Brevet FR2649794A1 — publié le 19910118

Appareillaqe pour la mesure automatiaue de la reflectance du vitrinite La présente invention concerne un appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite pour déterminer le degré de vieillissement de matières organiques dans des roches sédimentaires et également les qualités de charbon dans la formation du pétrole et du gaz naturel. En particulier, l'invention permet à un appareillage de mesurer automatiquement la réflectance du vitrinite sur des échantillons de kérogène et des échantillons de charbon. Dans le cas de la mesure de la réflectance du vitrinite sur des échantillons de kérogène selon une méthode de l'art antérieur illustrée sur la figure 5, un échantillon d'objet à mesurer prétraité 2 est disposé sur la platine porte-objet 1 d'un appareillage photométrique à microscope ayant un dispositif à épi-prisme 5 complété par un dispositif à source de lumière , un dispositif de mesure de luminance 38 relié à une partie réceptrice de lumière 37, et un binoculaire 36 relié à un tube à objectif 6, et est observé à l'oeil nu au moyen de l'appareillage photométrique à microscope pour faire un relevé de l'échantillon sur la base des connaissances pétrographiques de l'opérateur relatives au charbon.Seules les particules de vitrinite sont sélectionnées parmi leur mélange avec des types variés d'autres matières organiques, et ensuite une mesure de luminance est faite pour chacune des particules de vitrine. La valeur de luminance résultante est portée dans une équation de courbe d'étalonnage préalablement établie par étalonnage pour convertir la luminance en réflectance correspondante. De plus, un appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite sur des échantillons de charbon est disponible dans le commerce, mais un tel type d'appareillage utilisable avec des échantillons de kérogène n'est pas disponible. Toutefois, les méthodes de mesure de l'art antérieur ont plusieurs inconvénients, qui sont les suivants 1t) L'évaluation et la discrimination des particules de vitrinite étant effectuées par observation visuelle à l'oeil nu, seules les personnes qui connaissent professionnellement les structures du charbon et des diverses sortes de fossiles peuvent effectivement faire des mesures de réflectance 2") les larges étendues des échantillons doivent être observées avec des forts grossissements, et le champ de vision dans ces dispositifs est très sombre.Par conséquent, leur utilisation staccompagne d'une grande fatigue physique 3 ) l'opération elle-même étant monotone, l'opérateur souffre d'une grande lassitude mentale 4 ) deux ou trois échantillons seulement sont mesurés par jour du fait des inconvénients 2") et 3") énumérés cidessus 5 ) l'évaluation des particules à mesurer ou non est subjective et peut donc varier d'un opérateur à l'autre, et les résultats de mesure ainsi obtenus ne sont pas toujours constants et réguliers 6 ) les appareillages de mesure automatique disponible dans le commerce sont utilisés principalement pour des échantillons de charbon, l'utilisation de ces appareillages n'étant pas permise pour des échantillons de kérogène, dont la qualité est complètement différente de la qualité des échantillons de charbon. L'invention a pour objet un appareillage qui ne nécessite pas que les utilisateurs vérifient les particules de vitrinite dans l'échantillon d'objet à mesurer 2, ni qu'ils possèdent des connaissances professionnelles des structures du charbon et des diverses sortes de fossiles pour effectuer les mesures automatiques. L'invention a également pour objet un appareillage qui permette aux utilisateurs de maintenir constants leurs critères d'évaluation des échantillons et élimine les erreurs dues à l'opérateur. L'invention a en outre pour objet un appareillage dans lequel l'opérateur n'a pas besoin d'observer le champ de vision sombre sous le microscope en répétant pendant longtemps des opérations fastidieuses et compliquées, et qui permette de diminuer sa fatigue physique et mentale au travail. L'invention a encore pour but un appareillage dans lequel un nombre plus grand d'échantillons peut être traité par unité de temps par rapport aux appareillages de l'art antérieur, c'est-à-dire dåns lequel le rendement de mesure est amélioré. L'invention a enfin pour but un appareillage qui permette la mesure automatique de la réflectance du vitrinite sur des échantillons de kérogène aussi bien que sur des échantillons de charbon. Selon l'invention, un appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite comprend une partie entrée d'image comprenant une platine porte-objet pour disposer dèssus un échantillon d'objet à mesurer, un objectif pour obtenir une image agrandie d'un échantillons d'objet, un dispositif å épi-prisme complété par un dispositif à source de lumière, et une caméra de télévision prenant une vue de l'échantillon d'objet à mesurer, une partie traitement d'image comprenant un convertisseur analogique/numérique, une mémoire d'image et un