一种硬质固相介质高精度取样装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及硬质固相介质高精度取样，具体涉及一种硬质固相介质高精度取样装置及其使用方法。

背景技术

放射性核素地下环境扩散迁移实验是目前获得关键迁移参数的主要手段，根据模拟地下水环境的围岩类型不同，可分为松散孔隙介质、裂隙介质以及岩溶介质。目前，由于基岩裂隙具有机械强度好、渗透性差、便于施工的特点，大量核设施选址位于基岩裂隙带，因此需开展大量硬质围岩中的核素迁移室内实验研究，此外，对于放射性废物处置库来说，还需要开展大量核素在处置单元(混凝土)中的迁移扩散行为研究。

与松散介质相比，核素硬质介质的迁移实验中主要的难点体现在样品的获取，针对核素迁移较慢、渗透性较差的介质，在实验周期中难以穿透介质，因此样品的获取需采用介质固相介质分离方法，按迁移方向不同深度解体介质，获得迁移过程曲线，以往处理松散介质时可直接采用土柱切片的方法，而对于硬质介质采用此方法会造成以下后果：①切割厚度不均匀；②硬质介质缺少韧性，容易整体断裂；③切割溶质造成四周飞溅，污染环境且对实验人员不利。

因此，目前急需一种专门针对硬质介质高精度解体、安全的实验装置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种硬质固相介质高精度取样装置及其使用方法，从实验装置入手，根本上改变硬质介质解体方式，加之相应深度控制、辐射防护屏蔽装置等，实现安全、高精度、解体效果好的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种硬质固相介质高精度取样装置，所述装置包括：固定基座，所述固定基座上方两侧分别设有一个固定墙，在所述固定基座上方两侧固定墙之间从右至左依次设置有推进装置、样品固定装置和打磨装置，在所述打磨装置下方所述固定基座上方还设置有样品收集装置；

所述推进装置穿过右侧固定墙向左推进，用于将通过所述样品固定装置固定的样品推入所述样品收集装置中，与所述打磨装置接触，在打磨过程中将所述样品推进至计划深度；

所述打磨装置，用于对所述样品进行打磨；

所述样品收集装置，用于在每一深度的所述样品打磨完成后，获取所述样品。

进一步，如上所述的装置，所述样品固定装置包括：固定槽和固定锁，所述固定槽内用于放置所述样品，所述固定锁用于固定所述样品。

进一步，如上所述的装置，所述打磨装置包括：打磨头和电机，用于通过所述打磨头和所述电机对所述样品进行打磨。

进一步，如上所述的装置，所述样品收集装置包括防护壳，所述防护壳内部设有垫层，用于在每一深度的所述样品打磨完成后，拆下所述垫层获取所述样品。

进一步，如上所述的装置，所述防护壳由强吸附材料组成。

本发明实施例中还提供了一种硬质固相介质高精度取样装置的使用方法，应用于前述的装置，包括以下步骤：

(1)实验开始前，确定所述装置完好；

(2)将样品放入固定槽中，关闭固定锁；

(3)打开推进装置将样品推入防护壳中，与打磨头接触；

(4)打开电机开关，选择最合适的转速进行打磨，同时推进样品至计划深度；

(5)将计划深度的样品打磨好后，拆下所述防护壳中的垫层，获得实验样品；

(6)计划重复以上操作，获得不同深度的实验样品；

(7)实验结束后，关闭电源。

本发明的有益效果在于：本发明从根本上改变介质解体方式，将切割改为打磨方式，可实现高精度、扰动小的目的；配有专门的介质固定装置、推进装置，能起到稳定、高精度控制推进的目的。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种硬质固相介质高精度取样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种硬质固相介质高精度取样装置的使用方法的流程示意图。

附图中，1-固定基座，2-左侧固定墙，3-右侧固定墙，4-推进装置，5-打磨头，6-电机，7-固定槽，8-固定锁，9-防护壳，10-垫层，11-螺纹(带有刻度)。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。

本发明实施例提供了一种硬质固相介质高精度取样装置，如图1所示，该装置包括：固定基座1，固定基座1上方两侧分别设有一个固定墙，包括左侧固定墙2和右侧固定墙3，在固定基座1上方两侧固定墙之间从右至左依次设置有推进装置4、样品固定装置和打磨装置，在打磨装置下方固定基座1上方还设置有样品收集装置。打磨装置包括：打磨头5和电机6。样品固定装置包括：固定槽7和固定锁8。固定槽7内用于放置实验介质即样品，固定锁8用于固定样品。样品收集装置包括防护壳9，防护壳9内部具有强吸附材料，同时还设有垫层10。

本发明实施例中，推进装置4穿过右侧固定墙3向左推进，用于将通过固定槽7和固定锁8固定的样品推入样品收集装置中，与打磨头5接触，在打磨过程中将样品推进至计划深度。打磨装置，用于通过打磨头5和电机6对样品进行打磨。样品收集装置，用于在每一深度的样品打磨完成后，拆下垫层10获取样品。

本发明实施例中，上述装置主要包括以下几个部分：

①固定基座：具有固定作用，用于固定其上的各部件；

②推进装置：有机械螺旋推进手把，前方螺旋接头等，等起到高精度确定进样深度；

③打磨装置：包括打磨头、提供动力的电机，通过调节转速确定不同打磨情况，尽量选择能有打磨效果的最小转数，方式粉尘飞溅以及破坏试验介质；

④样品固定装置：通过实验介质尾部周围壁的挤压，可调节上部固定锁实现；

⑤样品收集装置：主要由防护壳内部的强吸附材料组成，每一深度的样品打磨完成后，拆下垫层获取样品。

针对目前缺少能解决以上问题的实验装置，本发明从实验装置入手，根本上改变硬质介质解体方式，加之相应深度控制、辐射防护屏蔽装置等，实现安全、高精度、解体效果好的目的。

本装置具有以下特点：①从根本上改变介质解体方式，将切割改为打磨方式，可实现高精度、扰动小的目的；②设备配有专门的介质固定装置、推进装置，能起到稳定、高精度控制推进的目的；③样品收集器内部附垫层，其材料包括纳米纤维，能起到较好的粉末样品收集效果，每层样品打磨后直接曲线垫层进行分析测量，安全环保。本发明在硬质介质解体，形状加工等方面具有极强的实用性，应用市场广。

相应地，本发明实施例还提供了一种硬质固相介质高精度取样装置的使用方法，如图2所示，包括以下步骤：

S201、实验开始前，确定装置完好；

S202、将样品放入固定槽中，关闭固定锁；

S203、打开推进装置将样品推入防护壳中，与打磨头接触；

S204、打开电机开关，选择最合适的转速进行打磨，同时推进样品至计划深度；

S205、将计划深度的样品打磨好后，拆下防护壳中的垫层，获得实验样品；

S206、计划重复以上操作，获得不同深度的实验样品；

S207、实验结束后，关闭电源。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。