CN104236975A - 一种简易海洋沉积物古地磁研究分样装置 - Google Patents

Abstract

一种简易海洋沉积物古地磁研究分样装置，包括支架端板(1)，带刻度尺的钢板(2)，刀片，滑块(4，5)，螺杆(6)，摇动手柄(7)。刀片安装于钢板(2)上，滑块(4)上安装有透明胶支架(8)，滑块中间有螺纹沉头孔与螺杆(6)配合，滑块(5)中间有螺纹沉头孔(11)与螺杆(6)配合，支架端板(1)中间有螺纹通孔(9)与螺杆(6)配合，摇动手柄(7)与螺杆(6)通过内六角螺栓连接，一面开口的任意数量的样品盒(12)可以夹紧在两个滑块之间，取样时只需使样品盒开口面朝下一次性均匀用力压入海底沉积物，即可完成取样。

Description

一种简易海洋沉积物古地磁研究分样装置

所属技术领域

本发明涉及一种简易海洋沉积物古地磁研究分样装置，尤其适用于环境磁学和古地磁研究的海洋沉积物样品分样。

背景技术

从海底打钻取回来的柱状岩芯样品，需要沿直径一分为二剖开成两个半圆柱，然后将海底沉积物分样，并装入边长为20mm的立方体样品盒进入磁学参数测量。用于古地磁研究的海底沉积物主要是淤泥，其主要成分是粘土，沉降过程非常缓慢且经历复杂的生物作用和化学作用，由于其沉积速率非常低，沉降过程中受地磁场的作用，由于地磁极是随时间不断漂移的，甚至会发生倒转，不同时间的沉积物记录了相应时间地磁场的强度和方向，通过磁学参数的测量便可确定磁偏角随时间的变化，推测地磁场倒转的地质年代和古气候的变化。

因此，分样过程中要准确记录样品的地理坐标位置，样品在海底深度和方向，并且要一次性准确装入样品盒，任何样品的破坏、混合和收缩变形都会造成测试数据的误差。

目前，用于古地磁和环境磁学研究的海底沉积物岩芯样品分样一般都是手工分样，在柱状样品管旁放1个刻度尺，用于记录样品的深度，然后根据刻度用手将空样品盒逐个压入柱状岩芯，再利用工具将填满样品的样品盒逐个挖出。由于刻度尺距离样品有一段距离，容易造成样品深度信息的读数误差，同时由于手工放置样品盒容易造成所有样品盒并未成直线排列，而且压入过程中由于用力不均而造成样品盒压歪，这些人为的误差都会造成测试数据的偏差，对古气候和环境研究特别是磁学定年影响很大，样品位置很小的偏差会造成磁偏角很大的误差，且分样效率非常低。

发明内容

为了克服传统手工分样精度不高和效率低下的缺点，本发明提供一种简易的海洋沉积物古地磁研究分样装置，主要用于将海底柱状岩芯样品分装到各个样品盒。

该装置包括支架端板，带刻度尺的钢板，刀片，两个滑块，螺杆，摇动手柄。带刻度尺的钢板安装于支架端板上，刀片安装于钢板上，滑块上安装有透明胶支架，滑块中间有螺纹沉头孔与螺杆配合，滑块中间有螺纹沉头孔与螺杆配合，支架端板中间有螺纹孔与螺杆配合，摇动手柄与螺杆通过内六角螺栓连接。

样品盒为标准件，边长为20mm的立方体，背面有指示箭头和排气孔，上面有盖子。此简易装置可连续分样，将样品盒盖子揭掉，按背面箭头方向统一排列，开口向上放置在刀片之间的凹槽，顺时针摇动摇动手柄，带动螺杆转动，由于螺杆与支架端板的螺纹通孔配合关系，摇动手柄转动时螺杆可以前后移动，由于螺杆分别与滑块和上的螺纹沉头孔装配在一起，而带动滑块的移动，并利用螺纹力夹紧样品盒。

