一種掃描電鏡樣品取土器的製造方法
2023-07-18 15:03:31
一種掃描電鏡樣品取土器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種掃描電鏡樣品取土器，包括頂端為密封狀、底端為開口狀的圓柱狀套筒，套筒薄壁設有輸液孔和輸氣孔，輸液孔和輸氣孔上設有閥門開關，套筒底部設計為刃口狀；取樣方法：將取土器內壁上塗以密封材料後，將刃口一端壓入原狀土樣，達到土樣試件厚度，從輸液孔添加浸泡材料，封閉輸液孔，從輸氣孔輸入恆定氣壓，套筒內產生恆定正壓力，加快滲透速度，靜置，待完全固化後，切割、細磨、精磨、拋光後完成樣品製備。本實用新型操作簡單快捷，能夠實現小型化、批量化，同時適用於工地現場和實驗室的製備土體微觀結構分析試件的裝置，能解決現有存在的制樣時間長、無法在工地現場開展，不能快速化、批量化、小型化制樣等問題。
【專利說明】-種掃描電鏡樣品取土器
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於巖土工程材料土體微觀結構研究的【技術領域】，尤其是涉及一種掃 描電鏡樣品取土器。
【背景技術】
[0002] 在地質工程、道路工程、巖土工程中，土的變形及強度與土的微觀結構密切相關。 土的變形及強度機理研究離不開土微觀結構的研究。目前掃描電子顯微鏡技術和光學顯微 鏡技術已被大量應用於巖土工程材料微觀結構特徵的研究。但現有的無固化方法所製成 的試樣存在以下問題：（1)制樣過程中土顆粒移位或缺失，不能真實反映土體的實際結構；
[2] 觀察面起伏不平，微觀圖像不夠清晰，不利於分析；現有的通過固化製成試樣的方法， 存在制樣時間長、無法在工地現場開展，不能快速化、批量化、小型化制樣。採用現有技術制 備土體微觀結構分析試樣，將耗費大量的時間和經費。我國幅員遼闊，土體組成複雜，制樣 的困難，使得現有的土體微觀結構研究存在著樣品代表性不強等問題。因此，如何快速的批 量化、小型化製備土體微觀結構分析試件是土體微觀結構研究的關鍵。 實用新型內容
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種掃描 電鏡樣品取土器，其操作步驟簡單快捷，能夠實現小型化、批量化，同時適用於工地現場和 實驗室的製備土體微觀結構分析試件的裝置，製成的樣品可以方便地開展微觀結構觀測， 同時用於土體微觀結構分析及微觀結構的三維重建，具有較強的實用性。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：一種掃描電鏡樣品取土器， 其特徵在於：頂端為密封狀、底端為開口狀的薄壁圓柱狀套筒、以及套筒薄壁開設的輸液孔 和輸氣孔；所述輸氣孔和輸液孔上均設有閥門，所述薄壁圓柱狀套筒底端設計為刃口狀，圓 柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用於觀測浸泡材料以及土樣試件的高度；所述薄壁圓柱狀套筒 壁厚小於2mm，薄壁圓柱狀套筒刃口厚度不大於0. 5mm，以便於土體切取，距套筒刃口 40? 70mm處開設有分別用於輸液和施加恆定氣壓的輸液孔和輸氣孔，所述薄壁圓柱狀套筒頂端 密封，使在取樣過程中套筒內部始終保持密封狀態。
[0005] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵是：所述輸液孔為半徑0. 5?1. 5mm的圓 狀小孔，用於注入浸泡材料，輸液孔上設有閥門，當浸泡材料達到預定高度時停止注入，關 閉閥門；所述輸氣孔為半徑〇. 5?1. 5_的圓狀小孔，用於注入恆定氣壓，輸氣孔上設有閥 門，以使取土器內部保持恆定正壓力，進而確保浸泡材料快速平穩的進入土樣試件內部，達 到浸泡效果。
[0006] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵是：所述薄壁圓柱狀套筒底端開設為刃口 狀，在取樣時，先將密封材料塗抹於取土器刃口和內壁，確保取樣過程中取土器內部能形成 密封狀態，所需塗抹溶液的內壁為取土器刃口接觸土樣一端的內壁，塗抹高度應大於所需 要取土樣的厚度。
[0007] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵是：所述取土器薄壁帶有用於標記長度的 以mm為單位的刻度，用於測量浸泡溶液和土樣試件的高度。
[0008] 本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
[0009] 1、所採用的取樣設備結構簡單、設計合理且加工製作及拆裝方便、輕便小巧、工藝 簡單易生產。
[0010] 2、取樣所用的一種掃描電鏡樣品取土器的底端為刀刃狀，取樣方式快速靈活、穩 定度高。
[0011] 3、使用操作簡便，對原始土樣無擾動，能夠實現浸泡溶液快速滲入試件，使試件快 速達到固化狀態。
[0012] 4、所述一種掃描電鏡樣品取土器內部可保持恆定正壓力，且易於實現。
[0013] 5、由於試件製備方式簡單快速，一次可批量製備多個試件，即可批量在工地現場 或實驗室開展土體微觀結構樣品製備。
[0014] 6、工作效率高，樣品便於野外攜帶。
[0015] 綜上所述，本實用新型公開了一種結構簡單、加工製作及拆裝方便、使用操作方便 且使用效果好、測試結果準確、能簡便實現溶液快速浸透試件，使試件處於固化狀態，可小 型化、快速化、批量化生產用於掃描電鏡和光學顯微鏡圖像採集的試件的裝置。
