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2013.Dec.24

X光影像-Xray 穿透式X-Ray检测系统产业应用(2)-地质探勘及环境应用


以往在地质土壤特性分布研究,或石油类的地球物理和油气田经济评估探勘研究,鉴于技术开发,以往无法直接观察内部详细结构资讯变化,对于研发问题来源上及逆向式工程来说,似乎是不足的; 其中,油气探勘为一项高风险、高利润工作,主要的研究对象就是地层与岩石,然而大部份的地层与岩石都隐藏在地表之下,不能直接观察,过往只能间接取得一些基础资料来加以分析解释,但在科技进步下,已可透过穿透式X-ray的CT电脑断层扫描(Computerized Tomography)技术,协助搜集地下细部资讯,由「点」扩大到「面」及「虚拟三维空间」,使研究人员更可快速详细了解地下构造形貌。
 
步骤三 步骤二 步骤一
穿透式X-ray的CT电脑断层扫描技术
 
穿透式X-ray的CT电脑断层扫描技术
 
穿透式X-ray的CT电脑断层扫描技术
 
 
CT断层扫描是利用X-ray射线穿透物体时进行旋转连续性scan,收集射线经各层面不同物质衰减后的资讯,进行放大及模数转换,再由电脑按演算法得出反映层面各部位对射线吸收系数的定量资料,形成一幅反映待测物特征的三维层面图像。
 
CT的应用范围相当广泛,譬如全世界已发现的油气田,都存在于地下封闭构造或地层内,穿透式X-ray 的CT技术可协助了解岩石样本的内部结构,配合其他各种井下地质资料,便可追踪出生油岩、储集层及盖层等各种所需研究资讯或分布取向范围。
 
检测对象 地下采集的岩样
目的 通过分析岩石样本的内部结构,判断地下储层是否可能会有油气
图片 岩石样本 岩石样本
CT结果 岩石样本的内部结构 岩石样本的内部结构
 
除此之外,一般垃圾掩埋场大多建在土壤层之下的非饱和带,若处理不慎,其垃圾渗出来的污水所引起周围环境污染则在所难免,环保研究人员为了研究滤液渗漏中污染物在非饱和带的迁移和行径规律,经常采用室内模拟试验的方法。

CT扫描技术就有助于此类研究,透过在稳定非饱和样本中间断性连续注入污染液,藉由测量不同时间间隔CT影像,得到污染物在非饱和砂土中随时间和空间的变化规律,对污染监测和控制具有很重要的意义。
 
检测对象 土壤试样
目的 检测土壤样本内部的孔隙分布状况、根系状况
图片  土壤试样
CT结果 土壤样本内部的根系分布状况 土壤样本内部的孔隙分布状况
 
CT断层扫描得到的图像,其不同密度的结构所产生的明暗程度就有不同,X-ray穿透物质后的强度呈指数规律衰减,物质密度则透过软体转换后的图像呈现进一步判别。一般CT图像中暗色部分为低密度区,亮色部分为高密度区。现在CT软体技术可由「滤波软体」及「伪色彩」功能,增强解析其密度上的差异对比,使研究人员更简易的判断样本结构分布。
 
CT扫描技术可以被广泛的运用,主要是因为能够透过硬体和软体的技术搭配,得到清晰且细腻的三维视觉图像,反映量化出样本结构内部详细资讯及空间分布,随着工业科技越来越进步,在开发看不见的地质产能资源或是针对建设后的污染监测、环境评估治理,都可经过穿透式X-ray CT断层扫描检测取得足够的实体资讯,提供科学家理论依据及下一步需要进行的决策。
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