分样时，样品盒开口朝下，一次性均匀压入海洋沉积物，海底沉积物为高粘度淤泥，随着海底沉积物进入样品盒，原来样品盒里的空气通过排气孔逐渐被挤出，直到空气排尽后利用透明胶支架上的透明胶，手动将所有样品盒上的排气孔密封，然后从支架端板两端均匀的抬起此取样装置，此时虽然样品盒开口向下，但由于排气孔已经密封，在大气压的作用下，样品盒内的样品并不会因为重力作用而掉落，待装置完全离开海底柱状岩芯样品管，将此分样装置翻过来，让样品盒开口朝上平放在实验台上，逆时针摇动摇动手柄卸掉螺纹预紧力，并将滑块移开，然后将样品盒逐个取出并盖上盖子，完成分样。

此装置取样快捷，通过滑块的移动自由调节取样数量，大大提高了分样效率；并可以减少手工逐个分样带来的误差，减少了对柱状岩芯管上剩余样品的破坏，并且此简易分样装置加工工艺简单。

钢板顶面有刻度尺，刻度尺紧挨样品盒，可以精确定位样品的位置；两块刀片之间的间距为20mm，和样品盒的宽度一致，中间构成的凹槽刚好放置样品盒，并可确保样品盒在同一直线上排列；支架端板上螺纹通孔与螺杆的配合可以产生轴向螺纹力，推动两个滑块夹紧样品盒，确保在分样过程中样品盒不会脱落；摇动手柄在转动过程中能使螺杆前后移动来拉动滑块，自由调节滑块之间的距离，从而调节样品盒数量，最少装20个，最多装50个；透明胶支架上可装透明胶，当样品盒被压入海洋沉积物，样品盒内所有空气排出后，利用支架上的透明胶手动将所有样品盒上的排气孔密封，在取出样屏过程中虽然样品盒开口朝下，样品也会在大气压的作用下吸附在盒内样品，不会因重力作用脱落，避免了手动分样时用工具挖出样品盒时对样品造成破坏，实现高效分样的目的。

本发明的有益效果是：刀片之间的凹槽方便了样品盒的快速装卸；两块带刻度钢板和滑块和实现了样品盒的精确定位。螺杆和配合螺纹孔产生的螺纹力实现了样品盒的夹紧；滑块和随螺杆的前后自由移动实现了取样长度的调节，实现可变长度连续取样。透明胶支架方便了透明胶的使用，可一次性密封所有样品盒排气孔，此方法可将样品一次性垂直取出，避免了用工具逐个将样品挖出时对样品本身和剩余样品的破坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的简易海洋沉积物古地磁研究分样装置的俯视图；

图2是本发明的简易海洋沉积物古地磁研究分样装置的主视图；

图3是剖面A-A的剖面图；

图4是剖面B-B的剖面图；

图5是支架端板的主视图；

图6是滑块4的主视图；

图7是滑块5的主视图；

图8是样品盒的俯视图；

图9是本发明装置操作示意图；

图10是分样操作关键步骤示意图；

图11是本发明装置操作示意图。

其中1.支架端板，2.带刻度的钢板，3.刀片，4.滑块，上面装有透明胶支架8，5.滑块，6螺杆，7.摇动手柄，8.透明胶支架，9.螺纹通孔，用于与螺杆配合，产生螺纹力并通过螺杆旋转使螺杆前后移动，10.螺纹沉头孔，用于连接滑块和螺杆，11.螺纹沉头孔，用于连接滑块和螺杆，12样品盒，13排气孔。

具体实施方式

图1是本发明的简易海洋沉积物古地磁研究分样装置的俯视图，该装置包括两个完全一样的支架端板1，两个完全一样的带刻度尺的钢板2，两个完全一样的刀片3，滑块4，滑块5，两个完全一样的螺杆6，两个完全一样的摇动手柄7，透明胶支架8，两个完全一样的螺纹通孔9，螺纹沉头孔10和螺纹沉头孔11。其中，两个支架端板1之间由带刻度钢板2连接，两个带钢板2的两端分别穿过所述支架端板1上的开口参照图5，在上述开口内表面的中心位置有垂直钢板表面的螺纹通孔参照图1，用于安装固定螺钉，固定螺钉通过所述螺孔将支架端板和带钢板固定连接。两块刀片3分别安装于两块带刻度的钢板2上。滑块4和5分别通过螺纹沉头孔10和11与两根完全一样的螺杆6连接。两根螺杆6分别通过两个支架端板1上的两个螺纹通孔拧入螺纹沉头孔10和11，两根完全相同的螺杆6分别通过内六角螺栓与两个完全相同的摇动手柄7连接。摇动两个摇动手柄7中任何一个都会带动与之装配的螺杆旋转，利用螺杆与支架端板的螺纹通孔的装配关系而产生螺纹力并带动安装于螺杆上的滑块移动，从而通过摇动一个或同时摇动两个摇动手柄可以自由调节滑块在刻度钢板上的位置和两个滑块的间距。

