专利名称：控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及文物考古领域，更具体地，涉及一种控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备。
背景技术：
考古发掘出土的文物从地下转移到地上时经历着一个环境突变的过程，出土后的文物面临着从深埋于地下的无光、缺氧、湿度大、温湿度基本不变的平衡体系进入具有光照、富氧、湿度低、温湿度变化、且存在S02、H2S等环境污染物的大气环境中，原有的平衡体系被打破，继而面临由一种高能态进入低能态的另外一种平衡体系，这会造成文物的各种病变。在文物由高湿的地下环境进入低湿的空气中时，文物中所含水分向外蒸发，导致文物本身的水分减少，如果水分的挥发进行得太快，文物内部水分向其外层急剧扩散，造成文物内层体积不变，外层干燥而收缩，这种收缩使得文物内外层之间出现相互应力，导致文物本身开裂、破损。同时对于含有可溶盐的文物，由于湿度的变化导致文物内部盐的结晶，水分挥发快时盐分在内部结晶，挥发慢时在外部结晶，均对文物的毛细孔隙产生应力，造成文物机械强度降低、酥粉开裂。加之大气环境，包括光照、氧气、微生物等的影响，不同质地的文物会出现各种病变。关于有机质文物例如，对于漆木竹器，出土后由于湿度骤降，器物失水太快而导致变形、起翘、开裂，又由于光照影响导致木质纤维素断裂，机械强度降低；对于纺织品文物，出土后由于环境湿度骤降会使纤维变脆、不耐折、不耐压，甚至一触即碎，又由于光照影响使纺织品表面的颜料变化；对于纸制品文物，由于环境湿度骤降，使在地下吸水膨胀的纸张迅速失水而发生皱缩，甚至糟朽粉化；对于皮革类文物，由于环境湿度骤降会发生硬化、皱裂、变形、粉化；对于骨角质、象牙类文物，由于环境湿度骤降会使其干裂酥粉。关于无机质文物例如，对于铁器，由于环境湿度变化和氧气的作用，会使铁器锈蚀，从而使得文物疏松而呈片状脱落；对于墓葬壁画地仗层、画面层，由于环境湿度骤降会造成其空鼓剥落，颜料褪色、变色，可溶盐随水迁移在画面层和地仗层之间结晶导致二者连结力减弱，使地仗层疏松、画面层酥粉；对于埋藏于地下的脆弱性彩绘陶器，由于光照影响，颜料层迅速发生变色、退色，又由于湿度变化的影响，胶结材料，如常用天然胶结材料动物胶、植物胶等有机物质产生老化卷曲、变质、胶质流失，致使颜料层脱落。由此可见，文物从地下埋藏到发掘出土的环境突变会引起文物的变换，甚至造成严重的损害。因此必须采取科学有效快速的保护措施来防止由于环境突变对文物造成的毁灭性破坏。在现有的考古领域中，大多采用各种文物提取技术、文物的临时性保护材料、保护技术等对出土的文物进行临时性保护。例如CN100450974C公开一种出土文物的真空浸溃保护方法，其采用双腔真空压力浸溃装置，以有机硅复合物作为浸溃保护材料。此外，为了在第一时间对出土的文物进行及时有效的保护处理，在CN101486357A中，公开了一种文物出土现场保护移动实验室，通过该移动实验室能够将专业化技术装备和专业人员快速派往现场就地作业，但此类移动实验室造价昂贵，设计复杂，且对于考古现场环境要求较高。纵观目前各类文物保护措施，鲜有对于出土文物现场保存环境的控制研究。鉴于文物所处环境条件的突变对文物材料造成的损害，对于出土文物从埋藏环境到大气环境发生巨变过程中环境的控制显得尤为重要