[0016] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型的使用狀態參考圖。
[0018] 圖2為本實用新型土樣固結成型狀態示意圖。
[0019] 圖3為本實用新型取土器取土狀態示意圖。
[0020] 圖4最終成型小型柱狀試件示意圖
[0021] 附圖標記說明：
[0022] 1-取土器； 2-輸氣孔； 3-1實施例1取樣示意；
[0023] 3-2實施例2取樣示意；3-3實施例3取樣示意；3-4實施例3取樣示意；
[0024] 3-輸液孔； 4-套筒刃口； 5-原土體試件；
[0025] 6-土樣試件； 7-施工現場探槽； 8-滑坡體
[0026] 9-閥門
【具體實施方式】
[0027] 實施例1
[0028] 如圖1、圖2所示，本實用新型包括：頂端為密封狀、底端為開口狀的薄壁圓柱狀套 筒、以及套筒薄壁開設的輸液孔（3)和輸氣孔（2)，所述輸液孔和輸氣孔上設有閥門開關； 所述薄壁圓柱狀套筒底端設計為刃口狀，圓柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用於測量浸泡材料 以及土樣試件的高度。
[0029] 所述輸液孔（3)用於注入浸泡材料，浸泡材料達到預定高度時停止注入，關閉閥 門（9);所述輸氣孔（2)用於注入恆定氣壓，以使取土器內部保持恆定正壓力，進而確保浸 泡材料快速平穩的進入土樣試件內部，達到浸泡效果。
[0030] 所述薄壁圓柱狀套筒底端設置為刃口狀，以減小摩擦力，確保儘可能小的擾動原 始土樣，所述薄壁圓柱狀套筒的內壁光滑，無摩擦。
[0031] 所述薄壁圓柱狀套筒壁厚小於2_，薄壁圓柱狀套筒刃口（4)厚度不大於0.5_， 以便於土體切取，距套筒刃口 40?70mm處開設有分別用於輸液和施加恆定氣壓的輸液孔 ⑶和輸氣孔（2)。
[0032] 所述薄壁圓柱狀套筒頂端密封，確保在取樣過程中套筒內部始終達到密封狀態。
[0033] 所述一種掃描電鏡樣品取土器薄壁上帶有用於標記長度的以mm為單位的刻度， 用於測量浸泡溶液和土樣試件的高度。
[0034] 本實施例中，所述的選定取樣所需的位置為土樣試件（6)中所需做掃描電鏡和光 學顯微鏡圖像採集、微觀結構三維重建的土體所在位置。
[0035] 實際使用過程中，所述取土器（1)的內徑以及輸液孔（3)和輸氣孔（2)的位置可 以根據不同的設計需要，調整到所需的大小和位置。
[0036] 實施例2
[0037] 如圖3-2所示實施例中，與實施例1不同的是：本實施例中，所述的選定取樣所需 的位置為施工現場探槽7中所需做掃描電鏡和光學顯微鏡圖像採集、微觀結構三維重建的 土體所在位置。
[0038] 本實施例中，其餘步驟均與實施例1相同。
[0039] 實施例3
[0040] 如圖3-3、圖3-4所示實施例中，與實施例1不同的是：本實施例中，所述的選定取 樣所需的位置為滑坡體（8)處的滑帶土，取樣方式：（1)所述取土器垂直於滑帶面取樣（如 圖3-3所示）；（2)所述取土器垂直於水平面取樣（如圖3-4所示）。
[0041] 本實施例中，其餘步驟均與實施例1相同。
[0042] 綜上，本實用新型所採用的取樣設備結構簡單、設計合理且加工製作及拆裝方便、 輕便小巧、工藝簡單易生產，取樣方式快速靈活，使用操作簡便，取樣成本低，土樣無擾動， 能夠實現浸泡溶液快速滲入試件，使試件快速達到固化狀態，可批量製備多個試件，試件制 備時間短。
[〇〇43] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵在於：包括頂端為密封狀、底端為開口狀的薄壁 圓柱狀套筒，所述薄壁圓柱狀套筒底端設計為刃口狀，圓柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用於觀 測浸泡材料以及土樣試件的高度；所述薄壁圓柱狀套筒壁厚小於2_，薄壁圓柱狀套筒刃 口厚度不大於〇. 5mm，以便於土體切取，確保儘可能小的擾動原始土樣，距套簡刃口 40? 70mm處開設有分別用於輸液和施加恆定氣壓的輸液孔和輸氣孔，所述輸液孔和輸氣孔上均 設有閥門，所述薄壁圓柱狀套筒頂端密封，使在取樣過程中套筒內部始終保持密封狀態。
2. 按照權利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵在於：所述輸液孔用於注 入浸泡材料，浸泡材料達到預定高度時停止注入，關閉閥門；所述輸氣孔用於注入恆定氣 壓，以使取土器內部保持恆定正壓力，進而確保浸泡材料快速平穩的進入土樣試件內部，達 到快速浸泡效果。
3. 按照權利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵在於：所述取土器薄壁帶 有用於標記長度的以_為單位的刻度，用於測量浸泡溶液和土樣試件的高度。
4. 按照權利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特徵在於：所述取土器適用於 黃土、紅粘土、膨脹土、軟土、凍土、鹽漬土、滑帶土、重塑土、回填土等各種土體的取樣。
【文檔編號】G01N1/28GK203894070SQ201420112408
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月9日 優先權日:2014年3月9日
【發明者】楊碩, 李曉軍 申請人:西安科技大學