processeur d'image reliés tous deux au convertisseur analogique/numérique, et une partie commande comprenant un support d'informations dans lequel est mémorisé un programme d'extraction d'image de particules polies, un programme d'enlèvement de parties à texture fine, un programme de mesure de luminance, un programme de commande de séquence pour l'exécution des programmes, et un programme de base, et ayant en outre une zone de mémorisation pour les résultats de mesure, un processeur de commande et un dispositif dZentrée/sortie pour le support d'informations relié au support d'informations et au processeur de commande, la caméra de télévision comprise dans la partie entrée d'image étant reliée au convertisseur analogique/numérique compris dans la partie traitement d'image, et le processeur de commande compris dans la partie commande étant relié au processeur d'image compris dans la partie traitement d'image. Les objets et caractéristiques précédents de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de formes de réalisation préférées donnée ci-après en relation avec les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective représentant l'appareillage pour mesurer automatiquement la réflectance du vitrinite selon une forme de réalisation préférée de l'invention - la figure 2 est un schéma synoptique de l'appareillage pour mesurer automatiquement la réflectance selon la forme de réalisation préférée de l'invention, cette figure 2 comprenant la figure 2A et la figure 2B qui sont disposées respectivement à gauche et à droite pour former un schéma unique - la figure 3 est un schéma synoptique de l'appareillage pour mesurer automatiquement la réflectance du vitrinite selon une autre forme de réalisation préféree de l'invention, cette figure 3 comprenant la figure 3A et la figure 3B qui sont disposées respectivement à gauche et à droite pour former un schéma unique - la figure 4 est un schéma synoptique de l'appareillage pour mesurer automatiquement la réflectance du vitrinite selon encore une autre forme de réalisation préférée de l'invention, cette figure 4 comprenant la figure 4A et la figure 4B qui sont disposees respectivement à gauche et à droite pour former un schéma unique ; et - la figure 5 est une vue en perspective représentant un appareillage photométrique à microscope pour mesurer la réflectance du vitrinite. Considérant maintenant les dessins, dans lesquels les références numériques des différentes vues identifient des parties identiques, on voit que les figures 1 et 2 représentent une forme de réalisation de l'invention, avec une platine porte-objet 1 pour recevoir un échantillon d'objet à mesurer 2, un objectif 3 pour obtenir une image agrandie de l'échantillon 2, un dispositif à source de lumière 4, un dispositif à épi-prisme 5, un tube porteobjectif 6 et un support de caméra 8, qui sont fixés au statif 7. Une caméra de télévision du type à tube de prise de vues 9 est alignée sur le trajet optique du tube porteobjectif 6 et fixée au support de caméra 8.Une partie entrée d'image 31 comprend le dispositif à épi-prisme 5 complétée par la platine porte-objet 1, l'objectif 3 et le dispositif a source de lumière 4, et -la caméra de télévision 9 alignée sur le trajet optique du tube porte-objectif 6. Un convertisseur analogique/numerique 10 convertissant en un signal numérique l'image obtenue par la caméra de télévision 9 est reliée à un processeur de traitement d'image 12 qui est connecté de manière à envoyer dans une mémoire d'image 11 ou en recevoir des informations d'image et est construit de telle manière que les informations d'image transmises du convertisseur analogique/numérique 10 puissent être mémorisées dans la mémoire d'image 11. Un-dispositif numérique d'entrée d'image comprend la caméra de télévision 9 et le convertisseur analogique/numérique 10. Un récepteur de télévision 14 est relié au processeur de traitement d'image 12 par l'intermédiaire d'une interface de télévision 13. Une interface de communication B 15 est reliée au convertisseur analogique/numérique 10 et au processeur de traitement d'image 12. Une partie traitement d'image 32 comprend le processeur de traitement d'image 12, le convertisseur analogique/numérique 10, la mémoire d'image 11, l'interface de télévision 13, le récepteur de télévision 14 et l'interface de communication bidirectionnelle B 15. La partie sortie de la caméra de télévision 9 comprise dans la partie entrée d'image 31 est reliée à la partie entrée du convertisseur analogique/numerique 10 compris dans la partie traitement d'image 32. Un ordinateur de commande est réalisé en reliant tant une souris 17 donnant l'ordre d'exécution d'un traitement qu'une unité d'affichage 18 à un processeur de commande 16. Le processeur de commande 16 compris dans l'ordinateur de commande est relié à l'interface de communication bidirectionnelle B 15 comprise dans la partie traitement d'image 32 au moyen tant d'une interface de communication bidirectionnelle A-19 que d'un câble de communication