CN107631920B - 一种自动制样装置及光释光测年仪 - Google Patents

Abstract

一种自动制样装置及光释光测年仪，属于电子电器设备设计及生产和地质领域。一种自动制样装置，可以通过初选模块将样品初步处理和分离，得到颗粒合适的样品，将样品输送到样品处理模块，进一步进行加工处理；最后送到精选模块进行精选分离，得到适用于检测的样品；该自动制样装置过程简单可控，筛选效率高效；一种光释光测年仪，本光释光测年仪包括上述的自动制样装置，通过自动制样装置制备样品，然后通过测量模块，测试样品。

Description

一种自动制样装置及光释光测年仪

技术领域

本发明涉及电子电器设备设计及生产技术和地质考古领域，且特别涉及一种自动制样装置及光释光测年仪。

背景技术

光释光Optically Stimulated Luminescence(OSL)是一种测年方法，广泛用于第四纪地质与环境、考古、活动构造、古地震等研究中。沉积物中的矿物颗粒(对OSL测年有意义的主要是石英或长石)被掩埋之后不再见光，同时不断接受来自周围环境中的U、Th、K等放射性物质的衰变所产生的α、β、γ及宇宙射线等的辐射，导致晶体的电子发生电离而脱离晶体形成自由电子，之后被晶格中参杂的杂质原子或者其他因素所导致的晶格缺陷所形成的“电子”陷阱所俘，变成“俘获电子”而储存，长期的埋藏辐射过程使得矿物晶格中的“俘获电子”越来越多，即矿物颗粒随时间的增长不断累积辐射能。这些矿物颗粒在天然环境受热或者光照及实验室用加热或光束照射时，可以使累积的辐射能以光的形式激发出来，即释光信号。

光释光测年就是将石英、长石等碎屑矿物受到最后一次光照晒退后沉积埋藏至今所吸收的环境中天然辐射所产生的OSL信号强度测量出，并与人工辐射所产生的OSL信号强度进行比较，然后计算出与天然OSL信号强度对应的辐射剂量，得到的等效剂量(De)，等效剂量再除以年计量，即得埋藏时间。

OSL测年法是一种的重要测年手段，该仪器研究成熟，应用领域广泛且认可度高，测试范围为几百年至数十万年。但在测试过程中，最耗时耗力的是其前处理过程，样品前处理的目的是去除杂质，提取纯净的测试用矿物颗粒(石英、长石)，所有实验步骤均在暗室红光(中心波长约为655nm±30nm)条件下完成。

经过长期实践，发现现有的试样前处理方法存在诸多不足，严重影响实验效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动制样装置，可以通过初选模块将样品初步处理，将样品输送到样品处理模块，进一步处理；最后送到精选模块得到样品。

本发明的另一目的在于提供一种光释光测年仪，本光释光测年仪包括上述的自动制样装置，通过自动制样装置制备样品，然后通过测量模块，测试样品。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种自动制样装置，其包括：

初选浓缩模块：筛选粉碎装置、第一输送装置、初选器、第二输送装置和浓缩器；筛选粉碎装置包括筛分筒和粉末溶解池，筛分筒设置于粉末溶解池内，初选器设置有输入口、第一输出口和第二输出口，第一输送装置的一端与输入口连接，另外一端设置于粉末溶解池；浓缩器通过第二输送装置与第一输出口连通；第二输出口通过管道与筛分筒连通；

样品处理模块：包括样品处理池、搅拌装置；搅拌装置设置于样品处理池；样品处理池设置有输注样品的样品输注口、输注反应试剂的试剂输注口和排放液体的排液口；浓缩器设置有样料输出口，样料输出口通过管道与样品输注口连通；

精选模块：包括精选器、粗粒沉淀池和试样沉淀池；精选器设置有进料口、回液口和出料口，进料口与排液口连接；回液口与样品处理池连通；出料口分别与粗粒沉淀池和试样沉淀池连通。

一种光释光测年仪，光释光测年仪包括测量模块和上述的自动制样装置，自动制样装置的出料端连通至测量模块的进料端。

本发明实施例的有益效果是：一种自动制样装置，可以通过初选模块将样品初步处理和分离，得到颗粒合适的样品，将样品输送到样品处理模块，进一步进行加工处理；最后送到精选模块进行精选分离，得到适用于检测的样品；该自动制样装置过程简单可控，筛选效率高效；一种光释光测年仪，本光释光测年仪包括上述的自动制样装置，通过自动制样装置制备样品，然后通过测量模块，测试样品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的自动制样装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的初选器的示意图；

