樣品固定裝置及用該裝置進行古地磁場強度實驗的方法

2023-12-11 15:40:07 1

專利名稱：樣品固定裝置及用該裝置進行古地磁場強度實驗的方法
技術領域：
本發明涉及磁場測量分析領域，更具體地說，涉及一種古地磁場強度(簡稱古強度)實驗用樣品固定裝置及一種利用該裝置進行古強度實驗的方法。
背景技術：
古強度實驗主要是對經過古強度實驗爐處理後的樣品進行剩磁測量，然後根據測得的剩磁推算出地球磁場古強度。整個實驗過程耗時費力。由於受古強度實驗爐和樣品體積的限制(標準樣品體積一般為IOcm3)，一次實驗只能夠處理大概70個樣品。而且對於具有高磁化強度的火山巖樣品，如果採用標準體積樣品，樣品的磁矩會超出自動超導磁力儀的量程範圍，而通常採用旋轉磁力儀進行測量，樣品的剩磁測量速度比用自動超導系統測量速度慢，且磁矩測量的方向性準確度較低。總的來說，採用標準體積的樣品進行古強度實驗效率很低。

發明內容
針對相關技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種供古強度實驗用的樣品固定裝置及用該裝置進行古強度實驗的方法，通過該固定裝置，可以採用小樣品進行古強度實驗，適合自動超導磁力儀測量，極大地提高實驗效率。為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種用於古強度實驗的小樣品固定裝置，其包括樣品固定架，樣品固定架上設置有用於容納樣品的第一孔；以及樣品測量固定架，其內設置有凹槽，樣品固定架容納在樣品測量固定架的凹槽內。優選地，樣品固定裝置還包括用於壓緊樣品的壓緊裝置，樣品固定架上還設有與第一孔相連通的第二孔，壓緊裝置容納在第二孔。優選地，樣品固定架包括V形體以及V形體上方的長方體，長方體的上端面設有第二孔，樣品固定架的中部設有軸線與第二孔的軸線垂直的第一孔。優選地，第一孔的直徑為3mm至10mm，第二孔包括螺紋孔。優選地，壓緊裝置包括螺釘，螺釘通過螺紋孔擰入樣品固定架，其中，樣品測量固定架的底部為正方形，其內設置的凹槽包括V形槽。 優選地，樣品固定架由無磁性陶瓷材料製成。根據本發明的另一個方面，還提供了一種用該樣品固定裝置測量樣品古強度的方法，其特徵在於，包括以下步驟鑽取樣品前對樣品進行方位標誌線標記；鑽取樣品，並將鑽取的樣品固定在樣品固定架上，並保持樣品方位標誌線為規定方位；將帶樣品的樣品固定架進行古強度實驗處理；以及將經過古強度實驗處理的帶樣品的樣品固定架進行剩磁測量。
優選地，將樣品固定在樣品固定架上的步驟包括通過將螺釘插入樣品固定架的第二孔而將樣品壓緊在樣品固定架的第一孔中。優選地，將帶樣品的樣品固定架進行古強度實驗處理的步驟包括將帶樣品的樣品固定架放入古強度實驗爐的樣品架中，樣品架包括V形長架。優選地，將經過古強度實驗爐處理的樣品固定架進行剩磁測量的步驟包括將經過古強度實驗處理的樣品固定架放入樣品測量固定架的凹槽中。相比於現有技術，本發明具有以下有益效果1.可以採用小樣品進行測量，小樣品間的相互影響更小，並且可以在儀器上放置更多的樣品，同時可以用超導磁力儀對樣品進行剩磁測量，一次可以測量多個樣品，測量數據準確，效率高。2.小樣品可以進行定向處理，可以得到樣品磁矩測量的全矢量信息。3.陶瓷樣品架可以重複使用，放置樣品是用陶瓷螺絲固定，操作簡單方便，實驗完成後擰松陶瓷螺絲，樣品容易卸載。


圖1是樣品固定架的示意圖；圖2是壓緊裝置的示意圖；圖3是樣品固定架與壓緊裝置的裝配示意圖；圖4是樣品測量固定架的示意圖；圖5是圖1，圖2和圖4的裝配示意圖；圖6是樣品架的示意圖；以及圖7是圖1，圖2和圖6的裝配示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明具體實施方式