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备，能够防止文物所处环境条件的突变对文物材料造成的损害。本实用新型的一种控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备，包括防紫外线的密封的文物保护室，其设有用于打开所述文物保护室以放入文物的开启装置；设置于所述文物保护室中用于对所述文物保护室内的温度和相对湿度进行监测的温湿度传感装置；与所述文物保护室选择性地连通以将氮气和水蒸气提供至所述文物保护室中的气体供给单元；以及设置于所述文物保护室上用于将所述文物保护室内的环境空气选择性地排出的排气装置。采用本实用新型，可预先监测考古现场埋藏的环境温湿度，在离发掘文物考古现场最近的距离处使用该便携式装备，将氮气和水蒸气提供至该便携式装备的文物保护室中，同时排出文物保护室内原有的环境空气。在该充气和排气的过程中，监测文物保护室内的温度变化和相应的相对湿度变化，当该文物保护室内的温度和相对湿度在与考古现场埋藏的环境温湿度相当的范围内时，停止充气和排气的操作，使整个文物保护室处于密闭状态。由此，通过本实用新型可控制出土文物保存环境的温湿度变化，隔绝大气氧气、光照的影响，减少出土文物从埋藏环境到大气环境发生突变过程中环境对文物造成的破坏，同时减少运输过程中对文物的损害。在本实用新型中，所述气体供给单元通过连接装置可分离地连接至所述文物保护室，所述连接装置包括连接于气体供给单元的排气口与文物保护室的进气口之间的进气通道以及邻近于所述文物保护室设置于所述进气通道中的进气开关阀。采用本实用新型，可通过该进气开关阀控制氮气和水蒸气的供给，在监测到文物保护室内的温度和相对湿度稳定在一定范围内时，可停止充气并关闭该进气开关阀，并且断开气体供给单元与文物保护室之间的连接，以在将密封的整个文物保护室转移至实验室进行研究与保护后，气体供给单元可继续进行下一个样品的处理。在本实用新型中，所述进气通道包括一端与所述气体供给单元的排气口相连，另一端设有第一连接器的第一进气管，以及一端与所述文物保护室的进气口相连，另一端设有与所述第一连接器可分离地连接的第二连接器的第二进气管。采用本实用新型，易于将气体供给单元可分离地连接至文物保护室。在本实用新型中，所述排气装置包括与文物保护室的排气口相连的排气通道以及邻近于所述文物保护室设置于所述排气通道中的排气开关阀。采用本实用新型，可通过排气开关阀控制文物保护室内原有环境空气的排出，在监测到文物保护室内的温度和相对湿度稳定在一定范围内时，可关闭该排气开关阀停止排气。在本实用新型中，所述气体供给单元包括带汽化器的液氮瓶，以及用于生成水蒸气的加湿器。采用本实用新型，将来自液氮瓶的液氮经过汽化器形成的氮气气体和经加湿器的超声波高频振荡、风动装置雾化的水蒸气粒子同时供给至文物保护室中。在本实用新型中，所述文物保护室包括底盘、顶壁、连接在所述底盘与顶壁之间的若干防紫外线周壁，以及在所述防紫外线周壁内支撑在所述底盘和顶壁之间的多个可折叠支架，所述开启装置包括设置于相邻的所述防紫外线周壁的边缘处的密封拉链。采用本实用新型，可在离文物最近的距离处打开折叠的便携式装备，并通过在四周壁边缘处设置的密封拉链，便于出土文物的快速取放，该装备可根据具体考古现场设施灵活变动，设备便携、可折叠，占用空间小。
在本实用新型中，所述文物保护室还包括设置于所述底盘上用于放置文物的可移动文物架。采用本实用新型，可将文物放置于文物架上，且该文物架的大小可以根据具体出土文物的尺寸大小进行选择，满足考古出土现场条件的要求，具有应用推广性。在本实用新型中，所述防紫外线周壁包括位于外侧的密封透明软硅胶膜层以及位于内侧的紫外线吸收剂薄膜层。采用本实用新型，防紫外线周壁的外侧为密封透明的软硅胶膜层，其具有一定的可伸缩性，便于折叠，且有利于观察放置于文物保护室内的出土文物；而防紫外线周壁的内侧涂刷有紫外线吸收剂薄膜层，可减少大气环境中紫外光对文物的影响。在本实用新型中，所述便携式装备还包括内嵌于所述防紫外线周壁中的密封加长式手套，以及放置于所述底盘上的保护材料和处理工具。采用本实用新型，该手套具有一定的可伸缩性，便于对需要紧急处理的文物采用底盘上放置的保护材料和处理工具执行预保护，进行临时性加固保护处理。在本实用新型中，所述便携式装备还包括包覆于所述文物保护室外的纤维材料罩。采用本实用新型，可防止大气环境中光照的累积破坏。