图3是图2中III的放大的示意图；

图4是本发明实施例提供的三通阀的示意图。

图标：100-自动制样装置；110-初选浓缩模块；111-筛选粉碎装置；111a-筛分筒；111b-粉末溶解池；112-第一输送装置；113-初选器；113a-输入口；113b-第一输出口；113c-第二输出口；114-第二输送装置；115-浓缩器；115a-样料输出口；116-圆筒部；116a-筒壁；116b-筒盖；116c-第一输出口；117-圆锥部；117a-连接端；117b-出液端；117c-第二输出口；118-输入管；119-筛选罩；119a-出料腔；119b-筛选孔；120-样品处理模块；121-样品处理池；121a-试剂输注口；121b-排液口；122-搅拌装置；122a-磁性转子；122b-磁力搅拌器；123-蠕动泵；124-废液桶；125-加热装置；130-精选模块；131-精选器；131a-精选泵；131b-进料口；131c-回液口；131d-出料口；132-粗粒沉淀池；133-试样沉淀池；134-三通阀；134a-第一端口；134b-第二端口；134c-第三端口；140-自动控制模块；141-温度传感器；142-集成控制模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的一种自动制样装置及光释光测年仪进行具体说明。

一种自动制样装置，其包括：

初选浓缩模块：包括筛选粉碎装置、第一输送装置、初选器、第二输送装置和浓缩器；筛选粉碎装置包括筛分筒和粉末溶解池，筛分筒设置于粉末溶解池内，初选器设置有输入管、第一输出口和第二输出口，第一输送装置的一端与输入口连接，另外一端设置于粉末溶解池；浓缩器通过第二输送装置与第一输出口连通；第二输出口通过管道与筛分筒连通；

样品处理模块：包括样品处理池、搅拌装置；搅拌装置设置于样品处理池；样品处理池设置有输注样品的样品输注口、输注反应试剂的试剂输注口和排放液体的排液口；浓缩器设置有样料输出口，样料输出口通过管道与样品输注口连通；

精选模块：包括精选器、粗粒沉淀池和试样沉淀池；精选器设置有进料口、回液口和出料口，进料口与排液口连接；回液口与样品处理池连通；出料口分别与粗粒沉淀池和试样沉淀池连通。

进一步地，在本发明较佳实施例中，初选器包括圆筒部和圆锥部，圆筒部包括筒壁和筒盖，输入管设置于筒壁，第一输出口设置于筒盖；第二输出口设置于圆锥部。

进一步地，在本发明较佳实施例中，输入管沿圆筒部的筒壁切向设置；圆锥部包括连接端和出液端，连接端与圆筒部连接，第二输出口设置于出液端。

进一步地，在本发明较佳实施例中，粉末溶解池为超声波震荡粉末溶解池。

进一步地，在本发明较佳实施例中，试剂输注口至少设置三个，每个试剂输注口设置有蠕动泵。

进一步地，在本发明较佳实施例中，样品处理模块还包括废液桶，废液桶通过管道与样品处理池连通。

进一步地，在本发明较佳实施例中，搅拌装置为磁力搅拌装置，磁力搅拌装置包括磁性转子和磁力搅拌器，磁性转子设置于样品处理池，磁力搅拌器与磁性转子磁性配合。

进一步地，在本发明较佳实施例中，出料口设置有三通阀，三通阀包括第一端口、第二端口和第三端口；第一端口与出料口连通，第二端口与粗粒沉淀池连通，第三端口与试样沉淀池连通。

进一步地，在本发明较佳实施例中，还包括自动控制模块，自动控制模块包括温度传感器和集成控制模块，温度传感器设置于样品处理池；集成控制模块分别与筛选粉碎装置、第一输送装置、第二输送装置、蠕动泵、磁力搅拌装置和三通阀电连接

一种光释光测年仪，光释光测年仪包括测量模块和上述的自动制样装置，自动制样装置的出料端连通至测量模块的进料端。

通过自动制样装置制得的样品直接送料到测量模块，直接测量，方便快捷。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例 参见图1到图4

