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专利号: 2021107633950
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种岩石孔隙度测量方法,其特征在于:包括如下步骤:S1、获取N种标准已知孔隙度和元素含量的岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据;

S2、采用标准岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据作为输入信号,构建岩石孔隙度的预测模型;

S3、获取待测岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据;

S4、根据待测岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据,利用步骤S2已构建的岩石孔隙度预测模型,得到待测岩石样品的孔隙度。

2.根据权利要求1所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S1具体步骤如下:

S11、测量N种标准已知孔隙度和元素含量的岩石样品的质量和体积,求出其质量密度;

S12、将激光照射到N种标准岩石样品上,测量出这些样品的激光诱导击穿光谱、光声信号、光声信号的延迟时间、激光在样品表面的照射点与光声信号接收点之间的距离;

S13、采用N种标准岩石样品的激光诱导击穿光谱,构建岩石类型的预测模型;

S14、根据N种标准岩石样品主要元素的含量和特征谱线的强度,得到主要元素的定标曲线;

S15、根据光声信号的延迟时间和激光在样品表面的照射点与光声信号接收点之间的距离,计算出标准岩石样品中的声速;

S16、对N种标准岩石样品的光声信号进行傅里叶变换,得到光声信号的频谱数据。

3.根据权利要求2所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S3具体步骤如下:

S31、测量待测岩石样品的质量和体积,求出其质量密度;

S32、在与步骤S12相同测量条件下,利用激光测量出待测岩石样品的激光诱导击穿光谱、光声信号、光声信号的延迟时间、激光在样品表面的照射点与光声信号接收点之间的距离;

S33、根据待测岩石样品的激光诱导击穿光谱,采用步骤S13构建出来的岩石类型预测模型,得到待测岩石样品的类型;

S34、根据待测岩石样品的激光诱导击穿光谱,采用步骤S14得到的主要元素的定标曲线,计算出待测岩石样品中主要元素的含量;

S35、根据待测岩石样品的光声信号延迟时间和激光在待测岩石样品表面的照射点与光声信号接收点之间的距离,计算出待测岩石样品中的声速;

S36、对待测岩石样品的光声信号进行傅里叶变换,得到光声信号的频谱数据。

4.根据权利要求3所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S12、S15、S32和S35中,所述激光是作为纳秒激光、皮秒激光或飞秒激光的脉冲高能量激光。

5.根据权利要求4所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述主要元素包括Si、Al、Ca、Fe、Mg、K、Na。

6.根据权利要求5所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S13中,所述岩石类型预测模型的构建可采用神经网络方法、偏最小二乘法、支持向量机、主成分分析、相关分析法中的一种方法来构建。

7.根据权利要求6所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S2中,岩石孔隙度预测模型的构建可采用神经网络方法、偏最小二乘法、支持向量机、主成分分析、相关分析法中的一种方法来构建。

8.根据权利要求7所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S1中,标准岩石样品数量N≥5。

9.根据权利要求8所述的岩石孔隙度测量方法,其特征在于:所述步骤S11中,测量N种标准已知孔隙度和元素含量的岩石样品的质量和体积之前,将标准岩石样品加工成长方体;

所述步骤S31中,测量待测岩石样品的质量和体积之前,将待测岩石样品加工成长方体。

10.一种岩石孔隙度测量装置,其特征在于:包括如下部分:标准岩石样品参数获取模块:获取N种标准已知孔隙度和元素含量的岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据;

岩石孔隙度模型构建模块:采用标准岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据作为输入信号,构建岩石孔隙度的预测模型;

待测岩石样品参数获取模块:获取待测岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据;

待测岩石样品孔隙度评价模块:根据待测岩石样品的质量密度、岩石类型、主要元素的含量、声速和光声信号的频谱数据,利用岩石孔隙度模型构建模块已构建的岩石孔隙度预测模型,得到待测岩石样品的孔隙度。