图I为根据本实用新型的控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备的结构示意图；图2为图I所示便携式装备中的气体供给装置的正视图；图3为图I所示便携式装备中的文物保护室的正视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步阐述本实用新型，应理解，实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。如图I所示，本实用新型的控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备包括可防紫外线且可密封的文物保护室1，该文物保护室I包括位于其底部的底盘11、顶壁12、连接在底盘与顶壁之间的若干防紫外线周壁13，以及在防紫外线周壁内支撑在底盘和顶壁之间的多个可折叠支架47，该支架用于在展开该文物保护室I时支撑起容纳出土文物的保护空间。由此，可在离文物最近的距离处打开折叠的便携式装备，从而可根据具体考古现场设施灵活变动，设备便携、可折叠，占用空间小。该防紫外线周壁13可以包括位于外侧的密封透明软硅胶膜层以及位于内侧的紫外线吸收剂薄膜层。该防紫外线周壁13具有一定的可伸缩性，便于折叠，且有利于观察放置于文物保护室内的出土文物，并可减少大气环境中紫外光对文物的影响。在该文物保护室I中设有用于打开文物保护室以放入文物的开启装置，如图I所示，该开启装置可以是设置于相邻的防紫外线周壁13的边缘处的密封拉链14。该密封拉链14的设置可便于出土文物的快速取放。本实用新型的便携式设备还包括设置于该文物保护室I中的温湿度传感装置15，用于对该文物保护室I内的温度和相对湿度进行监测。该便携式设备还包括与文物保护室I选择性地连通以将氮气和水蒸气提供至该文物保护室I中的气体供给单元2，以及设置于该文物保护室I上用于将文物保护室内的环境空气选择性地排出的排气装置3。通过该气 体供给单元2可将氮气和水蒸气提供至该便携式装备的文物保护室I中，同时通过排气装置3排出文物保护室I内原有的环境空气。在该充气和排气的过程中，通过温湿度传感装置15监测文物保护室I内的温度变化和相应的相对湿度变化，当该文物保护室I内的温度和相对湿度在与考古现场埋藏的环境温湿度相当的范围内时，停止充气和排气的操作，并使整个文物保护室I处于密闭状态。从而，可以控制出土文物保存环境的温湿度变化，隔绝大气氧气的影响，减少出土文物从埋藏环境到大气环境发生突变过程中环境对文物造成的破坏。如图2所示，气体供给单元2可以包括带汽化器的液氮瓶21，以及用于生成水蒸气的加湿器22。来自液氮瓶的液氮经过汽化器形成的氮气气体和经加湿器22的超声波高频振荡、风动装置雾化的水蒸气粒子同时供给至密封的文物保护室I。该气体供给单元2可通过连接装置4可分离地连接至文物保护室I。如图I所示，该连接装置4包括连接于气体供给单元2的排气口 23与文物保护室I的进气口 16之间的进气通道41以及邻近于文物保护室I设置于该进气通道41中的进气开关阀42。可通过该进气开关阀42的开闭控制气体供给单元2与文物保护室I之间的连通。更具体地，如图2和3所示，该进气通道41包括一端与气体供给单元2的排气口 23相连，另一端设有第一连接器43的第一进气管44，以及一端与文物保护室I的进气口 16相连，另一端设有与第一连接器43可分离地连接的第二连接器45的第二进气管46。此外，排气装置3可以包括与文物保护室I的排气口 17相连的排气通道31以及邻近于文物保护室I设置于该排气通道31中的排气开关阀32。