参见图1，本实施例提供一种自动制样装置100，包括初选浓缩模块110、样品处理模块120、精选模块130和自动控制模块140。

参见图1，初选浓缩模块110：包括筛选粉碎装置111、第一输送装置112、初选器113、第二输送装置114和浓缩器115。

筛选粉碎装置111包括筛分筒111a和粉末溶解池111b；粉末溶解池111b为超声波震荡的粉末溶解池111b；通过超声波可以加速粉末的溶解，另外还能起到粉碎粉末的作用；筛分筒111a设置于粉末溶解池111b内；筛分筒111a的筒壁116a上设置有孔径为500μm的小孔，将需要处理的样品经过研磨粉碎等方法，处理成粉末状，得到粉末样品；将粉末样品加入到筛分筒111a中；然后将筛分筒111a放置到粉末溶解池111b，在粉末溶解池111b加入溶剂，本实施例中溶剂优选为水。

参见图2，初选器113为旋流分离器，初选器113包括圆筒部116和圆锥部117。

圆筒部116包括筒壁116a和筒盖116b，筒壁116a上设置有输入管118，输入管118沿筒壁116a切向设置，输入管118与初选器113的内腔连通。

参见图2和图3，初选器113内设置有筛选罩119，筛选罩119与筒盖116b连接；筛选罩119围成出料腔119a；筒盖116b设置有第一输出口116c；出料腔119a与第一输出口116c连通。

筛选罩119的侧壁上设置有筛选孔119b，筛选孔119b能将粒径小于200μm的浆料筛选过滤出来。

圆锥部117包括连接端117a和出液端117b；从连接端117a到出液端117b的直径逐渐缩小，在圆锥部117的内壁设置有螺旋向下的导流槽(图中未示出)，在出液端117b设置有第二输出口117c。

粉末溶解池111b中的浆料输送到初选器113，通过输入管118进入初选器113，由于输入管118沿筒壁116a切向设置且由于圆锥部117的内壁设置有螺旋向下的导流槽(图中未示出)；浆料沿初选器113内壁快速螺旋向下流动，起到离心的作用，大的颗粒在离心力的作用下，逐渐靠初选器113内壁向下运动，并从出液端117b设置的第二输出口117c输出；重新输回到筛分筒111a；清液或含有较细颗粒的浆料则随中心的旋流向上运动，到圆筒部116的时候，由于筛选罩119的筛选作用，粒径小于200μm的浆料进入筛选罩119的出料腔119a，并通过第一输出口116c输出到浓缩器115。

浓缩器115通过第二输送装置114与第一输出口113b连通；第二输送装置114将筛分出来的符合要求的浆料输送到浓缩器115，得到浓缩物料，经过浓缩器115后的水分等物料就回流到粉末溶解池111b。

浓缩器115设置有样料输出口115a，通过样料输出口115a将浓缩物料输送到样品处理模块120。

参见图1，样品处理模块120：包括样品处理池121、搅拌装置122、蠕动泵123、废液桶124和加热装置125。

样品处理池121设置有三个试剂输注口121a，试剂输注口121a与蠕动泵123连接；通过蠕动泵123将样品处理需要的试剂输送到样品处理池121。本实施例中优选设置三个试剂输注口121a，第一个试剂输注口121a输入HCl，第二个试剂输注口121a输入H₂O₂，第三个试剂输注口121a输入H₂O；当然，也可以根据实际情况调整试剂输注口121a的个数。

搅拌装置122为磁力搅拌装置，包括磁性转子122a和磁力搅拌器122b，磁性转子122a设置于样品处理池121，磁力搅拌器122b推动磁性转子122a。磁力搅拌器122b包括电机(图中未示出)和电磁转动器(图中未示出)，通过电机的转到带动电磁转动器的转动，电磁转动器进一步推动磁性转子122a的转动。磁性转子122a的转动可以带动样品处理池121的物料转动。

浓缩物料输送到样品处理池121后，启动蠕动泵123，将反应试剂也输送到样品处理池121，反应试剂与浓缩物料在样品处理池121中溶解和反应；磁性转子122a带动反应试剂与浓缩物料，加速反应试剂与浓缩物料的溶解和反应；同时加热装置125也启动，加热反应试剂与浓缩物料，提高反应效率；得到反应物料。

废液桶124与样品处理池121通过管道连接，可以将反应后的废液通过管道排放到废液桶124。

样品处理池121设置有排液口121b，排液口121b与精选模块130连通。

参见图1，精选模块130包括精选器131、粗粒沉淀池132和试样沉淀池133。

精选器131包括精选泵131a，精选泵131a与排液口121b连通，通过精选泵131a将样品处理池121中反应物料输送至精选器131。精选器131设置有进料口131b、回液口131c和出料口131d，进料口131b通过精选泵131a与排液口121b连通；回液口131c与样品处理池121连通；出料口131d分别与粗粒沉淀池132和试样沉淀池133连通。

