CN113984490A - 利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，包括：侵彻生热体，内部设有用于对被探测介质中的挥发分进行分析的挥发分测量分析模块；气体捕获孔，开设在侵彻生热体的侧壁，用于将对被探测介质中的挥发分导流到挥发分测量分析模块；温度采集模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度；加热模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度。本发明提供的系统具有结构接凑、功能简单、可对深层外天体土壤挥发分进行直接探测分析、工程代价小等优点。

Description

利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法
技术领域
本发明涉及地外天体原位侵彻式探测技术领域，具体涉及一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法。
背景技术
对于地外天体研究来说，气体和挥发物组分与同位素分析可以获取天体资源的分布信息、研究天体是否具备或可提供生物生存的基本物质条件，而且通过挥发分的研究可以揭示某些地质重大事件的历史、推演天体起源和早期形成过程、解释天体的起源和演变。对月球土壤挥发分的研究，可以为太阳系演化提供有价值的信息等。
由于挥发分与温度相关导致其易挥发的特性，在原位进行挥发分的研究最为准确且最有价值。目前，国内外的挥发分原位探测均通过原位采样并加热的形式进行，如美国的Artemis计划就是通过钻具钻取一定深度的月壤，并将采集的月壤转移至加热炉内进行加热并对加热后产生的挥发分进行质谱和光谱分析；俄罗斯的 Luna-27计划，也是采用钻具钻取月球土壤的形式开展原位采样，并将样品放入多份样品盒并对其进行密封式加热，在密封条件下加热挥发后对其进行挥发分分析。以上方法均存在钻削热对月壤挥发分的扰动影响，导致对温度敏感的挥发分难以获取分析，且钻具的重量和功耗均较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法。通过侵彻摩擦生热诱导挥发分的技术途径，利用在侵彻体内集成的挥发分探测分析装置直接进行挥发分分析，可在侵彻区对温度敏感的挥发组分进行直接分析，具有科学价值高、结构紧凑、重量代价低等特点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，包括：侵彻生热体，内部设有用于对被探测介质中的挥发分进行分析的挥发分测量分析模块；气体捕获孔，开设在侵彻生热体的侧壁，用于将对被探测介质中的挥发分导流到挥发分测量分析模块；温度采集模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度；加热模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度。
在一些实施例中，所述气体捕获孔呈环状开设在侵彻生热体。
在一些实施例中，所述侵彻生热体上开设有若干层呈环状分布的气体捕获孔。
在一些实施例中，每层呈环状分布的气体捕获孔等间距设置。
在一些实施例中，在每个气体捕获孔的靠近侵彻生热体的尖端的一侧设有阻挡部件。
本实施例还提供了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，包括以下步骤：
步骤1：侵彻生热体借助动能快速侵入探测介质中，由于摩擦生热和自身的温度，将使得被探测介质中的挥发分诱导释放；
步骤2：诱导出的挥发分将由气体捕获孔进入挥发分测量分析模块，对挥发组分进行原位分析。
在一些实施例中，所述步骤1中，自身的温度可以由加热模块进行提供和控制。
在一些实施例中，所述步骤1中，在被探测介质中的挥发分诱导释放的过程中，可以通过加热模块进行温度补偿和持续升温，提高挥发分的释放效率。
在一些实施例中，所述步骤2中，待温度降低后，可以通过加热模块对被探测介质进行循环加热，提高被侵彻介探测质挥发分的分析精度。
附图说明
图1为本申请实施例的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统与被探测介质在侵彻前的示意图；
图2为本申请实施例的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统与被探测介质在侵彻后的示意图；
图中标记：1-挥发分测量分析模块，2-侵彻生热体，3-气体捕获孔，4-被探测介质，5-温度采集模块，6-加热模块，7-挥发分。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
以下将结合图1-2对本申请实施例所涉及的测试线缆高速展开的试验装置进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
在本申请的实施例中，如图1-2所示，一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分7的系统，包括：挥发分7测量分析模块1、气体捕获孔3、温度采集模块 5、加热模块6，侵彻生热体2，内部设有用于对被探测介质4中的挥发分7进行分析的挥发分7测量分析模块1；气体捕获孔3，开设在侵彻生热体2的侧壁，用于将对被探测介质4中的挥发分7导流到挥发分7测量分析模块1；温度采集模块5，设置在侵彻生热体2上，用于采集被探测介质4的温度；加热模块6，设置在侵彻生热体2上，用于采集被探测介质4的温度。
