微區取樣儀的製作方法

2023-09-11 05:19:35 2

專利名稱：微區取樣儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種藉助於體式顯微鏡為基礎，主要應用於地質石油行業中單礦 物取樣、同位素分析前處理的微區取樣儀。
背景技術：
當下，人們使用的微區取樣儀多種多樣，主要使用鑽機取樣、雷射取樣等方法。鑽 機取樣是主要依靠鑽機在取樣位置上直接或者藉助顯微鏡觀察來手動簡單取樣；雷射取樣 主要藉助雷射燒蝕樣品達到取樣目的。此外，人們對地質陰極發光標樣的取樣的方法主要 是通過把樣本從陰極發光的觀測平臺上轉移到另一個配有微區取樣的顯微鏡上，儘量轉移 到相同的區域進行取樣。但是，目前的微區取樣儀還存在一些不足。由於通常使用鑽機鑽取微量樣品，經常 手動簡單取樣，這樣就會耗費較長的時間，並且取樣的位置不準確，存在偏差。如果使用激 光取樣，通常會破壞樣品的成分和性質，產生同位素分餾效應，影響分析的準確性。目前的 陰極發光系統不能簡單地和微區取樣配套使用。由於陰極發光需要真空環境，不容易與微 型鑽附件相配合，因而觀察樣本的時候就不能對樣本進行鑽孔。採用上述的操作方法，即使 使用透射或者其它觀測技術也很難做到精確再定位。對於少量巖石樣本和樣本微小區域的 取樣，由於鑽頭直徑不夠小，採樣面積大，達不到精確取樣，造成取樣偏差。
發明內容為了克服現有的微區取樣儀取樣定位難、取樣不精確、樣品成分破壞以及和陰極 發光配套使用時樣品再定位難的問題，本實用新型提供的微區取樣儀不僅能達到樣品精確 定位、精確取樣，而且在和陰極發光儀配套使用時能實現樣品精確再定位。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該系統主要是在體式顯微鏡的 基礎上配備一臺小型的電機，藉助XYZ三維定位微控制器和自動/手動取樣控制器以及電 動平臺進行打孔鑽取樣品，並使用真空吸附系統收集樣品，此過程通過圖像混合器和CCD 採集系統進行圖像定位、採集和取樣的實時監控。為了精確定位，微鑽電機和鑽頭安裝在微控制器上。微控制器是一個XYZ的三維 定位系統，X、Y、Z三軸移動距隨意可調，以達到精確的調節位置。微鑽電機取樣時，採用自 動控制器進行自動鑽取或者使用腳踏板控制進行手動鑽取，兩者配合使用來精確調整取樣 位置。顯微鏡上還配有電動平臺，通過與之配套的控制箱控制電動平臺實行樣品移動實現 打孔、取樣過程。這樣從雙方面來保證取樣的準確性。系統所使用的微鑽取樣過程為機械破 碎，不會產生同位素分餾效應因而不會對樣品造成破壞，並且採樣面積小。根據取樣大小、 需求分析等具體情況來確認使用鑽頭大小，以及移動精度。取好的樣品通過真空泵吸抽的 方式，使用真空吸管收集。真空吸管也安裝在微控制器上來方便定位。為了減少汙染引起的 問題，真空吸管的管頭都是一次性的。吸管架由不鏽鋼製成，方便清理移動。樣品實際上是 被收集到真空吸管前端的吸頭內，吸頭內有金屬過濾網來阻止樣品粉末進入真空泵裡。所用體式顯微鏡可為鑽孔提供足夠的空間。 這種微區取樣儀，通過磁力支架上端的三維微控制器實現微鑽鑽機和真空吸管的 三維移動定位，通過圖像混合器來實現取樣位置的再定位，採用自動/手動控制器以及電 動平臺進行打孔鑽取樣品，其特徵是微型鑽機和真空吸管安裝在三維微控制器上，在顯微 鏡兩側分別配置一個磁力支架，在磁力支架上分別裝有三維微控制器，鑽機固定在三維微 控制器上，該控制器可實現XYZ三軸移動距的隨意調節，最小可實現樣品鑽取直徑為8 μ m。在和陰極發光儀配套使用時，我們配備了圖像混合器，它能夠將體式顯微鏡觀察 到的圖像和已保存的陰極發光圖像都輸入到該圖像混合控制臺上，圖像混合控制臺會在視 頻監控器上產生一個疊加的輸出，將圖像輸入到監視器中，可觀察取樣過程的同時可用電 腦來保存數據。