CN110953847B - 样品预处理装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种样品预处理装置及其方法，涉及实验装置领域；该样品预处理装置，包括箱体、盖体、加热装置和抽气装置；盖体与箱体密封配合；加热装置设置在箱体内部；抽气装置用于抽取箱体内的气体；箱体内连接有用于放置样品的载物板；盖体的内侧设置有引流件；引流件能够与箱体密封扣合；箱体连接有连通箱体内外的导水装置，导水装置能够将引流件收集的液体导出箱体外；箱体采用隔热材质；盖体和引流件均采用非隔热材质。该样品预处理方法适用于样品预处理装置。本发明的目的在于提供一种样品预处理装置及其方法，为一种可用于对实验用岩石样品进行烘干预处理的装置，可供实验人员进行简单高效的快速烘干操作。

Description

样品预处理装置及其方法

技术领域

本发明涉及实验装置领域，具体而言，涉及一种样品预处理装置及其方法。

背景技术

充分认识岩石的结构与性质是开展土木工程、桥隧工程、地下工程和采矿工程等工程工作的技术基础。对开展工作区域的岩石进行取样分析和试验是认识其结构与性质的最直接、最重要的方法之一。

对岩石进行取样和制样要经过钻孔、切削和打磨等步骤。在这些步骤中，为了设备正常工作，需在工作时不断向切磨面注射水，以此减小切具与岩石间的摩擦、散发热量和疏清细小的岩沫。但经过长时间浸水后，岩石样品的含水率也随之增高，一些孔隙率较大的岩石样品甚至由干燥状态变成饱和态，与原始岩石的状态不一致，无法满足实验要求。但在实验过程中，大多数实验人员忽视了这一影响，实验结果与实际情况不符。

为解决上述问题，实验人员多采用自然晾置或将岩石样品放在加热装置上进行直接烘干。然而，自然晾置岩石样品耗费时间较长；在加热装置上直接烘干岩石样品，容易让岩石性质发生变化，影响实验结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样品预处理装置及其方法，为一种可用于对实验用岩石样品进行烘干预处理的装置，可供实验人员进行简单高效的快速烘干操作。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种样品预处理装置，包括箱体、盖体、加热装置和抽气装置；所述盖体与所述箱体密封配合；所述加热装置设置在所述箱体内部；所述抽气装置用于抽取所述箱体内的气体；

所述箱体内连接有用于放置样品的载物板；

所述盖体的内侧设置有引流件；所述引流件能够与所述箱体密封扣合；所述箱体连接有连通所述箱体内外的导水装置，所述导水装置能够将所述引流件收集的液体导出箱体外；

所述箱体采用隔热材质；所述盖体和所述引流件均采用非隔热材质。

在上述任一技术方案中，可选地，所述引流件包括相对应的顶端和底端；所述引流件的顶端至底端光滑过渡；

所述引流件的顶端与所述盖体固定连接，所述引流件的底端呈尖状。

在上述任一技术方案中，可选地，所述导水装置包括导水漏斗和导水管；

所述导水漏斗与所述引流件的尖状底端位置对应；

所述导水漏斗设置在所述箱体内部，所述导水管的一端与所述导水漏斗连通，所述导水管的另一端伸出所述箱体；或者，所述箱体的底板为所述导水漏斗，所述导水管与所述箱体的底板连通。

在上述任一技术方案中，可选地，所述载物板具有透气孔和通水孔；所述载物板设置在所述导水漏斗与所述引流件之间；

所述导水漏斗与所述载物板连接且所述导水漏斗与所述通水孔连通，或者，所述导水漏斗与所述载物板间隔设置且所述导水漏斗与所述通水孔对应设置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述导水管设置有导水单向阀和导水开关；