bidirectionnel 20 et est prévu pour commander le fonctionnement du processeur de traitement d'image 12 par le programme du processeur de commande 16. De plus, un dispositif d'entrée/sortie à support d'informations 22 est constitué par un dispositif d'entrée/sortie à disque souple et est relié au processeur de commande 16.Un support d'informations 21A est constitué par un disque souple A pour le programme de commande, et un autre support d'informations 21B est constitué par un disque souple B pour les résultats de mesure, et ces supports d'informations 21A et 21B sont insérés dans le dispositif d'entree/sortie a. support d'informations 22. Une partie commande 33 comprend le processeur de commande 16, la souris 17, l'unité d'affichage 18, l'interface de communication bidirectionnelle A 19, le dispositif d'entree/sortie à support d'informations 22 et les supports d'informations 21A et 21B insérés dans le dispositif d'entrée/sortie à support d'informations 22. Par ailleurs, le programme de commande comporte un programme d'établissement automatique de courbe d'échantillonnage 23, un programme d'entrée d'image 24, un programme d'extraction d'image de particules polies 25, un programme d'enlèvement de parties à texture fine 26, un programme d'arrangement de forme de particules 27, un programme de mesure de luminance 28, un programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes, et un programme de base 30. Le programme d'établissement automatique de courbe d'étalonnage 23 commande l'établissement automatique de la courbe d'étalonnage utilisée pour convertir les valeurs de luminance contenues dans la mémoire d'image 11 en réflectances correspondantes du vitrinite. Le programme d'entrée d'image 24 commande le fonctionnement associé du convertisseur analogique/numérique 10 pour l'entrée d'image avec la mémoire d'image 11. Le programme d'extraction d'image de particulés polies 25 commande au traitement d'enlever le fond et l'image des particules non polies d'une image d'entrée, et de n'extraire qu'unie image de particule apparaissant sur une surface polie. Le programme d'enlèvement des parties à texture fine 26 commande au traitement d'enlever les parties à texture fine comprenant des catégories différentes du vitrinite dans l'histologie du charbon formant 1 image de la particule apparaissant sur la surface polie, et de n'extraire qu'une image de particule de vitrinite. De plus, le programme d'arrangement de forme de particule 27 commande au traitement de mettre en forme l'image de la particule de vitrinite extraite afin qu'une mesure efficace soit effectuée. Le programme de mesure de luminance 28 commande au traitement de mesurer la luminance des particules de vitrinite extraites, pour chacune de ces particules, de convertir chaque luminance en réflectance correspondante et d'enregistrer les resultats mesurés sur le support d'informations 21B comme données de réflectance. Par ailleurs, le programme de commande de séquence 29 établi pour l'exécution des programmes commande la séquence pour faire exécuter chaque programme de commande, et commande également la relation mutuelle entre l'ordre donné par l'opérateur à l'aide de la souris 17 et chaque programme de commande. Le programme de base 30 traduit chacun des programmes mentionnés ci-dessus écrits dans un langage de programmation. d'ordinateurs en une forme compréhensible pour le processeur de commande 16 pour le transférer à ce processeur de commande16, et commande la relation mutuelle entre divers dispositifs reliés au processeur de commande 16 et ce processeur de commande 16. De plus, le programme de base 30 commande la communication bidirectionnelle entre le processeur de commande 16 et le processeur de traitement d'image 12 au moyen de l'interface de communication bidirectionnelle A 19, du câble de communication bidirectionnelle 20 et de l'interface de communication bidirectionnelle B 15 concernant les informations du programme commandant le processeur de traitement d'image 12 et inclus dans chaque programme et concernant également les informations résultant du traitement exécuté par le processeur de traitement d'image 12. Le fonctionnement de l'appareillage de mesure automatique de la réflectance du vitrinite de cette forme de réalisation est décrit ci-après. Premièrement, le dispositif à source de lumière 4, la caméra de télévision 9, le convertisseur analogique/numérique 10, la mémoire d'image 11, le processeur de traitement d'image 12, le récepteur de télévision 14, l'interface de commu-nication bidirectionnelle B 15, le processeur de commande 16, la souris 17, le dispositif d'affichage 18, l'interface de commu nication bidirectionnelle A 19 et le dispositif d'entrée/sortie à support d'informations 22 sont tous mis sous tension pour lancer le programme de base 30 et le programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes mémorisés dans le support d'informations 21A par l'intermédiaire du dispositif d'entrée/sortie à support d'information 22, et pour