专利名称：一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的方法及其专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤或有机岩石镜质体反射率的测定领域，特别涉及一种检测煤或有机 岩石镜质体反射率的方法及其专用设备。
背景技术：
煤镜质体反射率测试是煤炭、冶金、石油、地质等行业广泛开展的一项基础测试项 目。目前煤镜质体反射率测试测试采用的方法是，在偏光显微镜油浸物镜下，按照一定的 点、行距，通过目镜确定适宜测试的镜质体颗粒，利用光电转换器(常用光电倍增管或电荷 耦合阵列光度计)，测试一定面积测区内镜质体反射光信号，并与相同条件下已知反射率标 样的反射光信号对比，按照线性变换原理计算该镜质体的反射率。无论是中国国家标准GB/ T 6948《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》还是国际标准ISO 7404-5 ((Methods for the ρetrographic analysis of coals-Part 5 :Method of determiningmicroscopically the reflectance of vitrinite》都是采用上述原理。这种测试方法存在的问题主要有①测 试速度慢，效率低，且操作人员容易疲劳，特别是对于混煤，如果按照国家标准要求测试500 以上测点，一个中等熟练程度的操作者至少需耗时2小时以上；②测试过程中操作者很难 做到严格按照规定的点、行距进行测试，测试过程对测点布置的均勻程度有很大影响；③测 试结果不可追溯，只能记录最终的统计结果，而不能反应测点布置的均勻程度和测点是否 满足要求，以及由此带来的测值准确度问题；④测试过程漫长带来的光度计稳定性问题，以 及光度计线性范围难以足够宽带来的单个测值准确度问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备。本发明提供的检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备，包括一放置煤或有机岩石 镜质体样品的物台、对所述样品成像的成像装置和用于采集所述成像装置所成图像的图像 采集装置，其特征在于所述设备还包括对所述图像采集装置所采集的图像进行图像调用、 测点布置、镜质体反射率测定、链接、统计和结果输出的镜质体反射率测定装置；所述成像 装置的放大倍数至少是5倍。上述成像装置可为偏光显微镜；所述图像采集装置可为显微数码照相机。上述物台可以是可自动移动物台。上述镜质体反射率测定装置包括用于对所述图像采集装置所采集的图像进行逐幅调出、逐屏多幅调出或拼接后调出的图像调用模块；用于对所述图像调用模块调出的图像在待测点位置加注鉴定标志的测点布置模块；用于对所述测点布置模块所标注的待测样品图像或标准品图像上的待测点进行 灰度测量、并建立标准品的灰度-反射率工作曲线以及距所述图像中心不同距离处灰度的校正曲线、然后将待测样品待测点的灰度值根据所述灰度-反射率工作曲线和校正曲线换 算成反射率的镜质体反射率测定模块；用于对所述反射率测定模块的测定结果进行记录统计并存储入数据库的存储模块；用于对所述图像调用模块调出的图像与所述测点布置模块标注的测点位置和所 述存储模块记录的测定结果进行链接的链接模块；和用于对所述存储模块所记录的测定结果进行统计输出或者根据链接模块将所 述存储模块所记录的测定结果标注在所述图像的测点位置上得到的结果进行统计输出的 的结果统计与输出模块。进一步，上述测点布置模块加注的鉴定标志可以是十字丝、圆圈和/或边框。本发明的另一目的在于提供一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的方法。本发明提供的检测煤或有机岩石镜质体反射率的方法是将待测样品及标准品置 于任一上述的设备上进行检测，得到煤或有机岩石镜质体反射率测定结果报告。