所述导水单向阀能够单向导通所述导水管从所述导水漏斗到所述箱体外方向的流体流动；

所述导水开关用于控制所述导水管的通断。

在上述任一技术方案中，可选地，所述箱体外设置有集水器；所述集水器与所述导水管远离所述导水漏斗的一端连通。

在上述任一技术方案中，可选地，所述加热装置设置在所述箱体的底板或者侧壁上。

在上述任一技术方案中，可选地，所述盖体和所述引流件均采用透明材质。

在上述任一技术方案中，可选地，所述箱体内设置有用于监测所述箱体内湿度的湿度传感器。

在上述任一技术方案中，可选地，所述箱体内设置有用于监测所述箱体内温度的温度传感器。

在上述任一技术方案中，可选地，所述抽气装置上或者所述箱体上设置有用于监测所述箱体内压力的压力表。

在上述任一技术方案中，可选地，所述样品预处理装置包括控制装置；

所述加热装置、所述抽气装置、所述导水装置、所述湿度传感器、所述温度传感器和所述压力表分别与所述控制装置电连接；所述控制装置用于依据所述湿度传感器监测的湿度信息和/或所述温度传感器监测的温度信息对应控制所述加热装置；

在上述任一技术方案中，可选地，所述样品预处理装置还包括与所述控制装置电连接的计时器，所述计时器用于发送计时信息至所述控制装置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述载物板的数量为多个；多个所述载物板沿所述箱体的高度方向依次间隔设置；

所述箱体的侧壁固定连接有多个支撑卡件；

所述支撑卡件包括支撑固定部和支撑连接部；所述支撑固定部与所述支撑连接部铰接，所述支撑固定部与所述箱体的侧壁固定连接，所述载物板放置在所述支撑连接部上；所述支撑固定部设置有用于限制所述支撑连接部转动角度的限位结构。

一种样品预处理方法，适用于上述的样品预处理装置；该方法包括，

在载物板上放置岩石样品，并扣合盖体，以使盖体和引流件均与箱体密封连接；

打开抽气装置的开关，调整抽气装置为第一挡位，以抽取箱体内的气体并使箱体内形成负压状态；

打开加热装置的开关，以加热箱体内部的气体和岩石样品；

箱体内的压力达到预设值时，调整抽气装置为第二挡位；其中，抽气装置处于第一挡位时的工作功率大于处于第二挡位时的工作功率；

导水装置的导水漏斗承接引流件上的液态水；

打开导水装置的导水管上的导水开关，以将引流件上的液态水导入箱体外的集水器。

在上述任一技术方案中，可选地，干燥的岩石样品的质量为T，岩石样品孔隙含水质量为T0，则岩石样品含水率ω为：ω＝T0/T；其中：T0＝T1+T2，式中，T1为经过样品预处理装置处理后成功汽化出的岩石样品水分质量，T2为经过样品预处理装置处理后设定岩石样品为干燥状态时仍存留在岩石样品孔隙中的水分质量；

集水器收集的水的质量为T3，则T3＝T1+T4；式中，T4为样品预处理装置内空气水分经处理被排到集水器中的质量；

经过样品预处理装置多次加热之后，令T2＝T4，则，T0＝T3；

得出，岩石样品处理前初始含水率ω0为：ω0＝T3/T。

在上述任一技术方案中，可选地，岩石样品处理前初始质量为T5，其中：T5＝T+T2+T3；

则，在处理的不同阶段，岩石样品含水率ω为：ω＝(T5-T-T3)/T。

本发明的有益效果主要在于：

本发明提供的样品预处理装置及其方法，通过加热装置加热箱体内部的气体和放置在载物板上的岩石等样品，以使岩石等样品内的水分蒸发，降低岩石等样品的含水率；通过抽气装置抽取箱体内的气体，以使箱体内形成负压状态，以降低样品内水分的沸点，加速岩石等样品内的水分蒸发；通过箱体采用隔热材质，盖体和引流件均采用非隔热材质，以使水蒸气上升过程中，遇到温度相对较低的引流件而液化转变为液态水；该液态水可经导水装置导出至箱体外，从而降低箱体内的水的含量。该样品预处理装置结构简单，成本较低，可快速的、高效的降低实验用岩石等样品内的水分，进而降低岩石等样品的含水率，达到烘干样品的目的；并且在岩石等样品烘干过程中，基本不会改变岩石等样品的性质，在一定程度上保障了实验的可靠性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的样品预处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的样品预处理装置的另一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的具有样品的样品预处理装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的样品预处理装置的支撑卡件的结构示意图。

