宁夏地学数据中心安装岩芯综合测试系统 MSCL-S

2019-12-23 11:24:35 56

设备开箱及安装

开箱时间2018123

开箱地点:宁夏地学数据中心

参与人员:宁夏地学数据中心工作人员、英国Geotek公司技术工程师、青岛领海技术工程师等人。


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XRF屏蔽橱柜+主机

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传感器阵列位于屏蔽橱柜中

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 XRF可视橱窗 

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备品备件以及工具


MSCL-S仪器测试

MSCL-S岩芯综合扫描系统安装完毕后,由英国Geotek技术工程师进行了整体的设置和调试,经过调试MSCL-S整个扫描系统以及各个传感器均工作正常,且均达到稳定工作状态

为了测试MSCL-S岩芯综合扫描系统的功能和性能,使用宁夏地学数据中心提供的岩石岩芯样本进行测试,并对测量结果进行绘图分析

MSCL-S岩芯综合扫描系统测试条件:

1岩芯样品:约30cm,直径5cm

2)系统参数:扫描间隔0.1cmXRF计数时间30秒,测量模式He-15×10mm

3)扫描参数:GeotekXRF点状磁化率,可见光近红外地物光谱

4)测试时间:2018123-124

1、各种参数扫描结果综合显示图

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2磁化率测量结果与分析

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在岩芯长度30cm范围内,从磁化率测量结果可以分析得出,整段岩芯样品的磁化率变化范围为:-1.5--4×10^-5 SI在岩芯前段0-14cm范围内,磁化率为正值,表现出一定的顺磁性特征,并呈现磁化率逐渐减少的特性。在中间段14-24cm范围内,该段岩芯样本的磁化率为值,表现出一定程度的反磁性。在后半段24cm-30cm范围内,表现出顺磁性特征,磁化率并有增大的趋势。总体判断该段岩芯不属于磁铁矿。

 

3XRF测量结果与分析

由于XRF测量元素种类较多,选取部分具有代表性的元素进行绘图分析。

1MgSi元素

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在岩芯长度30cm范围内,MgSi元素整体分布比较均匀Si元素含量Mg元素含量多。其中Mg元素的平均含量为4300ppm。在该段样品的最低端,Mg含量到达本段岩芯的最高值,为8553ppmSi元素的含量整体分布变化范围为2%-5%之间,分布较为平均,平均含量为3.3%

3ZnMn元素

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在岩芯长度30cm范围内,Zn元素含量在岩芯前端出现最大值3300ppm随着深度增加,整体变化比较平稳,维持在300ppm左右。Mn元素在整根岩芯长度范围内整体变化范围为1000-4000ppm,平均2900ppm,岩芯下半段变化较大,在26-29cm,从3500ppm降到600ppm

3Ca元素

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在岩芯长度30cm范围内,Ca元素含量非常高,平均在60%左右。随着深度增加,整体变化也比较平稳。Cu元素在整根岩芯长度范围内整体变化非常剧烈,在0-10cm之间,Cu含量非常低,仅为200ppm以内,随着深度增加,Cu含量开始逐渐增大,最高达1.8%

整体变化从几十个ppm到上万个ppm

4可见光近红外地物光谱测量

测量了岩芯在350-2500nm波长范围内的光谱反射率,间隔为10nm每一个测量间隔点均生成一系列的反射谱。软件自动绘图并显示,同时所有的反射率数值均自动保存到电脑中。

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由于该传感器测量波长涵盖了可见光范围350-700nm,因此系统还给出颜色相关参数信息,比如灰度,反射率,L*a*b*XYZ颜色空间。

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培训与服务

培训内容MSCL-S系统介绍,MSCL-S系统操作,MSCL-S系统注意事项,MSCL-S售后服务

1MSCL-S系统介绍

MSCL是目前国际科研和工程领域使用最多的岩芯扫描仪,全球用户超过220个!Geotek为全球科学家提供岩芯扫描设备超过20年, MSCL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。最多可以测量的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、高精度XRF元素浓度、远红外温度、可见光近红外地物光谱等,客户根据自己的需要自由选择。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。