進行描述。本發明提供了一種用於古強度實驗的樣品固定裝置，如圖1至圖5所示，包括樣品固定架I和樣品測量固定架3，其中樣品固定架I上設置有用於容納樣品的第一孔11，樣品測量固定架3內設置有凹槽31，樣品固定架I容納在樣品測量固定架3的凹槽31內。如圖1所示,樣品固定架I包括V形體15以及V形體15上方的長方體17,長方體17的上端面19設有第二孔13，樣品固定架I的中部設有軸線與所述第二孔的軸線垂直的第一孔11，並且，第一孔11與第二孔13相連通。為了保證實驗的測量精度，該樣品固定裝置內固定的樣品需要具有一定大小的磁矩，於是，磁性較強的樣品可以選取得小一些，而磁性較弱的樣品可以選取得大一些，綜合考慮，用於容納樣品的第一孔11的直徑選取的範圍為3mm至10mm。根據本發明的一實施例，由於選取的樣品的磁矩大小不同，可以相應改變選取的樣品體積，只需要相應改變樣品固定架的第一孔11的直徑，也就是說針對磁性強度不同的樣品，可以利用具有不同孔徑的第一孔11的樣品固定架來裝載。根據本發明的另一實施例，將樣品固定架的第一孔11的直徑設為10_，然後選取一系列環形輔助裝置(附圖中未示出)與選取的一定體積的樣品配合一起裝載入固定架的第一孔11中，其中環形輔助裝置上設有一直徑與第二孔13直徑相同的通孔供壓緊裝置5 (如圖2所示)擰入樣品固定架I內。例如選取的樣品的直徑為6mm,則選取外徑為IOmm,內徑為6mm(環寬為4mm)的環形輔助裝置與之配合，然後裝載在第一孔11中。如圖2和圖3所示，樣品固定裝置還包括用於壓緊樣品的壓緊裝置5，壓緊裝置5容納在樣品固定架I上的第二孔13中。根據本發明的一實施例，壓緊裝置5設為螺釘，樣品固定架I上容納壓緊裝置5的第二孔13設有螺紋，如圖3所示，將樣品放入該樣品固定架I中的第一孔中，將螺釘擰入樣品固定架I的第二孔13的螺紋內，以此壓緊固定容納在第一孔11中樣品。如圖4和圖5所示，為了與測量設備相匹配，樣品測量固定架3的底部33為正方形，其內設置有與樣品固定架I的V形體相配合的V形槽。根據本發明的一實施例，樣品固定架I和壓緊裝置5均由陶瓷材料製成，其中，陶瓷樣品固定架採用高純氧化鋁陶瓷(氧化鋁含量高於99. 6% )製成，該材料為無磁性物質，整個固定架成品不影響強度實驗的準確性。該陶瓷樣品固定架可以耐受1200攝氏度的高溫，並可以重複使用。根據本發明，利用該樣品固定裝置進行古強度實驗的方法具體包括以下步驟首先，鑽取樣品鑽取樣品前對樣品進行方位標誌線標記，例如在要選取的樣品表面上劃上兩個相互垂直的箭頭來標記樣品的方位，標記完成後，用定向鑽機鑽取直徑為4mm的火山巖強度小樣品，其中，定向鑽機採用可以旋轉的樣品臺，可以對樣品進行不同方位的鑽取，鑽頭採用空心取芯鑽，其鑽頭內徑為4_，鑽機上有紅色雷射發射器，可以準確定位所需鑽取的樣品位置，之後將鑽取後的小樣品切割磨平使其長度保持在4_左右；然後，裝載並固定樣品在顯微鏡下將上述經過處理後的樣品裝載在陶瓷樣品固定架I上，裝載的同時保持樣品方位標誌線為規定方位，裝載完成後，通過螺釘從樣品固定架I上的第二孔13擰入來對樣品進行壓緊處理，並且可以通過玻璃膠對樣品進一步固定；再之，對樣品進行古強度處理將固定好樣品的樣品固定架I放入古強度實驗爐的樣品架7中，其中優選的樣品架為V形長架(如圖6所示)，接著開啟古強度實驗爐，對樣品進行古強度處理，即，模擬火山噴發的環境對樣品進行加熱和冷卻處理；最後，進行剩磁測量將經過古強度實驗爐處理完成後的帶樣品的樣品固定架從樣品架7上取出，然後將其放入樣品測量固定架3中，接著放入超導樣架內，用超導磁力儀，例如2G760自動超導測量系統，對樣品進行剩磁測量。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種樣品固定裝置，用於古地磁場強度實驗，其特徵在於，包括 樣品固定架(I)，所述樣品固定架(I)上設置有用於容納所述樣品的第一孔(11);以及 樣品測量固定架(3)，其內設置有凹槽(31)，所述樣品固定架(I)容納在所述樣品測量固定架(3)的凹槽(31)內。