图标：100-盖体；110-引流件；200-箱体；210-支撑卡件；211-支撑固定部；212-支撑连接部；300-载物板；310-透气孔；320-通水孔；400-抽气装置；410-导气管；420-压力表；500-导水装置；510-导水漏斗；520-导水管；521-导水单向阀；522-导水开关；600-集水器；700-湿度传感器；800-样品。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图1-图4所示，本实施例提供一种样品预处理装置，图1和图2为本实施例提供的样品预处理装置的两种结构示意图；图3为本实施例提供的具有样品的样品预处理装置的结构示意图；图4为支撑卡件的结构示意图。为了更加清楚的显示结构，图1-图3采用透视的方式显示箱体内部零部件。

本实施例提供的样品预处理装置，用于岩石、岩体的干燥处理，也可用于类似岩石、岩体的物体的干燥处理，或者其他物体的干燥处理。

参见图1-图3所示，该样品预处理装置，包括箱体200、盖体100、加热装置和抽气装置400；盖体100与箱体200密封配合；加热装置(图中未显示)设置在箱体200内部；抽气装置400用于抽取箱体200内的气体，以使箱体200内形成负压状态；抽气装置400设置在箱体200内部或者设置在箱体200外部；为了便于抽气装置400抽取气体，可选地，抽气装置400设置在箱体200外部。

箱体200内连接有用于放置样品800的载物板300；其中，样品800例如可以为岩石、岩体等物体。

盖体100的内侧设置有引流件110；引流件110能够与箱体200密封扣合；箱体200连接有连通箱体200内外的导水装置500，导水装置500能够将引流件110收集的液体导出箱体200外；可选地，箱体200内设置有连通箱体200内外的导水装置500。

箱体200采用隔热材质；通过采用隔热材质的箱体200，以减少箱体200内热量的散失，在一定程度上辅助加速样品800内的水分蒸发。

盖体100和引流件110均采用非隔热材质。通过采用非隔热材质的盖体100和引流件110，以便于水蒸气预冷液化变为液态水，以降低箱体200内的湿度。

可选地，盖体100和引流件110均采用透明材质，以便于观察箱体200内样品800的状态。例如，盖体100和引流件110采用的材质为透明塑料。可选地，盖体100与箱体200的配合连接之处设置有密封条。

可选地，加热装置为电加热丝或者其他加热装置。

可选地，抽气装置400为气泵、流体泵等泵体。

可选地，抽气装置400与箱体200之间通过导气管410连通。可选地，导气管410上设置有导气单向阀，以使导气管410内的气体从抽气装置400到箱体200方向的单向流动，以阻止导气管410内的气体从箱体200到抽气装置400方向的单向流动，以确保箱体200内的负压状态。

本实施例中所述样品预处理装置，通过加热装置加热箱体200内部的气体和放置在载物板300上的岩石等样品800，以使岩石等样品800内的水分蒸发，降低岩石等样品800的含水率；通过抽气装置400抽取箱体200内的气体，以使箱体200内形成负压状态，以降低样品800内水分的沸点，加速岩石等样品800内的水分蒸发；通过箱体200采用隔热材质，盖体100和引流件110均采用非隔热材质，以使水蒸气上升过程中，遇到温度相对较低的引流件110而液化转变为液态水；该液态水可经导水装置500导出至箱体200外，从而降低箱体200内的水的含量。该样品预处理装置结构简单，成本较低，可快速的、高效的降低实验用岩石等样品800内的水分，进而降低岩石等样品800的含水率，达到烘干样品的目的；并且在岩石等样品烘干过程中，基本不会改变岩石等样品的性质，在一定程度上保障了实验的可靠性。

参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，引流件110包括相对应的顶端和底端；引流件110的顶端至底端光滑过渡。