上述检测包括以下步骤1)将待测样品以及标准品分别置于偏光显微镜的物镜下，并自动移动样品，按照 设定的程序自动调节焦距进行扫描，再通过显微数码照相机采集图像；2)将步骤1)采集到的图像输送到镜质体反射率测试装置中，进行检测。进一步，上述步骤2)包括以下具体步骤(1)先启动图像调用模块逐幅调出、逐屏多幅调出或拼接后调出待测样品以及标 准品的图像；(2)启动测点布置模块，自动将一定面积的鉴定标志标注于步骤(1)得到的待测 样品以及标准品的图像的中心作为待测点，再由操作者进行确认、微调位置以满足测试要 求；(3)再启动镜质体反射率测定模块，对步骤(2)中待测样品以及标准品的图像上 的待测点进行灰度测量，并建立标准品的灰度值灰度_反射率工作曲线以及距所述图像中 心不同距离处灰度的校正曲线、然后自动将待测样品待测点的灰度值根据所述灰度-反射 率工作曲线和校正曲线换算成反射率；(4)启动存储模块，将步骤(3)中得到的测定结果进行记录统计并存储入数据库 中，同时通过启动链接模块将所述图像调用模块调出的图像与所述测点布置模块标注的测 点位置和所述存储模块记录的测定结果进行链接；(5)启动结果统计与输出模块，对步骤(4)中存储模块记录的测定结果进行自动 统计，生成待测样品反射率测定结果报告，并打印输出。上述待测样品可以是煤或有机岩石镜质体。上述测点布置模块加注的鉴定标志可以是十字丝、圆圈和/或边框。本发明的设备利用显微数码技术和计算机图像处理技术相结合，采用显微数码照 相机采集偏光显微镜下的图像并转移到计算机中，通过镜质体反射率测定装置对图像进行 调出和处理，操作者在计算机上对镜质体进行反射率测试，并实时建立数据库链接，记录每 一测点的测试对象、位置、面积、原始测值，使得测试结果具有可追溯性，提高了测试精度。 同时，在测试过程中减少了占用显微镜的时间，测试效率大大提高，在相同的时间内可以测试更多样品。本发明提供的方法流程简便，易于操作，符合镜质体反射率测试国家标准要求，极大地改善了煤镜质体反射率测试的精度和效率。
图1为本发明设备的工作流程图。图2为本发明实施例3图像调用模块采用图像拼接后调出形式，进行镜质体反射 率测定的界面示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。实施例1、实施例1、一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备，包括一放置煤或有机岩石镜质体样 品及标样的物台和对所述样品成像的偏光显微镜，上述的物台是可自动移动的。本发明的 设备还包括显微数码照相机和镜质体反射率测定装置，其中显微数码照相机是用来对偏光 显微镜所成图像进行采集的装置；镜质体反射率测定装置是用来对显微数码照相机采集的 图像进行图像调用、测点布置、镜质体反射率测定、链接、统计和结果输出的。其中镜质体反射率测定装置包括图像调用模块、测点布置模块、镜质体反射率测 定模块、存储模块、链接模块和结果统计与输出模块。图像调用模块是根据用户的选择，对显微数码照相机采集的图像进行逐幅调出、 逐屏多幅调出或拼接后调出的。测点布置模块是对所述图像调用模块调出的图像标注测定对象位置和面积的，具 体测定时，可仅对测定标记覆盖住的煤或有机岩石中镜质体及标样中组分进行灰度测定。镜质体反射率测定模块可用于对所述测点布置模块所标注的待测样品图像或标 准品图像上的待测点进行灰度测量、并建立标准样品的灰度_反射率工作曲线以及距所述 图像中心不同距离处灰度的校正曲线、然后将待测样品待测点的灰度值根据所述灰度_反 射率工作曲线和校正曲线换算成反射率。存储模块是对所述镜质体反射率测定模块的测定结果进行记录统计并存储入数 据库的。链接模块是对所述图像调用模块调出的图像与所述测点布置模块标注的测点位 置和所述存储模块记录的测定结果进行链接的。结果统计与输出模块是对所述存储模块记录的测定结果进行统计和输出的，也可 以根据链接模块将所述存储模块所记录的测定结果标注在所述图像的测点位置上得到的 结果进行统计输出的。