图2是本发明的简易海洋沉积物古地磁研究分样装置的主视图，做为图1的补充说明，表达各部件的装配关系。其中，透明胶支架8与样品盒位于钢板的不同侧面，这样，当取样过程中，样品盒朝下压入岩芯样品时，便于摘取透明胶，以密封所有样品盒朝上的一面上具有的排气孔。

图3是剖面A-A的剖面图，补充说明端板1，带刻度钢板2，刀片3，螺杆6之间的装配关系，说明刀片3的厚度1mm，高度为5mm，补充说明刀片3的间距为20mm，及形成的凹槽14。

参照图2和图3，刀片3的长度比带刻度钢板2短，刀片厚度为1mm，高度为5mm，两块刀片的间距为20mm，刀片3与钢板2之间形成凹槽14，这样刀片3之间的间距与样品盒尺寸相配合，便于样品盒放置于所述凹槽14中参照图4。

图4是剖面B-B的剖面图，其中仅示出了滑块4，而滑块5并未示出，图4示出滑块4与带刻度钢板2之间的装配关系；补充说明透明胶支架8的形状；补充说明样品盒12的安装位置。参考图4可以清晰看出滑块与刀片的装配关系。滑块4和滑块5结构完全一样，但滑块4上面安装了透明胶支架8，两个滑块都安装于两块带刻度钢板2上。

图5是支架端板1的主视图，补充说明端板1与带刻度钢板2之间的装配关系和螺纹通孔9的位置。

图6是滑块4的主视图，表达了滑块4的结构及螺纹沉头孔10的位置，螺杆6的端部通过外螺纹旋入螺纹沉头孔10，使螺杆6与滑块4之间紧密固定连接，以使在螺杆6沿装置纵向移动的过程中，滑块4与螺杆6之间的连接不会松动。

图7是滑块5的主视图，表达了滑块5的结构及螺纹沉头孔11的位置螺杆7与螺纹沉头孔11之间的连接方式与图6中相同。

图8是样品盒的俯视图，表达了样品盒12的尺寸，排气孔的位置，及样品盒(12)上面的箭头方向。其中，样品盒为边长均为20mm的正方体形状，当样品盒固定到所述装置中时，样品盒的上表面上具有排气孔和箭头，其中排气孔用于进样过程中排除样品盒内空气，避免样品盒内形成正压影响取样，箭头为放置样品盒的指示方向，放置时沿一个方向放置，使得箭头沿一条直线排列，这样能保证排气孔也排在一条直线上，样品盒的下表面上完全敞开以完成进样；需要说明的时，当样品盒从所述装置上取下或未用的时候，可以用相应的盖体盖上，以防止样品污染和水分流失造成干枯变形。

图9是本发明装置操作示意图，表达了本发明的易海洋沉积物古地磁研究分样装置操作方法，分样时要保持螺杆轴心与柱状岩芯样品轴心平行且在同一垂直面上，然后两端均匀缓慢压入岩芯样品，下面详细描述，分样操作流程。

参照图9，分样时，将所述装置倒置，使得放置样品盒14的凹槽14朝上，先逆时针摇动摇动手柄7，让两个滑块的间距增大，螺杆在端板支架外面的部分较长，然后将样品盒盖子揭掉，按背面箭头方向统一排列一次最少20个，最多50个，开口向上放置在凹槽14，先摇动其中1个手柄将其中1个滑块移动到预定的刻度，然后摇动另一个摇动手柄，推动另一个滑块移动，直到样品盒完全并螺纹力夹紧。然后将此简易取样装置翻过来，样品盒开口朝下。

在保持螺杆轴心与柱状岩芯样品轴心平行且在同一垂直面上，然后两端均匀缓慢压入岩芯样品，海底沉积物为高粘度淤泥，随着海底沉积物进入样品盒，原来样品盒里的空气通过排气孔13逐渐被挤出，岩芯样品完全充满样品盒。

