CN105571890A - 一种野外用密闭地质样品取样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种野外用密闭地质样品取样器，包括钻头和钻头外壳，钻头与钻头外壳通过螺纹连接。钻头外壳设有外壳孔，钻头设有样品孔。钻头设有加热片、温度传感器、电机孔、电机孔盖和加热接口，加热片和温度传感器位于样品孔的下方。电机孔位于钻头的中心，电机孔盖位于电机孔的一头，加热接口固定在电机孔盖。钻头外壳的底部设有齿条，齿条与地质样品年代测定仪的齿轮相连接。本发明通过钻头外壳上开外壳孔，钻头上开样品孔，能够完成样品取样、样品封闭和样品年代测定的功能，提高了取样器的密闭性，方便对样品进行内部加热，适用于野外用地质样品光释光年代测定仪测定地质样品。

Description

一种野外用密闭地质样品取样器

技术领域

本发明属于测定分析设备技术领域，涉及一种地质年代测定仪，具体涉及一种野外用地质样品年代测定仪。

背景技术

地质年代就是指地球上各种地质事件发生的时代。它包含两方面含义：其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，因此，称为同位素地质年龄（绝对地质年代）。这两方面相结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识。

针对固体矿物晶体的本身特性，其生长于自然环境中，晶体生成过程中产生的缺陷和后天环境带给它的辐射都会造成其晶体内部的晶格缺陷，形成游离的储能电子，而存储在晶体里的这些储能电子一经外部能量的刺激，就会发射出光子，采用光能来激发矿物晶体的方法就称为光释光。光释光是一种磷光，在固定的光源和相同的激发条件下，这种磷光的光子总量与固体中储能电子的总量成正比。这就是光释光技术应用于地质矿物样品测年的理论依据。

地质样品取样器是矿物样品年代测定仪专用的必要设备，快速精确的取样对于地质年代的样品分析至关重要。对于野外采样的取样器要求采样之后马上密封，在密封状态下运输到暗室，在暗室中进行样品的前处理，剂量辐照，完成测试等过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种野外用密闭地质样品取样器，提高取样器的密闭性能，方便取样和对样品内部加热，适用于野外用地质样品光释光年代测定仪测定地质样品。

本发明的技术方案是：野外用密闭地质样品取样器，包括钻头和钻头外壳，钻头与钻头外壳通过螺纹连接。钻头外壳设有外壳孔，钻头设有样品孔。钻头设有加热片、温度传感器、电机孔、电机孔盖和加热接口，加热片和温度传感器位于样品孔的下方。电机孔位于钻头的中心，电机孔盖位于电机孔的一头，加热接口固定在电机孔盖。钻头外壳的底部设有齿条，齿条与地质样品年代测定仪的齿轮相连接。

钻头与钻头外壳为阶梯式封闭，用电机孔盖进行密封，方便取样时与取样电机相连接。取样器设有取样电机，取样电机通过电机轴插入电机孔的方式与取样器连接。加热接口设有双向接头，双向接头的内接头通过控制电缆与加热片连接，外接头与年代测定仪主机连接。

地质样品年代测定仪包括主机、激发光源模块、光探测模块取样器驱动机构和控制系统，主机内设有隔离板，激发光源模块和光探测模块固定于隔离板上。取样器驱动机构包括齿轮电机和齿轮，齿轮电机通过齿轮与齿条连接。激发光源模块包括激光光源和激发聚焦透镜，激光光源的前端设有激发滤光片，激发聚焦透镜位于激发光源的下部。光探测模块包括光电倍增管和探测聚焦透镜，光电倍增管的前端设有探测滤光片，探测聚焦透镜位于光电倍增管的前部。控制系统设有位置检测模块、激发光源控制模块、齿轮控制模块、光电倍增管控制模块和加热控制模块光电三极管。位置检测模块与光电三极管连接，激发光源控制模块与激发光源模块连接，齿轮控制模块与齿轮电机连接，光电倍增管控制模块与光电倍增管连接，加热控制模块与加热片连接。主机内设有光纤束，激发聚焦透镜通过光纤束连接到样品孔，样品孔通过光纤束连接到探测滤光片。测定仪设有电脑和外接电源，控制系统与电脑和外接电源连接。