本发明的设备工作时的具体流程如图1所示，包括以下步骤1、先将制备好的煤或有机岩石等待测样品和标准品(即标样)分别置于可移动的 物台上，然后移动物台使样品置于偏光显微镜的油浸物镜之下。利用现有技术中的自动调 焦软件，将偏光显微镜和显微数码照相机进行调焦。然后按设定的时间和移动间距对样品进行自动扫描，在扫描过程中利用显微数码照相机自动采集镜下图像，并按采集顺序生成 文件名，保存于同一个文件夹里。2、运行镜质体反射率测定装置将步骤1中采集到的图像输送到镜质体反射率测定装置中，进行检测。1)首先启动图像调用模块，逐幅调出、逐屏多幅调出或者拼接后调出步骤1得到 的待测样品和标准品的图像。其中逐屏多幅调出图像，是指按每屏一定数量的图像调出所 需测定的图像；拼接后调出图像，是指按照图像采集的顺序和坐标，将所采集的图像进行拼 接，复原出显微镜下这个样品的图像。2)启动测点布置模块对步骤1)调出的待测样品和标准品的图像标注测定位置和 面积标志(如圆圈或边框)。系统默认将一定面积的标志标注于每幅图像的中心，然后由操 作者对这些标志进行确定或位移，从而选定测点；后续过程中，只有被确认有效的测点参与 灰度测量及换算反射率值。3)启动镜质体反射率测定模块，对步骤2)中待测样品和标准品的选定的测点进 行灰度测量；根据标准品的灰度测值以及已知的反射率，建立灰度-反射率工作曲线；建 立距所述图像中心不同距离处灰度校正曲线；按照建立的校正曲线和灰度-反射率工作曲线，将待测样品中各测点的灰度换算为反射率值。4)存储模块将步骤3)中得到的测定结果进行记录统计并存储入数据库中，同时 通过启动链接模块将所述图像调用模块调出的图像与所述存储模块记录的测定结果、测点 位置进行链接。链接的优点在于测定过程完成后，操作者或审核者可对测点是否符合测 试要求及布点是否均勻进行检验，当发现某些测点不符合测试要求时，及时调整测点位置 或取消该测点，重新进行测定；同时，可将测试结果标注于测点附近，以备审核或作为报告 的一部分输出。图像与测定结果之间有联系，改善了测定结果的可追溯性，测试精度得到保 证。5)启动结果统计与输出模块，对步骤4)中存储模块记录的测定结果进行统计，并 绘制镜质体反射率直方图，自动生成镜质体反射率测试结果报告，并打印输出；也可以根据 链接模块将所述存储模块所记录的测定结果标注在所述图像的测点位置上，一起作为测试 结果输出。实施例2、逐屏多幅调用按国家标准方法进行镜质体反射率测试采用上述实施例1介绍的设备和方法进行煤或有机岩石镜质体反射率测定，其中图像调用模块在调出显微数码照相机中的图像时，是逐幅调出的，其余测定步骤与实施例1相同。实施例3、图像拼接后调用，进行镜质体反射率测试本实施例与实施例2的区别在于图像调用模块是将图像拼接后调出的，其余步骤完全相同。图像拼接后调出进行镜质体反射率测定的操作界面如图2所示。
权利要求
一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备，包括一放置煤或有机岩石镜质体样品的物台、对所述样品成像的成像装置和用于采集所述成像装置所成图像的图像采集装置，其特征在于所述设备还包括对所述图像采集装置所采集的图像进行图像调用、测点布置、镜质体反射率测定、链接、统计和结果输出的镜质体反射率测定装置；所述成像装置的放大倍数至少是5倍。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述成像装置为偏光显微镜；所述图像采 集装置为显微数码照相机。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述物台是可自动移动物台。