图10是分样操作关键步骤示意图，表达了分样过程中要确保钢板2的底面完全接触岩芯样品，确保样品盒12完全被岩芯样品充满。

图11是本发明装置操作示意图，表达了岩芯样品取出后要让样品盒12开口朝上平放在实验台上。

参考图10，然后将用明胶支架8上的透明胶(未示出)，手动将所有样品盒上的排气孔密封，再从支架端板1两端均匀的抬起此取样装置。

参考图11，从支架端板1两端均匀的抬起此取样装置时，待装置完全离开海底岩芯样品管，将此取样装置倒置，让样品盒开口朝上平放在实验台上。同时逆时针摇动两个摇动手柄7，将滑块4和5移开，然后将样品盒逐个取出并盖上盖子，完成分样。

此装置取样快捷，通过滑块4和5的移动自由调节取样数量，大大提高了分样效率，并可以减少手工逐个分样带来的误差。

Claims (4)

1.一种简易海洋沉积物古地磁研究分样装置，其特征在于，包括：

两个支架端板(1)，两个带刻度尺的钢板(2)，在所述两个带刻度尺的钢板上分别具有一个刀片(3)，所述带刻度尺的钢板(2)以及所述刀片(3)安装在两个支架端板之间；

两个滑块(4，5)，两个螺杆(6)，所述两个螺杆(6)的一端分别通过外螺纹与两滑块上具有的螺纹沉头孔(11)相连，所述两个螺杆通过螺纹与两个支架端板(1)上相匹配的螺孔相配合并且其另一端分别从两个支架端板外侧伸出，伸出支架端板外的螺杆端分别通过内六角螺栓与两个摇动手柄(7)相连，通过摇动摇动手柄(7)利用螺杆与支架端板的螺纹通孔的装配关系而产生螺纹力并带动安装于螺杆上的滑块移动，从而通过摇动一个或同时摇动两个摇动手柄可以自由调节滑块在刻度钢板上的位置和两个滑块的间距；

多个样品盒(12)，布置在钢板上的所述两个滑块(4，5)之间；

透明胶支架(8)，固定在两个滑块(4，5)之一上，用于固定透明胶。

2.根据权利要求1所述的海洋沉积物古地磁研究分样装置，其特征在于：所述钢板上的刀片的厚度为1mm，高度为5mm，两刀片之间的间距为20mm，两刀片(3)之间的距离与样品盒(12)的尺寸相匹配，样品盒(12)的侧部由所述刀片形成的凹槽(14)定位，所述样品盒(12)的纵向方向上与滑块(4，5)相接触，并被所述两个滑块(4，5)夹紧，以形成样品盒的牢固定位。

3.根据权利要求1所述的海洋沉积物古地磁研究分样装置，其特征在于：所述样品盒(12)为正方体形状，所述正方体的边长为20mm，所述样品盒在相对的两个表面上分别形成具有盖体的开口和排气孔，在具有排气孔的表面上，还具有用于指示样品盒排列方向的箭头，当所述样品盒(12)被放置在所述装置上时是这样定位的：保持其开口部朝下，排气孔朝上，并且所述排气孔形成一条沿刀片(3)纵向方向的直线。

4.一种利用权利要求1-3任一项所述的装置进行海洋沉积物古地磁研究分样的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(1)将所述简易海洋沉积物古地磁研究分样装置放置样品盒的一面朝上，将一定数量的样品盒开口面的盖体去掉，以箭头指示方向一致地开口朝外地布置；

(2)通过顺时针或逆时针摇动摇动手柄(6，7)，调节样品盒在纵向方向的刻度，并使得滑块夹紧所述样品盒；

(3)将所述装置调整成所有样品盒的开口部朝下的位置，并且在保持螺杆轴心与柱状岩芯样品轴心平行且在同一垂直面上，然后两端均匀缓慢压入岩芯样品，海底沉积物为高粘度淤泥，随着海底沉积物进入样品盒，原来样品盒里的空气通过排气孔(13)逐渐被挤出，岩芯样品完全充满样品盒；

(4)用透明胶支架8上的透明胶，手动将所有样品盒上的排气孔密封，再从支架端板(1)两端均匀的抬起此取样装置，待装置完全离开海底岩芯样品管，将此取样装置倒置，让样品盒开口朝上平放在实验台上，同时逆时针摇动两个摇动手柄7，将滑块4和5移开，然后将样品盒逐个取出并盖上盖子，完成分样。