如图1所示。侵彻生热体2借助动能等方式快速侵入本探测介质中，由于摩擦生热和自身的温度，将使得被探测介质4中的挥发分7诱导释放，挥发分7的诱导温度由温度采集模块5进行测试获取。诱导过程中，还可以通过加热模块6进行温度补偿和持续升温，提高挥发分7的释放效率。
诱导出的挥发分7将由气体捕获孔3进入挥发分7测量分析模块1，对挥发组分进行原位分析，直接证认月球挥发分7的成分。待温度降低后，仍可以通过加热模块6对被探测介质4进行循环加热，提高被侵彻介质挥发分7的分析精度。
在一些实施例中，所述气体捕获孔3呈环状开设在侵彻生热体2。所述侵彻生热体2上开设有若干层呈环状分布的气体捕获孔3。每层呈环状分布的气体捕获孔3 等间距设置。气体捕获孔3呈环状分布，是为了便于在侵彻生热体2的周向都能对经诱导释放的挥发分7充分的捕获，提高捕获效率以及提高被侵彻介质挥发分7的分析精度。
在一些实施例中，在每个气体捕获孔3的靠近侵彻生热体2的尖端的一侧设有阻挡部件。该阻挡部件是防止侵彻生热体2在侵彻被探测介质4的过程中，被探测介质4大批量进入到气体捕获孔3，影响挥发分7的捕获。
本实施例还提供了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分7的方法，包括以下步骤：
步骤1：侵彻生热体2借助动能快速侵入探测介质中，由于摩擦生热和自身的温度，将使得被探测介质4中的挥发分7诱导释放；
其中，自身的温度可以由加热模块6进行提供和控制。在被探测介质4中的挥发分7诱导释放的过程中，可以通过加热模块6进行温度补偿和持续升温，提高挥发分7的释放效率。
步骤2：诱导出的挥发分7将由气体捕获孔3进入挥发分7测量分析模块1，对挥发组分进行原位分析。待温度降低后，可以通过加热模块6对被探测介质4进行循环加热，提高被侵彻介探测质挥发分7的分析精度。
温度冷却后，可以通过加热模块6进行加热，比如，假定被探测介质4的温度冷却后为-200℃，那么可以通过加热模块6加热升温至200℃，通过温度采集模块5 采集在-200℃-200℃这一温度变化区间，按照一定的升温速率，通过挥发分7测量分析模块1原位分析被探测介质4中的挥发分7诱导释放的变化和详情。
本申请所披露的测试线缆高速展开的试验装置可能带来的有益效果包括但不限于：本发明提供了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法，利用该系统和方法将通过侵彻热诱导对外天体土壤中的挥发分并直接进行探测分析。可在侵彻区对温度敏感的挥发组分进行直接分析，具有科学价值高、结构紧凑、重量代价低等特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，其特征在于，包括：
侵彻生热体，内部设有用于对被探测介质中的挥发分进行分析的挥发分测量分析模块；
气体捕获孔，开设在侵彻生热体的侧壁，用于将对被探测介质中的挥发分导流到挥发分测量分析模块；
温度采集模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度；
加热模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度。
2.根据权利要求1所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，其特征在于，所述气体捕获孔呈环状开设在侵彻生热体。
3.根据权利要求2所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，其特征在于，所述侵彻生热体上开设有若干层呈环状分布的气体捕获孔。
4.根据权利要求3所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，其特征在于，每层呈环状分布的气体捕获孔等间距设置。
5.根据权利要求3所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，其特征在于，在每个气体捕获孔的靠近侵彻生热体的尖端的一侧设有阻挡部件。
6.利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：侵彻生热体借助动能快速侵入探测介质中，由于摩擦生热和自身的温度，将使得被探测介质中的挥发分诱导释放；
步骤2：诱导出的挥发分将由气体捕获孔进入挥发分测量分析模块，对挥发组分进行原位分析。
7.根据权利要求6所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，其特征在于，所述步骤1中，自身的温度可以由加热模块进行提供和控制。
8.根据权利要求6所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，其特征在于，所述步骤1中，在被探测介质中的挥发分诱导释放的过程中，可以通过加热模块进行温度补偿和持续升温，提高挥发分的释放效率。
9.根据权利要求6所述的利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，其特征在于，所述步骤2中，待温度降低后，可以通过加热模块对被探测介质进行循环加热，提高被侵彻介探测质挥发分的分析精度。
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