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MASTER THESIS
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Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Design and Development of a Drill Core Scanner[BR]- Stage d'insertion professionnelle : GeMME

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Israel Kipendo, Israël ULiège
Promotor(s) : Bruls, Olivier ULiège
Date of defense : 26-Jun-2023/27-Jun-2023 • Permalink : http://hdl.handle.net/2268.2/17424
Details
Title : Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Design and Development of a Drill Core Scanner[BR]- Stage d'insertion professionnelle : GeMME
Translated title : [fr] Conception et mise au point d'un scanner à carotte de forage
Author : Israel Kipendo, Israël ULiège
Date of defense  : 26-Jun-2023/27-Jun-2023
Advisor(s) : Bruls, Olivier ULiège
Committee's member(s) : Gilet, Tristan ULiège
Béchet, Eric ULiège
Baudinet, Robert ULiège
Language : English
Number of pages : 121
Keywords : [en] ANCORLOG, LIBS, CORE SCAN
Discipline(s) : Engineering, computing & technology > Mechanical engineering
Funders : University of Liège
Research unit : ArGenCo, GeMME
Name of the research project : ANCORLOG
Target public : Researchers
Professionals of domain
Student
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Degree: Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée en mécatronique
Faculty: Master thesis of the Faculté des Sciences appliquées

Abstract

[en] This work focuses on enhancing the performance of a mining drill core scanner. The
theoretical section provides a comprehensive synthesis of general information and literature
on mineral scanning technologies and an overview of the initial prototype. Specifically,
the emphasis is placed on laser, X-ray, and 3D camera technologies.

The ANCORLOG prototype itself is a sophisticated scanner consisting of mechanical,
electrical, electronic, and software components, which are detailed extensively.
Following the identification of issues, a performance analysis revealed that the prototype
does not meet the required specifications. This particularly pertains to the range
of analyzable minerals, real-time data acquisition, and the filtration of microparticles
found in smoke and dust.

Consequently, this study embarked on improving the prototype scanner’s performance.
This involved selecting better-scanning sensors and necessitated a new mechanical
design. The LIBS, SWIR, and RGB systems were chosen for this project. The
numerical validation of these systems provided the green light for their implementation.
Considering environmental constraints and user safety, an air filtering system and
safety protocols were integrated into the project.

Moreover, this project involved lengthy administrative processes, including project
initiation, data-sharing agreements among various partners, and technology sharing.
The administrative aspect also posed challenges in terms of purchasing scanning sensors
due to their cost.

Finally, upon receiving the necessary parts, the scanner mechanism began to take
shape. While the control of the scanning sensors is still being refined, a test was
conducted using a representative load of 40 kg. This test primarily aimed to evaluate
acceleration, velocity, power, and torque for movement along one axis independently
of the other two.

Although these mechanical improvements proved satisfactory, the challenge of adapting
the size of the scanning sensors each time they are changed remains. The synchronization
of the entire process will be implemented once the industrial computer is
delivered.

[fr] Ce travail aborde l'amélioration des performances d'un scanner de carottes de forage minier. La section théorique fournit une synthèse complète des informations générales et de la littérature sur les technologies de numérisation des minéraux, ainsi qu'un aperçu du prototype initial. Plus précisément, l'accent est mis sur les technologies laser, les rayons X et les caméras 3D.

Le prototype ANCORLOG lui-même est un scanner sophistiqué composé de composants mécaniques, électriques, électroniques et logiciels, qui sont détaillés de manière exhaustive. Après avoir identifié les problèmes, une analyse des performances a révélé que le prototype ne satisfait pas aux spécifications requises. Cela concerne en particulier la gamme de minéraux pouvant être analysés, l'acquisition de données en temps réel et la filtration des microparticules présentes dans la fumée et la poussière.

Par conséquent, cette étude s'est attelée à améliorer les performances du scanner prototype. Cela a impliqué la sélection de meilleurs capteurs de numérisation et a nécessité une nouvelle conception mécanique. Les systèmes LIBS, SWIR et RGB ont été choisis pour ce projet. La validation numérique de ces systèmes a donné le feu vert à leur mise en œuvre. En tenant compte des contraintes environnementales et de la sécurité des utilisateurs, un système de filtration de l'air et des protocoles de sécurité ont été intégrés au projet.

De plus, ce projet a impliqué de longs processus administratifs, notamment le lancement du projet, la conclusion d'accords de partage de données entre différents partenaires et le partage de technologies. L'aspect administratif a également posé des défis en termes d'achat de capteurs de numérisation en raison de leur coût.

Enfin, après avoir reçu les pièces nécessaires, le mécanisme du scanner a commencé à prendre forme. Bien que le contrôle des capteurs de numérisation soit encore en cours de peaufinage, un test a été réalisé à l'aide d'une charge représentative de 40 kg. Ce test visait principalement à évaluer l'accélération, la vitesse, la puissance et le couple pour le mouvement le long d'un axe indépendamment des deux autres.

Bien que ces améliorations mécaniques se soient révélées satisfaisantes, le défi d'adapter la taille des capteurs de numérisation à chaque changement reste encore présent. La synchronisation de l'ensemble du processus sera mise en œuvre une fois que l'ordinateur industriel sera livré.


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Document(s)

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Description: TFE
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Description: Résumé
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Annexe(s)

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Description: annexes
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Author

  • Israel Kipendo, Israël ULiège Université de Liège > Master ing. civ. méc., à fin.

Promotor(s)

Committee's member(s)

  • Gilet, Tristan ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Microfluidique
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  • Béchet, Eric ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Conception géométrique assistée par ordinateur
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  • Baudinet, Robert ULiège Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Géoressources minérales & Imagerie géologique
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