引流件110的顶端与盖体100固定连接，引流件110的底端呈尖状。

可选地，引流件110呈圆锥体型，圆锥体型的尖端部为引流件110的底端；以便于引流件110将收集的液态水滴由尖端部滴落入导水装置500内。

可选地，靠近引流件110的底端的直径不大于靠近引流件110的顶端的直径；可选地，引流件110的侧周面呈圆锥体形或者呈曲面形；以便于引流件110将收集的液态水滴由尖端部滴落入导水装置500内。

参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，导水装置500包括导水漏斗510和导水管520；

导水漏斗510与引流件110的尖状底端位置对应；以便于引流件110收集的液态水滴由尖状底端滴落入导水漏斗510内，进而通过导水管520将液态水排出箱体200。

导水漏斗510设置在箱体内部，导水管520的一端与导水漏斗510连通，导水管520的另一端伸出箱体200。

可选地，箱体的底板呈漏斗形，即箱体的底板为导水漏斗，导水管与箱体的底板连通。通过箱体的底板为导水漏斗，以简化样品预处理装置的结构。

参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，载物板300具有透气孔310和通水孔320；载物板300设置在导水漏斗510与引流件110之间；通过载物板300设置在导水漏斗510与引流件110之间，以便于充分利用箱体200内的空间，减少箱体200的体积，从而在一定程度上降低样品预处理装置的成本。

当导水漏斗510设置在箱体内部时，导水漏斗510与载物板300连接，且导水漏斗510与通水孔320连通，以通过通水孔320将引流件110收集的液态水滴由尖状底端滴落入导水漏斗510内。当箱体的底板为导水漏斗时，导水漏斗与载物板300间隔设置，导水漏斗510与通水孔320对应设置，以通过通水孔320将引流件110收集的液态水滴由尖状底端滴落入呈漏斗形的箱体的底板内，再导出箱体。

可选地，载物板300密布有透气孔310。可选地，载物板300为网状平板。

参见图2和图3所示，本实施例的可选方案中，导水管520设置有导水单向阀521和导水开关522。

导水单向阀521能够单向导通导水管520从导水漏斗510到箱体200外方向的流体流动；也即导水单向阀521能够阻止导水管520内的液体、气体等流体从箱体200外到导水漏斗510方向的流动，以确保箱体200内的负压状态。

导水开关522用于控制导水管520的通断；通过导水开关522，以便于控制箱体200内引流件110收集的液态水流出箱体200的通道的通断，进而便于实验。

例如，参见图2和图3所示，在箱体200外设置集水器600；集水器600与导水管520远离导水漏斗510的一端连通。通过集水器600收集箱体200内引流件110收集的液态水，以便于监测该液态水的质量，进而可以换算岩石等样品800的含水率降低了多少，有助于实验研究。

本实施例的可选方案中，加热装置设置在箱体200的底板或者侧壁上；通过将加热装置设置在箱体200的底板或者侧壁上，以避免加热装置直接与岩石样品接触而容易让岩石性质发生变化，进而避免该现象影响实验结果。

参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，箱体200内设置有用于监测箱体200内湿度的湿度传感器700；通过湿度传感器700，以实时监测箱体200内的湿度；当箱体200内的湿度达到某一值时，可以基本确定样品800已基本被烘干。

本实施例的可选方案中，箱体200内设置有用于监测箱体200内温度的温度传感器；通过温度传感器，以实时监测箱体200内的温度；通过温度传感器与加热装置电连接，以能够控制箱体200内温度，避免箱体200内温度过高而改变岩石的理化性质，也避免箱体200内温度过低而无法有效将岩石内的水分气化。

参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，抽气装置400上或者箱体200上设置有用于监测箱体200内压力的压力表420。通过压力表420，以实时监测箱体200内的压力。