體式顯微鏡有一個持續改變的放大率，放大倍數可以連續調節，並且有整體 放大率範圍。因而可以調整體式顯微鏡的位置和放大率直到兩個圖像恰好重疊。微鑽本身 屬於立體圖像，之後把鑽頭定位到陰極發光圖像中想要到達的位置。該混合器解決了樣品 精確再定位的問題。CCD數碼成像系統具有兩個彩色CCD，一個用來顯示樣品表面，一個用 來監控取樣過程。它可以輸出至電腦保存圖像，也可以在監視器顯示取樣的過程。本實用新型的有益效果是在不破壞樣品性質成分的基礎上，做到樣品的精確定 位、精確取樣、微小區域取樣，而且該系統可以和陰極發光儀配套使用，並能對取樣位置精 確再定位。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1微區取樣儀布局實施例示意圖。圖2圖1中的電動平臺示意圖。圖3圖1系統中的微控制器示意圖。圖中1.主機，2.顯示屏，3.光源，4.真空吸附泵，5.磁力支架，6.電動平臺，7.真 空吸管，8.顯微鏡，9. C⑶採集系統，10.鑽機，11.微控制器，12.取樣控制器，13.腳踏板， 14.圖像混合器。
具體實施方式
在圖1中，電動平臺(6)安裝在顯微鏡⑶的載物臺上，樣品放在電動平臺(6)上 面，光源(3)與顯微鏡(8)連接提供顯微鏡(8)的光源。兩個微控制器(11)分別固定在兩 個磁力支架(5)上面，鑽機(10)安裝在微控制器(11)上面，同時將鑽機(10)與取樣控制器
(12)相連，腳踏板(13)也連在取樣控制器(12)上面，這樣操縱取樣控制器(12)和腳踏板
(13)控制鑽機(10)，同時操縱電動平臺(6)控制樣品移動進行樣品鑽取。真空吸管(7)固 定在另一個微控制器(11)上，並與真空吸附泵(4)連接，完成鑽取後，打開真空吸附泵(4)， 用真空吸管(7)吸附鑽取的樣品。系統操作的監視由CCD採集系統(9)、圖像混合器(14)、 主機(1)、顯示屏(2)完成。將C⑶採集系統(9)安裝在顯微鏡(8)上，並同時連接到主機 (1)和圖像混合器(14)上面，同時，圖像混合器(14)也與主機(1)連接，主機(1)與顯示 屏(2)連接，通過操縱圖像混合器(14)使顯示屏(2)顯示監控取樣過程視頻和採集圖像。
權利要求1.一種微區取樣儀，通過磁力支架上端的三維微控制器實現微鑽鑽機和真空吸管的三 維移動定位，通過圖像混合器來實現取樣位置的再定位，採用自動/手動控制器以及電動 平臺進行打孔鑽取樣品，其特徵是微型鑽機和真空吸管安裝在三維微控制器上，在載物臺 的位置安裝電動平臺，取樣時電動平臺控制箱控制電動平臺移動實現樣品移動。
2.根據權利要求1所述的微區取樣儀，其特徵是在顯微鏡兩側分別配置一個磁力支 架，在磁力支架上分別裝有三維微控制器。
3.根據權利要求1所述的微區取樣儀，其特徵是樣品處於電動平臺上，在和陰極發光 儀配套使用時，通過配備的圖像混合器，它能夠將體式顯微鏡觀察到的圖像和已保存的陰 極發光圖像都輸入到該圖像混合控制臺上，它會在視頻監控器上產生一個疊加的輸出，將 圖像輸入到監視器中，可觀察取樣的過程，並同時可用電腦來保存數據。
專利摘要一種通過不同功能的組件組成具有精確樣品定位與再定位新功能的微區取樣儀。它是在體式顯微鏡的基礎上，通過支架上端的三維微控制器實現微鑽鑽機和真空吸管的三維移動定位，採用自動/手動控制器以及電動平臺進行打孔鑽取樣品，並使用真空吸附系統收集樣品。樣品收集後，可為進一步的同位素質譜分析做準備。此過程通過圖像混合器實現圖像再定位，使用CCD採集系統進行圖像觀察，並實現取樣全過程的實時監控。
文檔編號G01N1/08GK201867315SQ201020536618
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年9月20日
發明者張蘭坤 申請人:北京美嘉圖科技有限公司