量:光学照相,XRF元素分析,彩色光谱和点状磁化率测量

 

4)MSCL-XYZ 岩芯综合测试系统(多岩芯型
使得用户可以同时装载多个剖开的岩芯(通常8个或9个)并一次性自动完成全部测量过程,大大工作效率高,节省用户的时间和工作量,适合拥有大量岩芯的岩芯库等使用。目前XYZ型可以安装的传感器有5种:Geoscan光学成像系统,彩色分光光度计(colour spectrophotometer),单点高分辨率磁化率传感器(magnetic susceptibility (high 分辨率 point sensor) ,自然伽玛射线检测系统(Natural Gamma)、X射线荧光传感器(测量元素浓度分布)。XYZ型有一个架子用于装载多个岩芯。

5)MSCL-V 岩芯综合测试系统(垂直型
用于测量垂直固定摆放的岩芯,传感器上下移动。包含的传感器有4种:P波速度、伽玛密度、电阻率、磁化率(环状)。当客户采集的岩芯必须保持垂直放置(例如:水/沉积物界面岩芯)或者实验室空间非常有限(例如:小的研究船上)时使用这种垂直结构是非常合适的。

 

6) MSCL-NG 岩芯自然伽玛测量仪

该系统是一套独立的检测系统,由于采样时间比较长(特别是需要采集光谱数据时),所以通常与其他的传感器系统配合使用,系统可以安装最多4个3”x3”的碘化钠伽玛射线检测器,通过计算机进行控制,通过使用基准源每个检测器都可以长时间采集完全标准的、稳定的光谱。

下面是各个传感器的详细介绍:

 
1. 岩芯厚度Core thickness(MSCL-S型和MSCL-V型): 这种测量方法是使用一对固定在P波传感器上的位移传感器,测量厚度的精确为0.01毫米。

2. 温度Temperature(MSCL-S型和MSCL-V型) 这种测量方法是通过使用PRT探针,可以来监测实验室的温度或者将其插入到每个岩芯内。温度精确可达0.01摄氏度。

3. P波速度P-wave velocity (PWV)(MSCL-S型和MSCL-V型) PWV通过使用ARC(Acoustic Rolling Contact 声波旋转接触)换能器来测量,专门为岩芯测试而设计,换能器安装在弹性底座上,可旋转,声波频率匹配,主要频率在230kHz左右。ARC旋转声波换能器器与过去的老式换能器相比较,优势在于不需要声波传导液,声波的传导可以稳定高效。时间测量的精度为50ns, 速度精度在0.5%左右(和岩芯厚度有关)。顶部一个静止的换能器用于测试劈开的岩芯。校准的方式是使用一段充满已知温度和声速的蒸馏水的岩芯套筒。

4. 伽马密度Gamma Density (GD)(MSCL-S型和MSCL-V型): 密度是通过测量伽马射线的通过岩芯后的衰减而得到的。137-Cs伽玛源安装在铅容器里,通过一个小孔,小孔处有2.5毫米或者5毫米的瞄准器(调整器),产生一束很细的伽玛射线,穿过岩芯。岩芯的另一面安装了一个伽玛射线探测器,可以测量透过射线的强度,计算出岩芯的伽玛密度。精度优于1%(取决于计数时间和岩芯状况)。厂家可以提供一个铝制密度校准样品。

5. 磁化率Magnetic susceptibility (MS)(MSCL-S型,MSCL-V型和MSCL-XYZ型): 有2种传感器系统;一种是环形传感器,整个岩芯穿过环形传感器测量,另一个是点式传感器,用于水平的剖开的岩芯。Bartington MS2E 点式传感器的分辨率优于5毫米。厂家提供校准/检测标准品。只有点式传感器可用于XYZ系统。

6. 彩色线性扫描摄像成像系统Colour line scan camera imaging system (MSCL-S型 和 MSCL-XYZ型) 由3*1024 CCD的线性扫描成像系统组成,既可在MSCL-S上操作又可在MSCL-XYZ上操作。摄像机的设计和标定保证了来自每个CCD阵列上的颜色都完全确定。图像的分辨率取决于岩芯的宽度,对于直径75毫米的岩芯的分辨率是300dpi(每英寸300个点)。如果需要的话,高达1000dpi像素可以在岩芯上的狭窄的断面获取。 每个颜色通道的数据都可使得岩芯RGB剖面的分辨率大约0.1毫米,使沉积物岩芯的精细层分析成为现实。在MSCL-XYZ上使用该成像系统得优势是可以同时搭载多个岩芯(可达到9个),并且成像过程不须人照看。成像速度是每5分钟拍摄1.5米长的岩芯。

7. 电阻系数(ER-Electrical Resistivity)(MSCL-S型和MSCL-V型) ER的测量是通过非接触式感应传感器测量塑料管中的岩芯。电阻系数在有些多孔的岩芯中非常容易变化,如果跟伽玛密度结合,能够推算岩性信息相关的晶粒尺寸(grain size related lithological information)。标定使用已知电阻的标准盐水。电阻系数的空间分辨率为2-4厘米,岩芯的大小和质量对其有影响。

8. 颜色分光光度计Colour Spectrophotometer(MSCL-S型和MSCL-XYZ型: 颜色分光光度计用于精确的分析360纳米和740纳米之间的光谱色,空间分辨率为10纳米。传感器的头部接触在覆盖有很薄的塑料薄膜(clingfilm或其他薄膜)的岩芯表面。空间分辨率为3毫米的空间分隔进行准确的颜色分析(需要使用一个3毫米的光圈,普通光圈为8毫米)。数据可以用来报告孟赛尔颜色系统(Munsell colours)(如果需要)。或者当不需要高精度的光学成像时,产生一个模拟色的岩芯图像。

9. 自然伽玛辐射传感器Natural Gamma Radiation (NGR)(MSCL-S,MSCL-XYZ或者MSCL-NG) 通常情况下沉积物和岩石里的自然伽玛放射水平是比较低的,需要较长时间的测量时间。(尤其是如果需要采集光谱信息)。因此Geotek公司将自然伽玛传感器安装在一个标准的岩芯轨道,或者单独成为一个独立的测量仪,空间分辨率能达5-10厘米。 NGR传感器最多使用的3 个off 3”*3” NaI(Tl) 碘化钠铊探测器,每个均可通过PC机单独控制。通过基准源每个探测器都可以采集完全标准和稳定的光谱,即使长时间测量时。 整个系统由标准的Geotek MSCL软件控制,可以进行全部1024通道的光谱测量(0-3Mev)或者在用户设定好的时间间隔内进行简单的总辐射计数测量。如果有合适的标准岩芯(已知K、U和Th的含量),可以通过处理软件在全光谱模式下获得K、U和Th等相关元素的产量。如果需要更快的响应时间,可以用BGO探测器(即Bismuth Germanate)来代替Nal(TI)(碘化钠铊)探测器。
   
     
其他岩芯分析设备:

岩芯三维断层扫描系统MSCL-XCT
三维微观CT
高精度X射线岩芯扫描分析仪
MSCL全球用户清单
   

   
     
 
 
 
 

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