本实施例的可选方案中，所述样品预处理装置包括控制装置。

可选地，加热装置与控制装置电连接；控制装置用于控制加热装置的电路通断，以及用于控制加热装置的加热功率。

可选地，抽气装置与控制装置电连接；控制装置用于控制抽气装置的通断。

可选地，导水装置与控制装置电连接；控制装置用于控制导水装置的通断。

可选地，湿度传感器与控制装置电连接；湿度传感器用于监测箱体200内的湿度并将湿度信息发送给控制装置。

可选地，温度传感器与控制装置电连接；温度传感器用于监测箱体200内的温度并将温度信息发送给控制装置。

可选地，压力表与控制装置电连接；压力表用于监测箱体200内的压力并将压力值信息发送给控制装置。

控制装置用于依据湿度传感器监测的湿度信息和/或温度传感器监测的温度信息对应控制加热装置。

样品预处理装置包括与控制装置电连接的计时器，计时器用于发送计时信息至控制装置。

控制装置可以设置温度范围、设定处理时间、实时计算样品预处理装置中的岩石样品含水率，以得到不同含水率的样品。在实验过程中，需要采用不同含水率的样品去做实验，试验含水率对岩石性质特别是力学性质的影响。

参见图1-图4所示，本实施例的可选方案中，载物板300的数量为一个或者多个；可选地，载物板300的数量为多个，多个载物板300沿箱体200的高度方向依次间隔设置；通过设置多个载物板300，以增加样品预处理装置烘干样品的数量。

可选地，箱体200的侧壁固定连接有多个支撑卡件210；可选地，多个支撑卡件210均匀分布在箱体200的侧壁；可选地，支撑卡件210的数量为两个、三个、四个、六个或者其他数量。

可选地，支撑卡件210包括支撑固定部211和支撑连接部212；支撑固定部211与支撑连接部212铰接，支撑固定部211与箱体200的侧壁固定连接，载物板300放置在支撑连接部212上；支撑固定部211设置有用于限制支撑连接部212转动角度的限位结构，以使支撑连接部212能够相对于支撑固定部211转动一定角度，例如转动90度，以防止支撑连接部212向下转动。其中，限位结构例如为与支撑固定部211固定连接的凸起。通过支撑固定部211与支撑连接部212铰接，以便能够令支撑连接部212翻折，进而便于放置低层的载物板。

本实施例还提供一种样品预处理方法，适用于上述的样品预处理装置。

该方法包括，

在载物板300上放置岩石样品，并扣合盖体100，以使盖体100和引流件110均与箱体200密封连接；

打开抽气装置400的开关，调整抽气装置400为第一挡位，以抽取箱体200内的气体并使箱体200内形成负压状态；通过抽气装置400为第一挡位，以快速抽取气体令箱体内为负压状态。

打开加热装置的开关，以加热箱体200内部的气体和岩石样品；

箱体200内的压力达到预设值时，调整抽气装置400为第二挡位；其中，抽气装置400处于第一挡位时的工作功率大于处于第二挡位时的工作功率；通过抽气装置400为第二挡位，以缓慢抽取箱体内的气体，以使箱体内保持负压状态，避免岩石样品的水分蒸发以及空气受热后增加箱体内的压力，以使岩石样品一直处于较佳的负压状态下进行烘干。

岩石样品的水分蒸发上升至引流件110，并在引流件110表面凝结为液态水，液态水集结为一定质量的水滴后会沿引流件110的曲面或者椎面下移滴水；导水装置500的导水漏斗510承接引流件110上的液态水；

打开导水装置500的导水管520上的导水开关522，以将引流件110上的液态水导入箱体200外的集水器600。该样品预处理方法，不仅可以快速烘干岩石样品，还可以根据集水器600收集的水的质量计算岩石样品的含水率。

可选地，加热装置工作一段时间后，关闭加热装置的开关，以停止加热箱体200内部的气体和岩石样品；等候一段时间后，继续打开加热装置的开关以加热箱体200内部的气体和岩石样品；如此反复加热，以降低岩石样品的含水率。