从而，在将气体供给单元2与文物保护室I连通时，打开进气开关阀42，将来自气体供给单元2的氮气和水蒸气通过进气通道41经文物保护室I的进气口 16供给至该文物保护室I中，同时可打开排气开关阀32，通过排气通道31将文物保护室I内原有的环境空气排出，在该充气和排气的过程中，监测文物保护室内的温度变化和相应的相对湿度变化，当监测到文物保护室内的温度和相对湿度稳定在所需的一定范围内时，可关闭该进气开关阀和排气开关阀以停止充气和排气，使整个文物保护室I处于密闭状态。并且还可断开气体供给单元2与文物保护室I之间的连接，以在将密封的整个文物保护室I转移至实验室进行研究与保护后，气体供给单元2可继续进行下一个样品的处理。[0039]此外，如图3所示，该文物保护室I还包括设置于底盘11上用于放置文物的可移动文物架18。该文物架18的大小可以根据具体出土文物的尺寸大小进行选择，因此可以满足考古出土现场条件的要求。[0040]在文物保护室I的防紫外线周壁13中还内嵌有密封加长式手套19，在底盘11上还可放置有保护材料和处理工具。该手套19具有一定的可伸缩性，便于对需要紧急处理的文物采用保护材料和处理工具执行预保护，进行临时性加固保护处理。该保护材料和处理工具可以是任何现有适用于文物临时性保护的材料和处理工具，例如该保护材料可以是各类加固剂、粘接材料等。该便携式装备还可包括包覆于文物保护室I外的诸如黑质棉布等的纤维材料罩，以防止大气环境中光照的累积破坏。下面详细描述本实用新型的具体实施例以更好地理解本实用新型。实施例I在监测到考古现场埋藏环境的土壤温度介于10-20摄氏度之间，相对湿度大于90%的环境中，发掘出土小件脆弱彩绘陶质文物。首先，在离文物最近的距离处打开折叠的便携式装备，并将准备好的液氮经过汽化器形成的氮气气体和来自超声波加湿器的水蒸气同时通过进气通道41经文物保护室I的进气口 16进入密封的文物保护室I内，打开排气开关阀32逐渐排出文物保护室I内原有的空气。将发掘出土的脆弱彩绘陶质文物放于可移动的文物架18上并快速置于文物保护室I内，待温湿度传感装置15感测到该文物保护室I内的温度稳定在10-20摄氏度之间，相对湿度指数达到90%以上时，可停止充气并关闭排气开关阀32，使文物处于稳定的保存环境中，并断开气体供给单元2与文物保护室I的连接。密封的文物保护室I包括密封透明软硅胶膜外层，并在该密封透明软硅胶膜层的内表面涂有紫外线吸收剂薄膜，从而可以防止光照对文物的影响。此外，进一步在文物保护室I的外表面采用黑质棉布等纤维材料包裹，防止大气环境中光照的累积破坏。随后，将整个密封的文物保护室I转移至实验室，而气体供给单元2可继续进行下一个样品的处理。实施例2在监测到考古现场埋藏环境的土壤温度介于10-20摄氏度之间，相对湿度大于90%的环境中，发掘出土小件脆弱彩绘陶质文物胎体酥粉。首先，在离文物最近的距离处打开折叠的便携式装备，并将准备好的液氮经过汽化器形成的氮气气体和来自超声波加湿器的水蒸气同时通过进气通道41经文物保护室I的进气口 16进入密封的文物保护室I内，打开排气开关阀32逐渐排出文物保护室I内原有的空气。发掘出土的小件脆弱彩绘陶质文物胎体酥粉，在短时间内难以提取，因此，打开文物保护室I的密封拉链14将文物包裹，通入氮气和水蒸汽，可减少大气环境中氧气和温湿度变化对文物的影响。密封的文物保护室I包括密封透明软硅胶膜外层，并在该密封透明软硅胶膜层的内表面涂有紫外线吸收剂薄膜，从而可以防止光照对文物的影响。此外，还可采用防紫外线周壁13中内嵌的密封加长式手套19，将准备好的临时性保护材料喷涂于文物表面，起到临时性加固保护处理作用。或将底部带有土壤的文物采用整体提取技术提取后放置于可移动的文物架18上，关闭密封拉链14。待温湿度传感装置15感测到该文物保护室I内的温度稳定在10-20摄氏度之间，相对湿度指数达到90%以上时，可停止充气并关闭排气开关阀32，断开第一和第二连接器43、45，关闭进气开关阀42。在装有文物的文物保护室I的外表面采用黑质棉布等纤维材料包裹，防止大气环境中光照的累积破坏。