本次宁夏地质博物馆采购的MSCL-S系统为标准型轨道系统,后期可根据需要进行其它传感器的扩展。扫描岩芯时,岩芯放置在轨道上静止不动,由X轴和Z轴马达驱动传感器阵列沿着岩芯移动,进行测量。目前本系统安装3种传感器,分别为

1分辨率GeotekXRF传感器

XRF光谱测定法是一种无损检测法,可用来测量元素的丰度。X射线光子激发沉积物中的电子,每一种元素释放出特征X射线能量。通过测量特征辐射来对元素的含量进行量化分析。XRF光谱法是少有的无损探测技术,可以直接探测岩芯表面,提供化学含量信息。

高能初级X射线从射线源(X射线光管)发出,打到样品上。从X射线光管发出的初级X射线具有足够的能量使样品原子深层(K,L层)电子受激脱离内层轨道,从而在内部电子层上产生不稳定的空位,外部轨道(L,M)上的电子将进行补位,跃迁到内部的空位轨道上来,从而产生一个稳定的电子体系。电子从外部高能轨道跃迁至内部低能轨道,从而放射出与两个轨道能量差异相关的次级X射线光子。该现象叫做X射线荧光。元素有自己的特定次级X射线特征,特征辐射在谱图上以峰的形式来显示。

2)点状磁化率传感器

磁化率是物质在附加磁场下,受磁化的程度。如果磁化率为正数,则物质为顺磁性,铁磁性,亚铁磁或者反铁磁性,这种情况下磁场将增强;如果磁化率为负数,则物质为反磁性,磁场将减弱。

传感器内的振荡电路产生一个低强度、非饱和的交变磁场,靠近传感器附近的物质将会产生磁感应,从而导致振荡器频率改变,这种脉冲频率改变被转换为磁化率的数值。

3可见光近红外地物光谱

自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律,如具有反射,吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性,ASD地物光谱仪专门用来测量岩芯对350-2500nm范围内的光谱的反射率。

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Geotek技术工程师MSCL-S系统进行详细的介绍,并对传感器原理进行讲解

2MSCL-S系统操作

首先由英国Geotek技术工程师详细讲解MSCL-S的操作,青岛领海技术工程师协助进行翻译以及答疑。然后由青岛领海技术工程师使用中文再次进行详细讲解,直到设备使用人员能够完全独立操作为止。

为了加强设备使用人员的学习进度和质量,青岛领海给设备使用人员提供了一份针对本设备系统的简单实用的操作说明《快速操作指南---GeotekMSCL-XYZ3.7软件》

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Geotek技术工程师MSCL-S系统扫描软件操作进行详细的讲解,青岛领海技术工程师全程进行翻译,并用中文进行讲解

3MSCL-S注意事项

(一)环境注意事项:

1)实验室要避免阳光直射到MSCL设备上,窗户安装遮光帘。

2实验室温度不要变化剧烈,保持相对恒定的温度和湿度。

3实验室要保持干净清洁,注意防尘、防潮。

4若实验室电压不稳,经常断电,须使用UPS

(二)岩芯扫描前注意事项:

1岩芯上机扫描前,确保岩芯和托盘干净清洁,以免污染传感器和轨道。

2确保要扫描的岩芯尺寸与托盘匹配,托盘边缘不要高于岩芯表面,且岩芯在托盘中不乱晃动。

3岩芯样品表面必须平整。岩石岩芯,珊瑚礁岩芯,石笋岩芯等表面呈现不规则形状,这一类样品必须经过打磨使岩芯表面平整。处理时可能会在岩芯表面留下人工打磨材料的残留,需仔细清理干净。

4若用湿布擦拭清洁岩石岩芯,必须等岩芯干燥后,再上机进行测试。水存在于XRF传感器与岩芯之间,都将对岩芯定性定量分析产生严重的误差。

5如果从冷库里取出冷冻的岩芯,则在测量前,需要在室温下放置几个小时。因为有冷凝水的存在,从而严重影响XRF的测量。

6若测量沉积物岩芯,需在岩芯表面覆盖一层薄膜(Prolene4μmEtnom 1.5μm),来对沉积物表面进行平整,轻轻按压来去除膜下面的空气,平整表面。不要太用力按压,否则将损坏松软沉积物的表层。

