УСТРОЙСТВО ФОТООПТИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПОЛИРОВАННЫХ ШТУФОВ

Предлагаемая полезная модель относится к геологии и может найти применение для исследования и документации полированных штуфов в отраженном свете, а так-же, для диагностики и изучения оптических свойств рудных минералов и нахождения их точных соотношений в пробе.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, для исследования и документации полированных штуфов размерами до 10 см на 15 см в отраженном свете, с достаточным динамическим диапазоном регистрирующей системы и без геометрического искажения.
Специализированных серийных устройств для исследования и документации полированных штуфов не производилось. Ближайшим аналогом предлагаемого устройства для исследования свойств минералов в отраженном свете является бытовой сканер Mustek Bear Paw 4800 ТА Pro II (http://www.mustek.com.tw/html/prod_scan/BearPawVIP/bp_4800TAPro2.html), в котором используется CCD-матрица с расширенным динамическим диапазоном. Конструкция оптического тракта сканера позволяет добиться изображения полированного штуфа в отраженном свете, размещением штуфа с наклоном плоскости полировки на предметном стекле сканера.
К недостаткам устройств этого типа можно отнести отсутствие возможности получения изображения полированных штуфов шириной более 1,5 см, так как при наклоне плоскости штуфа, его отстоящий (в результате наклона) край начинает выходить за поле глубины резкости оптической системы сканера. Кроме того, в бытовом сканере отсутствует возможность выбирать яркость источника для разрешения контрастно-отражающих групп минералов.
Если документация полированных штуфов в отраженном свете в микромасштабе известна с 18-ого столетия, то масштаб исследований, соизмеримый с увеличениями бинокулярной лупы, на сегодняшний день адекватно не реализован. Попытки производить фоторегистрацию полированных штуфов на цифровые фотокамеры не дают хороших результатов, так как для получения изображения штуфа в отраженном свете, требуется размещение над плоскостью штуфа равномерного источника белого света большой площади (значительно превосходящего сам штуф по габаритам). Фоторегистрацию приходится производить в косой проекции. На аберрации объектива накладываются искажения, связанные с косой проекцией, что делает не возможным точно оценить соотношения минеральных фаз в пределах полированного штуфа.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в возможности получать изображение полированных штуфов размерами до 10 см на 15 см в отраженном свете, с достаточным динамическим диапазоном регистрирующей системы и без геометрического искажения.
Технический результат достигается за счет наличия на подвижной каретке устройства установленной оптической пластинки и дополнительного линейного регулируемого источника освещения, которые позволяют получать на CCD-матрице проекцию рефлекса дополнительного осветителя от полированной поверхности штуфа.
На фиг.1 представлена конструкция устройства фотооптической документации полированных штуфов, где
1. Подвижная каретка,
2. CCD-Матрица, сопряженная с контроллером.
3. Объектив,
4. Система прекционных зеркал,
5. Основной линейный осветитель,
6. Предметное стекло,
7. Дополнительный источник освещения,
8. Оптическая пластина,
9. Полированный штуф
10. Светозащитный корпус.
Устройство работает следующим образом (фиг.1). Полированный штуф (9) размещается плоскостью полировки на предметном стекле устройства (6), закрепленном на светозащитном корпусе (10). По мере поступательного движения подвижной каретки (1), посредством системы проекционных зеркал (4) и объектива (3) на CCD-матрицу (2) проецируется свет, рассеиваемый участками полированного штуфа от основного линейного осветителя (5). Аналогично, на CCD-матрицу проецируется прямой рефлекс от дополнительного источника освещения (7), проецируемого посредством оптической пластинки (8) на поверхность штуфа нормально. Контроллер CCD-матрицы (2) предает строки формируемого изображения на внешнее устройство (принтер, компьютер, медианакеопитель и т.п.). Устройство фотооптической документации полированных штуфов позволяет:
- Получать цифровые изображения полированных штуфов размером до 10 см на 15 см с разрешением до 1200 точек на дюйм.
v
- Вычислять соотношение площадей оптически-контрастных минералов в пределах полированного штуфа с погрешностью 0,1-0,001%.
- Проводить специальные морфометрические анализы (директивность, исчерченность границ и т.п.) оптически-контрастных минералов в пределах полированного штуфа
Пример использования устройства: Оленинское рудопроявление (Кольский полуостров). Вкрест простирания рудного тела, через каждые 15 сантиметров были отобраны 24 штуфа. Полированные штуфы последовательно размещались на предметном стекле устройства. Устройство автоматически калибровалось. Включался дополнительный осветитель. По мере перемещения подвижной каретки в корпусе, на линейной матрице последовательно формировались строки изображения. По мере получения строк, цифровое изображение полированного штуфа захватывались в компьютер, подключенный к контроллеру CCD-матрицы. Методом сравнения яркости с полированным эталоном минерала с отражательной способностью R=53% (изображение эталона было получено на устройстве предварительно) для каждого штуфа был установлен процент площади, занимаемый вкрапленным минералом с отражательной способностью равной и большей 53%. Подсчет площади в пределах каждого изображения штуфа производится на основании отношения количества точек изображения штуфа с равной или большей яркостью чем у эталона, к количеству точек с меньшей яркостью. Заверочным минераграфическим исследованием было установлено, что этот минерал (арсенопирит) тесно связан с золотом, а оценка объемного содержания арсенопирита в штуфе с использованием предлагаемого устройства является наиболее рациональным способом оконтуривания рудной зоны и экономит 190 руб на пробу.