4.根据权利要求1-3任一所述的设备，其特征在于所述镜质体反射率测定装置包括用于对所述图像采集装置所采集的图像进行逐幅调出、逐屏多幅调出或拼接后调出的 图像调用模块；用于对所述图像调用模块调出的图像在待测点位置加注鉴定标志的测点布置模块；用于对所述测点布置模块所标注的待测样品图像或标准品图像上的待测点进行灰度 测量、并建立标准品的灰度_反射率工作曲线以及距所述图像中心不同距离处灰度的校正 曲线、然后将待测样品待测点的灰度值根据所述灰度_反射率工作曲线和校正曲线换算成 反射率的镜质体反射率测定模块；用于对所述反射率测定模块的测定结果进行记录统计并存储入数据库的存储模块；用于对所述图像调用模块调出的图像与所述测点布置模块标注的测点位置和所述存 储模块记录的测定结果进行链接的链接模块；和用于对所述存储模块所记录的测定结果进行统计输出或者根据链接模块将所述存 储模块所记录的测定结果标注在所述图像的测点位置上得到的结果进行统计输出的的结 果统计与输出模块。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于所述测点布置模块加注的鉴定标志是十 字丝、圆圈和/或边框。
6.一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的方法，是将待测样品及标准品置于权利要求 1-5任一所述的设备上进行检测，得到煤或有机岩石镜质体反射率测定结果报告。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述检测包括以下步骤1)将待测样品以及标准品分别置于偏光显微镜的物镜下，并自动移动样品，按照设定 的程序自动调节焦距进行扫描，再通过显微数码照相机采集图像；2)将步骤1)采集到的图像输送到镜质体反射率测试装置中，进行检测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤2)包括以下具体步骤(1)先启动图像调用模块逐幅调出、逐屏多幅调出或拼接后调出待测样品以及标准品 的图像；(2)启动测点布置模块，将鉴定标志标注于步骤(1)得到的待测样品以及标准品的图 像的中心作为待测点，再由操作者进行确认、微调位置以满足测试要求；(3)再启动镜质体反射率测定模块，对步骤(2)中待测样品以及标准品的图像上的待 测点进行灰度测量，并建立标准品的灰度值灰度-反射率工作曲线以及距所述图像中心不 同距离处灰度的校正曲线、然后自动将待测样品待测点的灰度值根据所述灰度_反射率工作曲线和校正曲线换算成反射率；(4)启动存储模块，将步骤(3)中得到的测定结果进行记录统计并存储入数据库中，同 时通过启动链接模块将所述图像调用模块调出的图像与所述测点布置模块标注的测点位 置和所述存储模块记录的测定结果进行链接；(5)启动结果统计与输出模块，对步骤(4)中存储模块记录的测定结果进行自动统计， 生成待测样品反射率测定结果报告，并打印输出。
9.根据权利要求5-8中任一所述的方法，其特征在于所述待测样品是煤或有机岩石 镜质体。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述测点布置模块加注的鉴定标志 是十字丝、圆圈和/或边框。
全文摘要
本发明公开了一种检测煤或有机岩石镜质体反射率的设备。所述设备包括一放置煤或有机岩石镜质体样品的物台、对所述样品成像的成像装置和用于采集所述成像装置所成图像的图像采集装置，其特征在于所述设备还包括对所述图像采集装置所采集的图像进行图像调用、测点布置、镜质体反射率测定、链接、统计和结果输出的镜质体反射率测定装置；所述成像装置的放大倍数至少是5倍。采用上述的设备进行反射率测试，流程简便，易于操作，符合镜质体反射率测试国家标准要求，极大地改善了煤镜质体反射率测试的精度和效率。
文档编号G01N21/55GK101846623SQ20101015113
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者刘平, 刘晓东, 姜英, 宋旗跃, 张宇宏, 王兆文, 王大力, 白向飞, 罗陨飞, 赵琥, 陈洪博 申请人:煤炭科学研究总院;太原煤气化股份有限公司