(三)He气使用注意事项:

1正确使用He气进行测量。若需测量轻元素,则使用He气来增强信号,消除空气吸收影响;若不关心轻元素,则无需使用He,节省费用

2若使用He气,出口压力表不得大于0.5bar,防止XRF气室覆盖膜由于压力过大而从边缘处出现开缝,造成泄露。通常情况下,出口压力表指针稍微离开0位置即可,保持左边的He气气泡瓶里1秒一个泡即可。

3若使用He气,需要对He气气泡瓶进行监视,确保一直有气流通过。

4开启He气时,不要一下子开的过大,防止气流瞬间过大冲开XRF窗口。须慢慢调整。

5扫描完毕后,切记不要忘记关闭He供应

6经常检查He气管与减压阀连接处,防止密封不严,造成泄露。

(四)仪器操作注意事项:

1使用Geotek MSCL前必须要熟悉仪器操作规范,严格按照仪器操作规程进行测试。

2Geotek MSCL仪器必须由专人负责操作,没经过严格培训的人员不得擅自操作仪器。

3MSCL-S系统供电220V,正常民用电即可。

4主机和传感器的所有连线不得乱动,尤其主机后面的各种连线,一律不得随意插拔。

5MSCL-S使用前需提前开机预热最少1小时。

6磁化率对温度敏感,在测量过程中需要维持环境温度稳定,避免温度大幅度的变化。

7磁化率测量时,任何有磁性的物体不要靠近磁化率传感器。如:手表、手机、MP3等。

8地物光谱传感器的主机和光源探头要确保打开,可以观察下方是否有黄色光亮。

9地物光谱传感器主机和光源探头之间光纤连接,不要随意拉扯弯曲光纤。

10经常检查XRF窗口膜是否破裂,若破裂及时更换。

11XRF传感器内部的电路板不要随意乱碰,避免接触液体。

12在轨道上用手拖动岩芯时,确保传感器阵列处于足够高的位置,切记不要划伤任何一个传感器。

13)若岩更换了扫描岩芯的尺寸,那么必须重新定义传感器阵列的下落高度。调整限位开关时,注意不要拉扯到各个部件之间的连接缆,尤其调节Z轴下方的限位开关,必须认真仔细。调限位开关时一只手扶助,另一只手用专用扳手拧螺丝,稍微拧开即可滑动。

14不要任意使用U盘插入主机拷贝数据,建议使用固定的专用移动硬盘。防止病毒。

15)主机电脑一律不得安装其它软件,仅作为扫描岩芯使用。切记不可随意上网。

16MSCL-S软件操作时要有耐心,系统比较庞大,运行需要时间,偶尔死机也属于正常现象,软件和仪器需要反应时间,不要胡乱点击造成死机。

17)若不使用仪器,关上屏蔽橱柜的门,使用防尘罩盖住主机。

18)保持屏蔽橱柜内部干净整洁,尤其是轨道,可以使用吸尘器、毛刷等去除碎屑和灰尘。

 

4MSCL-S售后服务

1)青岛领海售后服务

本次培训结束后,设备使用人员在使用过程中,出现任何问题,随时联系青岛领海,我们将在第一时间进行响应并尽快给出解决方案

联系方式:青岛领海海洋仪器有限公司

                 地址:青岛市崂山区秦岭路18号国展财富中心1-206

                 联系电话:0532-80999236789

2)英国Geotek远程服务

英国Geotek厂家提供远程诊断以及故障排除服务,在MSCL-S系统现场安装时,厂家技术工程师在主机电脑的桌面上安装有TeamViewerQS软件,只要保证MSCL-S系统的主机电脑可以上网,英国Geotek公司的技术工程师就可以通过该远程软件来控制MSCL-S系统,进行故障诊断和排除。