本发明野外用密闭地质样品取样器的优点是：①通过钻头外壳上开有外壳孔，钻头上开有样品孔，通过旋转钻头外壳，可以完成样品取样、样品封闭和样品年代测定的功能，提高了取样器的密闭性。②样品孔下方具有圆柱形的加热片，方便对样品进行内部加热，适用于野外用地质样品光释光年代测定仪测定地质样品。③钻头与钻头外壳采用阶梯式封闭，用电机孔盖进行密封，方便取样时与取样电机相连接。④加热接口为双向接头，用于连接加热控制线和年代测定仪主机。⑤钻头外壳下部有齿条结构，可以与年代测定仪主机的齿轮相连接，将样品传送到测试位置。⑥取样器结构紧凑、体积小、重量轻，便于安装、更换与携带。

附图说明

图1为本发明密闭地质样品取样器的结构示意图；

图2为图1的A-A图；

图3为野外用密闭地质样品取样器取样示意图；

图4为野外用地质样品年代测定仪的结构示意图；

图5为野外用地质样品年代测定仪的控制系统示意图；

图6为取样工作示意图。

其中：

1—激发光源模块、2—光纤束、3—探测聚焦透镜、4—探测滤光片、5—光探测模块、6—光电倍增管、7—隔离板、8—取样器、9—外接电源、10—电脑、11—主机、12—齿轮电机、13—齿轮、14—控制系统、15—齿条、16—样品、17—光电三极管、18—激发聚焦透镜、19—控制电缆、20—激发滤光片、21—激发光源、22—钻头、23—固定板、24—钻头外壳、25—电机孔、26—按钮、27—取样控制板、28—电机孔盖、29—加热接口、30—温度传感器、31—加热片、32—外壳孔、33—样品孔、34—位置检测模块、35—取样电机、36—激发光源控制模块、37—齿轮控制模块、38—光电倍增管控制模块、39—加热控制模块、40—电机轴。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明野外用密闭地质样品取样器如图1、图2所示，包括钻头22和钻头外壳24，钻头与钻头外壳通过螺纹连接。钻头外壳设有外壳孔32，钻头设有样品孔33。取样时，外壳孔32为样品16进入样品孔33提供通道。样品测定时，外壳孔32为激发光和释光提供通道。样品孔33则用于盛放样品16。测定状态下，通过旋转钻头外壳24使得两个孔重合，激发光能够照射到样品16，并使释光能够传输出去。取样状态下，两个孔重合，使样品通过外壳孔32进入样品孔33。取样结束后，旋转钻头外壳24，使两个孔完全错开，使样品保留在样品孔33内，保证样品的避光和密封性。钻头设有加热片31、温度传感器30、电机孔25、电机孔盖28和加热接口29。加热片和温度传感器位于样品孔的下方。电机孔位于钻头的中心，电机孔盖位于电机孔的一头，加热接口29固定在电机孔盖。钻头外壳的底部设有齿条15，齿条与地质样品年代测定仪的齿轮13连接，用于和年代测定仪11内部的齿轮13结合使用，通过齿轮、齿条传动，将样品16传送到测试位置。如图3所示，取样器设有取样电机35，取样电机通过电机轴40插入电机孔的方式与取样器连接。钻头与钻头外壳为阶梯式封闭，用电机孔盖进行密封。取样状态下，电机孔盖28盖住加热接口，电机孔25接上取样电机35。样品测试状态下，取下电机孔盖28，加热接口29与年代测定仪主机11相连，通过控制系统对样品16的加热进行控制。加热接口29为双向接头，双向接头的内接头通过控制电缆17与加热片31连接，外接头与年代测定仪主机11连接，控制电缆通过固定板23固定。

如图4所示，地质样品年代测定仪包括主机11、激发光源模块1、光探测模块5、取样器驱动机构和控制系统14，主机内设有隔离板7，激发光源模块和光探测模块固定于隔离板上。取样器驱动机构包括齿轮电机12和齿轮13，齿轮电机通过齿轮与齿条连接。激发光源模块包括激光光源21和激发聚焦透镜18，激光光源的前端设有激发滤光片20，激发聚焦透镜位于激发光源的下部。光探测模块包括光电倍增管6和探测聚焦透镜3，光电倍增管的前端设有探测滤光片4，探测聚焦透镜位于光电倍增管的前部。