régler correctement chacun des dispositifs.Le cadencement des ordres donnés par l'opérateur à l'aide de la souris 17 au processeur de commande 16 est jugé en observant les messages affichés sur le dispositif d'affichage 18 sous la commande du programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes. Deuxiemement, un échantillon étalon du commerce pour mesures de réflectance est placé sur la platine 1, et un ordre provenant de la souris 17 est introduit dans le processeur de commande 16 pour lancer le programme d'établissement automatique de la courbe d'étalonnage 23. De cette manière, le programme d'entrée d'image 24 est automatiquement et temporairement appelé, et l'opération d'entrée d'image commence. t'image agrandie de l'échantillon étalon apparaissant sur le récepteur de télévision 14 est mise au point par réglage manuel , et l'ordre provenant de la souris 17 est introduit pour mémoriser l'image de l'échantillon étalon dans la mémoire d'image 11.Ensuite, le programme d'établissement automatique de courbe dtétalonnage est lancé, et les données de luminance des échantillons étalons sont introduites dans le programme d'établissement automatique de courbe d'étalonnage 23. Lorsque, d'une manière analogue, plus de trois échantillons étalons sont mesurés et qu'un ordre provenant de la souris 17 est donné, une équation de courbe d'étalonnage pour convertir la luminance apparaissant sur l'image en réflectance correspondante, est formée automatiquement et ensuite méma- risée dans le support d'informations 21B pour mémoriser les résultats de mesure pour terminer l'exécution du programme d'établissement automatique de courbe d'étalonnage 23. Ensuite, les échantillons étalons utilisés pour mesurer leur réflectance sont enlevés de la platine porte-objet 1. Ensuite, l'échantillon d'objet à mesurer 2 prétraité par un procédé approprié, est disposé sur la platine porte-objet 1 et un ordre provenant de la souris 17 est introduit dans le processeur de commande 16 pour lancer le programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes. L'équation de courbe d'étalonnage mémorisée dans le support d'informations 21B pour les résultats de mesure est lue sous la commande du programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes, et le programme d'entrée d'image 24 est ensuite lancé. De plus, l'image agrandie de l'échantillon d'objet à mesurer 2 formée sur l'écran du récepteur de télévision 14 est mise au point manuellement, et un ordre provenant de la souris 17 est introduit pour mémoriser l'image de l'échantillon d'objet à mesurer 2 dans la mémoire d'image 11. Ensuite, le programme d'extraction d'image de particules polies 25 et le programme d'enlèvement des parties à texture fine 26 sont exécutés sous la commande automatique du programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes, et seule la partie correspondant au vitrinite dans l'image contenue dans la mémoire d'image 11 est extraite automatiquement. Ensuite, le programme d'arrangement de forme de particules 27 est exécuté sous la commande automatique du programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes, et l'image extraite du vitrinite est mise en forme en enlevant les images de particules non convenables ayant les aires plus petites, et également les parties périphériques particulaires. Ensuite, le programme de mesure de luminance 28 est exécuté sous la commande de programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes, et la luminance de l'image de chacune des particules de vitrinite arrangée pour être mise en forme dans la mémoire d'image 11 est automatiquement mesurée. Les valeurs de luminance mesurée sont introduites dans l'équation de la courbe d'étalonnage déjà lue, et ensuite converties en données de réflectance correspondantes qui sont automatiquement enregistrées dans la support d'informations 21B prévu pour les résultats de mesure. Lorsque le traitement d'un écran est terminé, une autre partie de l'échantillon d'objet à mesurer 2 vient dans le champ de vision de l'objectif 3 par déplacement de la platine porte-objet 1, et la main est repassée au programme d'entrée d'image 24 par l'introduction d'un ordre provenant de la souris dans le processeur de commande 16. Tandis que l'échantillon d'objet à mesurer 2 est maintenu sur la platine porte-objet 1, les opérations de mesure sont répétées suivant la même séquence et aux instants corrects. Le nombre de données de réflectance du vitrinite nécessaire pour un seul echantillon d'objet à mesurer est introduit dans le programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes. Lorsque la séquence de mesure est répétée sur un seul échantillon d'objet à mesurer jusqu'à ce ,que la séquence fournisse le nombre nécessaire de données de réflectance du vitrinite, la série de répétitions de la séquence est automatiquement terminée, et l'opération de mesure automatique de la réflectance du vitrinite pour un seul échantillon d'objet à mesurer sous la commande du programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes est terminée. Lorsque les résultats de mesure sont mémorisés dans le support d'informations 21B prévu pour eux, ils sont lus dans un autre programme d'affichage de chaînes de caractères, un programme éditeur de caractères, un programme de calcul de tables et un programme de tracé de graphique pour les formes correspondant aux besoins de l'opérateur par l'ordinateur de commande inclus dans l'appareillage de l'invention. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, comme cela est représenté sur la figure 3, le dispositif de commande de la platine porte-objet 35 est relié à cette platine porte-objet 1, et le programme de commande de la platine porte-objet 34 est ajouté aux informations mémorisées dans le support d'informations 21A. Le déplacement de la platine porte-objet 1 peut être commuté au mode de commande automatique apres que le traitement d'un écran de l'échantillon d'objet à mesurer 2 est terminé. De plus, le message commandé par le programme de commande de séquence 29 pour l'exécution des programmes peut être affiché sur l'écran du-récepteur de télévision 14 grâceà l'utilisation du circuit représenté sur la figure 4, sans utiliser le dispositif d'affichage 18. Une caméra à CCD peut être utilisée à la place de la caméra de télévision mentionnée plus haut. En ce qui concerne les supports d'informations 21A et 21B mentionnés plus haut, il est possible d'utiliser un disque optique ou une bande magnétique au lieu du disque souple. De plus, au lieu de la souris 17 pour l'introduction d'ordres dans le processeur de commande 16, divers claviers peuvent être utilisés. Divers ordinateurs, tels que des ordinateurs personnels, des mini-ordinateurs ou des gros ordinateurs, peuvent être utilisés comme ordinateur de commande. En omettant l'interface de communication bidirectionnelle A 19, le câble de communication bidirectionnelle 20 et l'interface de communication bidirectionnelle B15 de la figure 2, il est possible d'utiliser un unique gros ordinateur. La partie traitement d'image 32 et la partie commande 33 peuvent être incluses dans un même ordinateur en faisant remplir au processeur les fonctions du processeur de commande 16 et celles du processeur de traitement d'image 12 et en faisant en outre remplir à la mémoire tant les fonctions de mémoire d'image 11 que celles de zone de mémorisation. REVENDICATIONS 1 - Appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite, caractérisé en ce qu'il comprend - une partie entre d'image- (31) comprenant une platine porte-objet (1) destinée à recevoir un échantillon d'objet à mesurer (2), un objectif (3) pour fournir une image agrandie d'un échantillon d'objet, un dispositif à épi-prisme (5) complété par un dispositif à source de lumière (4), et une caméra de télévision (9) prenant une vue de l'échantillon d'objet à mesurer (2) - une partie traitement d'image (32) comprenant un convertisseur analogique/numérique (10), une mémoire d'image (11) et un processeur de traitement d'image (12) reliés tous deux au convertisseur analogique/numérique (10) - une partie commande (33) comprenant un support d'informations (21) composé d'un support d'informations (21A) contenant un programme d'extraction d'image de particules polies (25), un programme d'enlèvement de parties à texture fine (36), un programme de mesure de luminance (28), un programme de commande de séquence (29) pour l'exécution des programmes et un programme de base (30), et un support d'informations (21B) ayant une zone de mémorisation pour les résultats de mesure, un processeur de commande (16), et un dispositif d'entrée/sortie à support d'informations (22) relié au support d'informations (21) et au processeur de commande (16) - la caméra de télévision (9) comprise dans la partie entrée d'image (31) étant reliée au convertisseur analogique/numérique (10) compris dans la partie traitement d'image (32) ; et - le processeur de commande (16) compris dans la partie commande (33) étant relié au processeur de traitement d'image (12) compris dans la partie traitement d'images (32). 2 - Appareillage pour la mesure automatique de réflectance du vitrinite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif de commande de la platine porte-objet (35) pour commander automatiquement le déplacement de la platine porte-objet (1) après la fin du traitement de mesure d'un écran pour l'échantillon d'objet à mesurer (2), est relié à la platine porte-objet (1), et en ce que le support d'informations' (21A) contient un programme de commande de platine porte-objet (34). 3 - Appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un récepteur de télévision (14) pour afficher les messages commandés par le programme de commande de séquence (29) pour l'exécution des programmes est prévu dans la partie traitement d'image (32). 4 - Appareillage pour la mesure automatique de la réflectance du vitrinite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports d'informations (21A) et (21B) sont des disques souples.