参见图4，出料口131d设置有三通阀134；三通阀134是一个两位三通电磁阀，通过电磁继电器控制；三通阀134包括第一端口134a、第二端口134b和第三端口134c；第一端口134a与出料口131d连通，第二端口134b与粗粒沉淀池132连通，第三端口134c与试样沉淀池133连通。通过电磁作用，控制第一端口134a与第二端口134b和第三端口134c的连通。

精选器131完成作业后，通过电磁作用将第一端口134a与第二端口134b连通，较粗颗粒的样品物料通过第二端口134b输送到粗粒沉淀池132；然后将较细颗粒的样品物料通过第三端口134c输送到试样沉淀池133中。

参见图1，还包括自动控制模块140，自动控制模块140包括温度传感器141和集成控制模块142，温度传感器141设置于样品处理池121；集成控制模块142分别与筛选粉碎装置111、第一输送装置112、第二输送装置114、蠕动泵123、搅拌装置122和三通阀134电连接。

本实施例还提供一种光释光测年仪，光释光测年仪包括测量模块和上述的自动制样装置100。光释光测年仪可以将自动制样装置100的试样沉淀池133中得到的试样通过出料端(图中未示出)连通至测量模块的进料端(图中未示出)测量模块进行检测。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种自动制样装置，包括初选浓缩模块、样品处理模块和精选模块，所述初选浓缩模块包括筛选粉碎装置，所述样品处理模块包括样品处理池，其特征在于，

所述初选浓缩模块还包括第一输送装置、初选器、第二输送装置和浓缩器；所述筛选粉碎装置包括筛分筒和粉末溶解池，所述筛分筒设置于所述粉末溶解池内，所述初选器设置有输入口、第一输出口和第二输出口，所述第一输送装置的一端与所述输入口连接，另外一端设置于所述粉末溶解池；所述浓缩器通过所述第二输送装置与所述第一输出口连通；所述第二输出口通过管道与所述筛分筒连通；

所述样品处理模块还包括搅拌装置；所述搅拌装置设置于所述样品处理池；所述样品处理池设置有输注样品的样品输注口、输注反应试剂的试剂输注口和排放液体的排液口；所述浓缩器设置有样料输出口，所述样料输出口通过管道与所述样品输注口连通；

所述精选模块包括精选器、粗粒沉淀池和试样沉淀池；所述精选器设置有进料口、回液口和出料口，所述进料口与所述排液口连接；所述回液口与所述样品处理池连通；所述出料口分别与所述粗粒沉淀池和所述试样沉淀池连通；

所述搅拌装置为磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置包括磁性转子和磁力搅拌器，所述磁性转子设置于所述样品处理池，所述磁力搅拌器与所述磁性转子配合。

2.根据权利要求1所述的自动制样装置，其特征在于，所述初选器包括圆筒部和圆锥部，所述圆筒部包括筒壁和筒盖，所述输入口设置于所述筒壁，所述第一输出口设置于所述筒盖；所述第二输出口设置于所述圆锥部。

3.根据权利要求2所述的自动制样装置，其特征在于，所述输入口沿所述圆筒部的筒壁切向设置；所述圆锥部包括连接端和出液端，所述连接端与所述圆筒部连接，所述第二输出口设置于所述出液端。

4.根据权利要求1所述的自动制样装置，其特征在于，所述粉末溶解池为超声波震荡粉末溶解池。

5.根据权利要求1所述的自动制样装置，其特征在于，所述试剂输注口至少设置三个，每个所述试剂输注口设置有蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的自动制样装置，其特征在于，所述样品处理模块还包括废液桶，所述废液桶通过管道与所述样品处理池连通。

7.根据权利要求1所述的自动制样装置，其特征在于，所述出料口设置有三通阀，所述三通阀包括第一端口、第二端口和第三端口；所述第一端口与所述出料口连通，所述第二端口与所述粗粒沉淀池连通，所述第三端口与所述试样沉淀池连通。

8.根据权利要求7所述的自动制样装置，其特征在于，还包括自动控制模块，所述自动控制模块包括温度传感器和集成控制模块，所述温度传感器设置于所述样品处理池；所述集成控制模块分别与所述筛选粉碎装置、所述第一输送装置、所述第二输送装置、蠕动泵、所述磁力搅拌装置和所述三通阀电连接。

9.一种光释光测年仪，其特征在于，所述光释光测年仪包括测量模块和如权利要求1-8任一项所述的自动制样装置，所述自动制样装置的出料端连通至所述测量模块的进料端。