可选地，干燥的岩石样品的质量为T，也即岩石样品不含水分的质量。岩石样品孔隙含水质量为T0，则岩石样品含水率ω为：ω＝T0/T；其中：T0＝T1+T2，式中，T1为经过样品预处理装置处理后成功汽化出的岩石样品水分质量，T2为经过样品预处理装置处理后设定岩石样品为干燥状态时仍存留在岩石样品孔隙中的水分质量。

集水器600收集的水的质量为T3，则T3＝T1+T4；式中，T4为样品预处理装置内空气水分经处理被排到集水器中的质量；

经过样品预处理装置多次加热之后，T2远远小于T1且不在同一数量级；由于T4也远远小于T1且不在同一数量级，因此可以认为T2与T4基本相等，忽略不计之间的差值。

因此可以得出，经过样品预处理装置多次加热之后，令T2＝T4，则，T0＝T3；

综上，得到岩石样品含水率ω0为：ω0＝T3/T。本实施例可以通过该方法获得岩石样品的含水率，以有助于岩石样品的试验研究。

本实施例所述的样品预处理装置还可以测岩石样品的含水率或者控制岩石样品的含水率。现有技术中，控制岩石样品含水率的方式：将岩石放在满水的密封腔体中，加压到指定压力便认为达到指定含水率。另一种方式：岩石两侧顶紧两个金属管，两侧同时加稳定水压，加指定重量的水压入。这两种方式都需要加压，理论上已经破坏了岩石的物理性质，甚至改变了岩石的微观结构，形成了结构弱面，影响了岩石的力学性质。本实施例所述的样品预处理装置可通过间接方法来控制，解决了这一问题。

可选地，岩石样品处理前初始质量为T5，其中：T5＝T+T2+T3。岩石样品处理前初始质量为具有一定含水率的、待处理的岩石样品的质量。

在处理的不同阶段，比如加热5分钟，比如加热10分钟等。又比如，第一次加热、第二次加热等。

在处理的不同阶段，岩石样品含水率ω为：ω＝(T5-T-T3)/T。

干燥的岩石样品的质量T，可通过已完全烘干相同岩性样品的质量与体积算得密度ρ后与待测岩石样品体积计算得出。

集水器600收集的水的质量T3，可在集水器中测量得出。

岩石样品处理前初始质量T5，可在实验前测量得出。

例如，将岩石样品在水中浸泡一定时间，认为岩石样品达到了自然吸水状态的饱和状态，即自然条件下的最大含水率，然后在这一最大值条件下，向下控制岩石样品含水率，以得到不同含水率的样品。本实施例所述的样品预处理装置可以通过设置加热温度范围、设定处理时间、实时计算岩石样品含水率，以得到不同含水率的样品。在得到不同含水率的岩石样品时，可以单个样品或者批量样品进行。

本实施例提供的样品预处理方法，适用于上述的样品预处理装置，上述所公开的样品预处理装置的技术特征也适用于该样品预处理方法，上述已公开的样品预处理装置的技术特征不再重复描述。本实施例中所述样品预处理方法具有上述样品预处理装置的优点，上述所公开的所述样品预处理装置的优点在此不再重复描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种样品预处理装置，用于岩石、岩体的干燥处理，其特征在于，包括箱体、盖体、加热装置和抽气装置；所述盖体与所述箱体密封配合；所述加热装置设置在所述箱体内部；所述抽气装置用于抽取所述箱体内的气体；

所述箱体内连接有用于放置样品的载物板；

所述盖体的内侧设置有引流件；所述引流件能够与所述箱体密封扣合；所述箱体连接有连通所述箱体内外的导水装置，所述导水装置能够将所述引流件收集的液体导出箱体外；

所述箱体采用隔热材质；所述盖体和所述引流件均采用非隔热材质；

所述引流件包括相对应的顶端和底端；所述引流件的顶端至底端光滑过渡；

所述引流件的顶端与所述盖体固定连接，所述引流件的底端呈尖状；

所述导水装置包括导水漏斗和导水管；

所述导水漏斗与所述引流件的尖状底端位置对应；

所述导水漏斗设置在所述箱体内部，所述导水管的一端与所述导水漏斗连通，所述导水管的另一端伸出所述箱体；或者，所述箱体的底板为所述导水漏斗，所述导水管与所述箱体的底板连通；