随后，将整个密封的文物保护室I转移至实验室，而气体供给单元2可继续进行下一个样品的处理。产业应用件本实用新型的控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备可控制出土文物保存环境湿度的变化，隔绝大气氧气、光照的影响，从而可减少出土文物从埋藏环境到大气环境发生突变过程中环境对文物造成的破坏，并可在控制文物保存环境的基础上对文物进行临时性加固保护处理，同时减少运输过程中对文物的损害。本实用新型的装备简便、安全、有效，能够满足考古现场保护操作的便携式要求。适合出土文物尤其是脆弱无机质和有机质文物现场保护的环境控制和可控环境条件下的临时性加固保护，具有实际应用性。
权利要求1.一种控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备，其特征在于，包括 防紫外线的密封的文物保护室，其设有用于打开所述文物保护室以放入文物的开启装置； 设置于所述文物保护室中用于对所述文物保护室内的温度和相对湿度进行监测的温湿度传感装置； 与所述文物保护室选择性地连通以将氮气和水蒸气提供至所述文物保护室中的气体供给单元；以及设置于所述文物保护室上用于将所述文物保护室内的环境空气选择性地排出的排气装置。
2.如权利要求I所述的装备，其特征在于，所述气体供给单元通过连接装置可分离地连接至所述文物保护室，所述连接装置包括连接于气体供给单元的排气口与文物保护室的 进气口之间的进气通道以及邻近于所述文物保护室设置于所述进气通道中的进气开关阀。
3.如权利要求2所述的装备，其特征在于，所述进气通道包括一端与所述气体供给单元的排气口相连，另一端设有第一连接器的第一进气管，以及一端与所述文物保护室的进气口相连，另一端设有与所述第一连接器可分离地连接的第二连接器的第二进气管。
4.如权利要求I所述的装备，其特征在于，所述排气装置包括与文物保护室的排气口相连的排气通道以及邻近于所述文物保护室设置于所述排气通道中的排气开关阀。
5.如权利要求I至4中任一项所述的装备,其特征在于,所述气体供给单元包括带汽化器的液氮瓶，以及用于生成水蒸气的加湿器。
6.如权利要求I所述的装备，其特征在于，所述文物保护室包括底盘、顶壁、连接在所述底盘与顶壁之间的若干防紫外线周壁，以及在所述防紫外线周壁内支撑在所述底盘和顶壁之间的多个可折叠支架，所述开启装置包括设置于相邻的所述防紫外线周壁的边缘处的密封拉链。
7.如权利要求6所述的装备，其特征在于，所述文物保护室还包括设置于所述底盘上用于放置文物的可移动文物架。
8.如权利要求6或7所述的装备，其特征在于，所述防紫外线周壁包括位于外侧的密封透明软硅胶膜层以及位于内侧的紫外线吸收剂薄膜层。
9.如权利要求8所述的装备，其特征在于，所述装备还包括内嵌于所述防紫外线周壁中的密封加长式手套，以及放置于所述底盘上的保护材料和处理工具。
10.如权利要求I所述的装备，其特征在于，所述装备还包括包覆于所述文物保护室外的纤维材料罩。
专利摘要本实用新型涉及一种控制考古现场出土脆弱文物保存环境的便携式装备，包括防紫外线的密封的文物保护室，其设有用于打开所述文物保护室以放入文物的开启装置；设置于所述文物保护室中用于对所述文物保护室内的温度和相对湿度进行监测的温湿度传感装置；与所述文物保护室选择性地连通以将氮气和水蒸气提供至所述文物保护室中的气体供给单元；以及设置于所述文物保护室上用于将所述文物保护室内的环境空气选择性地排出的排气装置。
文档编号B65D81/18GK202379258SQ20112045901
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者周铁, 容波, 李伟东, 李晓溪, 罗宏杰, 赵静 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所, 秦始皇帝陵博物院