2.根據權利要求1所述的樣品固定裝置，其特徵在於，所述樣品固定裝置還包括用於壓緊所述樣品的壓緊裝置(5)，所述樣品固定架(I)上還設有與所述第一孔(11)相連通的第二孔(13)，所述壓緊裝置(5)容納在所述第二孔(13)。
3.根據權利要求2所述的樣品固定裝置，其特徵在於，所述樣品固定架(I)包括V形體(15)以及所述V形體上方的長方體(17)，所述長方體(17)的上端面(19)設有所述第二孔(13)，所述樣品固定架(I)的中部設有軸線與所述第二孔的軸線垂直的所述第一孔(11)。
4.根據權利要求3所述的樣品固定裝置，其特徵在於，所述第一孔(11)的直徑為3mm至10mm，所述第二孔(13)包括螺紋孔。
5.根據權利要求4所述的樣品固定裝置，其特徵在於，所述壓緊裝置(5)包括螺釘，所述螺釘通過所述螺紋孔擰入所述樣品固定架(I)，其中，所述樣品測量固定架(3)的底部(33)為正方形，其內設置的凹槽(31)包括V形槽。
6.根據上述任一權利要求所述的樣品固定裝置，其特徵在於，其中所述樣品固定架(I)由無磁性陶瓷材料製成。
7.一種測量樣品古地磁場強度的方法，其特徵在於，包括以下步驟 鑽取樣品前對樣品進行方位標誌線標記； 鑽取樣品，並將鑽取的樣品固定在樣品固定架(I)上，並保持樣品方位標誌線為規定方位； 將帶樣品的樣品固定架進行古地磁場強度實驗處理；以及 將經過古地磁場強度實驗處理的帶樣品的樣品固定架(I)進行剩磁測量。
8.根據權利要求7所述的測量樣品古地磁場強度的方法，其特徵在於，將樣品固定在樣品固定架(I)上的步驟包括通過將螺釘插入所述樣品固定架(I)的第二孔(13)而將樣品壓緊在所述樣品固定架(I)的第一孔(11)中。
9.根據權利要求7所述的測量樣品古地磁場強度的方法，其特徵在於，將帶樣品的樣品固定架(I)進行古地磁場強度實驗處理的步驟包括將帶樣品的樣品固定架(I)放入古地磁場強度實驗爐的樣品架(7)中，所述樣品架包括V形長架。
10.根據權利要求7所述的測量樣品古地磁場強度的方法，其特徵在於，將經過古地磁場強度實驗處理的樣品固定架(I)進行剩磁測量的步驟包括將經過古地磁場強度實驗處理的樣品固定架(I)放入樣品測量固定架(3)的凹槽中。
全文摘要
本發明提供了一種用於古地磁場強度實驗的樣品固定裝置，其包括樣品固定架，所述樣品固定架上設置有用於容納所述樣品的第一孔；以及樣品測量固定架，其內設有凹槽，樣品固定架容納在樣品測量固定架的凹槽內。本發明另一方面還提供一種用所述樣品固定裝置進行古地磁場強度實驗的方法，包括以下步驟鑽取樣品前對樣品進行方位標誌線標記；鑽取樣品，並將鑽取的樣品固定在樣品固定架上；將帶樣品的樣品固定架進行古地磁場強度實驗處理；以及將攜帶樣品的樣品固定架利用自動超導磁力儀進行剩磁測量。根據本發明可以對樣品進行定向處理，得到樣品磁矩測量的全矢量信息，同時操作簡單方便，測量數據準確，效率高。
文檔編號G01R33/12GK103033773SQ20111030514
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者秦華峰, 蔡書慧, 黃晟, 朱日祥 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所