所述载物板具有透气孔和通水孔；所述载物板设置在所述导水漏斗与所述引流件之间；所述导水漏斗与所述载物板连接且所述导水漏斗与所述通水孔连通，或者，所述导水漏斗与所述载物板间隔设置且所述导水漏斗与所述通水孔对应设置；

所述加热装置设置在所述箱体的底板或者侧壁上；

所述盖体和所述引流件均采用透明材质。

2.根据权利要求1所述的样品预处理装置，其特征在于，所述导水管设置有导水单向阀和导水开关；所述导水单向阀能够单向导通所述导水管从所述导水漏斗到所述箱体外方向的流体流动；所述导水开关用于控制所述导水管的通断。

3.根据权利要求1所述的样品预处理装置，其特征在于，所述箱体外设置有集水器；所述集水器与所述导水管远离所述导水漏斗的一端连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的样品预处理装置，其特征在于，

所述箱体内设置有用于监测所述箱体内湿度的湿度传感器；

所述箱体内设置有用于监测所述箱体内温度的温度传感器；

所述抽气装置上或者所述箱体上设置有用于监测所述箱体内压力的压力表；

所述样品预处理装置包括控制装置；

所述加热装置、所述抽气装置、所述导水装置、所述湿度传感器、所述温度传感器和所述压力表分别与所述控制装置电连接；所述控制装置用于依据所述湿度传感器监测的湿度信息和/或所述温度传感器监测的温度信息对应控制所述加热装置；

所述样品预处理装置还包括与所述控制装置电连接的计时器，所述计时器用于发送计时信息至所述控制装置。

5.根据权利要求1-3任一项所述的样品预处理装置，其特征在于，所述载物板的数量为多个；多个所述载物板沿所述箱体的高度方向依次间隔设置；

所述箱体的侧壁固定连接有多个支撑卡件；

所述支撑卡件包括支撑固定部和支撑连接部；所述支撑固定部与所述支撑连接部铰接，所述支撑固定部与所述箱体的侧壁固定连接，所述载物板放置在所述支撑连接部上；所述支撑固定部设置有用于限制所述支撑连接部转动角度的限位结构。

6.一种样品预处理方法，其特征在于，适用于权利要求1-5任一项所述的样品预处理装置；该方法包括，

在载物板上放置岩石样品，并扣合盖体，以使盖体和引流件均与箱体密封连接；

打开抽气装置的开关，调整抽气装置为第一挡位，以抽取箱体内的气体并使箱体内形成负压状态；

打开加热装置的开关，以加热箱体内部的气体和岩石样品；

箱体内的压力达到预设值时，调整抽气装置为第二挡位；其中，抽气装置处于第一挡位时的工作功率大于处于第二挡位时的工作功率；

导水装置的导水漏斗承接引流件上的液态水；

打开导水装置的导水管上的导水开关，以将引流件上的液态水导入箱体外的集水器。

7.根据权利要求6所述的样品预处理方法，其特征在于，干燥的岩石样品的质量为T，岩石样品孔隙含水质量为T0，则岩石样品含水率ω为：ω＝T0/T；其中：T0＝T1+T2，式中，T1为经过样品预处理装置处理后成功汽化出的岩石样品水分质量，T2为经过样品预处理装置处理后设定岩石样品为干燥状态时仍存留在岩石样品孔隙中的水分质量；

集水器收集的水的质量为T3，则T3＝T1+T4；式中，T4为样品预处理装置内空气水分经处理被排到集水器中的质量；

经过样品预处理装置多次加热之后，令T2＝T4，则，T0＝T3；

得出，岩石样品处理前初始含水率ω0为：ω0＝T3/T。

8.根据权利要求7所述的样品预处理方法，其特征在于，岩石样品处理前初始质量为T5，其中：T5＝T+T2+T3；

则，在处理的不同阶段，岩石样品含水率ω为：ω＝(T5-T-T3)/T。

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