如图5所示，控制系统设有位置检测模块34、激发光源控制模块36、齿轮控制模块37、光电倍增管控制模块38、加热控制模块39和光电三极管17。位置检测模块与光电三极管17连接，激发光源控制模块与激发光源模块连接，齿轮控制模块与齿轮电机连接，光电倍增管控制模块与光电倍增管连接，加热控制模块与加热片31连接。主机内设有光纤束2，激发聚焦透镜通过光纤束连接到样品孔33，样品孔通过光纤束连接到探测滤光片。测定仪设有电脑10和外接电源9，控制系统14与电脑和外接电源连接。

取样器工作流程如图6所示，将钻头外壳24通过电机孔25与取样电机35连接，此时为密封状态，外壳孔32与样品孔33完全错开。按下“定位”按钮，取样电机35带动外壳24旋转，使外壳孔32与样品孔33完全对齐。钻头22和钻头外壳24垂直插入松散的沙土中，然后按下“前进”按钮，使取样器8进入沙土深处60cm处，静置一会，进行取样。待沙土样品16通过外壳孔32进入样品孔33后，按动“复位”按钮，转动钻头外壳24，外壳孔32与样品孔33完全错开，进入封闭状态。按下“退出”按钮，取样器8从土中安稳退出，完成取样工作。

仪器工作流程图为，将取样器8固定进年代测定仪11中，然后，按动“对齐”按钮，样品外壳24旋转，外壳孔32与样品孔33对齐，进入测试状态。按动“测试”按钮，齿轮电机12工作，驱动齿轮13运动，再通过齿轮、齿条结构带动样品16前进到测试位置。光电三极管17进行样片位置检测，判断位置是否准确，并根据误差自动调整，直至样品16位置正确。然后依次打开光电倍增管6和激发光源21，根据预先设定好的释光测定程序，开始样品16的年代测定。样品检测完成后，判断是否是最后一个样品，如果不是最后的样品，则程序返回到测试步骤，将下一个样品传送到达测定位置，进行样品测定。

Claims (8)

1.一种野外用密闭地质样品取样器，包括钻头（22）和钻头外壳（24），钻头与钻头外壳通过螺纹连接，所述钻头外壳设有外壳孔（32），钻头设有样品孔（33），其特征是：所述钻头设有加热片（31）、温度传感器（30）、电机孔（25）、电机孔盖（28）和加热接口（29），所述加热片和温度传感器（30）位于样品孔的下方；所述电机孔位于钻头的中心，所述电机孔盖位于电机孔的一头，所述加热接口固定在电机孔盖；所述钻头外壳的底部设有齿条（15），所述齿条与地质样品年代测定仪的齿轮（13）相连接。

2.根据权利要求1所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述钻头（22）与钻头外壳（24）为阶梯式封闭，用电机孔盖（28）进行密封。

3.根据权利要求1所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述加热接口（29）设有双向接头，所述双向接头的内接头通过控制电缆（17）与加热片（31）连接，外接头与年代测定仪主机（11）连接。

4.根据权利要求1所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述地质样品年代测定仪包括主机（11）、激发光源模块（1）、光探测模块（5）、取样器驱动机构和控制系统（14），所述主机内设有隔离板（7），激发光源模块和光探测模块固定于隔离板上；所述取样器驱动机构包括齿轮电机（12）和齿轮（13），所述齿轮电机通过齿轮与齿条连接。

5.根据权利要求4所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述激发光源模块包括激光光源（21）和激发聚焦透镜（18），激光光源的前端设有激发滤光片（20），激发聚焦透镜位于激发光源的下部；所述光探测模块包括光电倍增管（6）和探测聚焦透镜（3），光电倍增管的前端设有探测滤光片（4），探测聚焦透镜位于光电倍增管的前部。

6.根据权利要求4所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述控制系统设有位置检测模块（34）、激发光源控制模块（36）、齿轮控制模块（37）、光电倍增管控制模块（38）、加热控制模块（39）和光电三极管（17）；所述位置检测模块与光电三极管（17）连接，所述激发光源控制模块与激发光源模块连接，所述齿轮控制模块与齿轮电机连接，所述光电倍增管控制模块与光电倍增管连接，所述加热控制模块与加热片（31)连接。

7.根据权利要求4所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述主机内设有光纤束（2），激发聚焦透镜通过光纤束连接到样品孔（33），样品孔通过光纤束连接到探测滤光片。

8.根据权利要求4所述的野外用密闭地质样品取样器，其特征是：所述测定仪设有电脑（10）和外接电源（9），所述控制系统（14）与电脑和外接电源连接。