冰雪中收集微陨石的装置和方法与流程

本发明属于陨石收集装置，涉及一种用于极地地区的冰雪中收集微陨石的装置和方法。

背景技术：

21世纪以来，人们普遍将粒径约小于2mm，收集于地表的地外天然固体物质定义为微陨石。据统计，地球每年吸积的地外物质总量为4×114吨，其中大部分为微陨石。微陨石作为了解太阳系乃至恒星际空间的钥匙，其收集与研究已经成为天体化学和空间科学的热点研究领域。上世纪40年代开始，微陨石的收集便成了国际上的热点。尤其是80年代后，通过在南北两极开展微陨石收集，产出了大量的科学成果。我国的微陨石研究主要集中在上世纪80-90年代，而后便处于停滞的状态。

微陨石由于收集的地点不同所以收集的方式和仪器也不同，1873～1876年间国内外学者先后在深海沉积物、内陆沉积岩、沙漠等工业污染物较低的环境中，收集了大量的微陨石。随着科学技术的飞速发展，微陨石的收集逐渐由原来的地面环境扩展到近地空间。此外，伴随着极地科学考察成为各国科学研究的热点，极地陨石与微陨石收集也成为其重要研究领域。1、在深海中收集方式主要有两种：①利用磁性的金属耙在深海沉积物中直接吸取微陨石；②深海中采集大量软泥或粘土，在地面实验室进行微陨石的挑选。2、近地空间中收集方式是利用探空火箭、飞机和高空热气球对平流层微陨石进行采集。3、极地微陨石的收集工作也是本发明的主要使用领域开始于langway等在北极格陵兰岛(greenland)通过融化新鲜雪收集微陨石；nishibori等在南极冰架边缘的日本昭和站附近通过融化冰山上的冰收集微陨石；thiel等在冰芯中偶然也发现了少量微陨石。以上工作收集的微陨石数量非常少，操作方法复杂效率较低，融冰方式过于简陋容易造成微陨石的污染，且微陨石大小难以区分。因此设计一种能够快速且便捷的微陨石收集装置成为必然需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冰雪中收集微陨石的装置和方法，其能够在加热冰雪使其融化后，通过设置的多层不同孔径的过滤冲孔网板将不同粒径的微陨石进行分层拦截并回收。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本申请中所述的冰雪中收集微陨石的装置，包括支脚，所述支脚上设置有与之连接的主筒体，主筒体的侧壁上设置有筒体夹套，筒体夹套的内部安装有加热器；所述的筒体夹套包括夹套入水口和夹套出水口；在主筒体的顶部安装有盖板，相对于盖板的主筒体底部与过滤冲孔网组连接；所述过滤冲孔网组由从上至下设置多层不同孔径的过滤冲孔网板组成；过滤冲孔网组的出口处通过出料口控制阀与防爆离心泵连接，防爆离心泵上设置有离心泵出料口。

进一步地讲，本申请中所述的盖板通过盖板合页安装于主筒体上，且在相对于盖板合页的盖板一端通过钩型螺栓固定在主筒体上。

进一步地讲，本申请中所述的过滤冲孔网板与层级固定件之间通过o型密封圈密封；在过滤冲孔网组与主筒体之间设置有冲孔网隔板。

进一步地讲，本申请中所述的支脚安装于底架上，底架的底部安装有万向轮。

进一步地讲，本申请中所述的盖板上还安装有卡箍式呼吸器。

进一步地讲，本申请中所述的筒体夹套还安装有温度传感器。

进一步地讲，本申请中所述的盖板上安装有面板加强筋。

一种利用上述冰雪中收集微陨石的装置的方法，该方法包括如下的步骤：

第一步，收集冰雪，并打开盖板将收集到的冰雪放入到主筒体中；

第二步，打开加热器的开关使得加热器对筒体夹套中的介质水进行加热，当温度传感器测得温度达到设定温度时停止加热并将筒体夹套中的介质水的温度维持在此设定温度上；

第三步，待放入主筒体内的冰雪完全融化后，打开出料口控制阀与防爆离心泵；

第四步，融化后的雪水依次经过多层设置的过滤冲孔网板组成的过滤冲孔网组；并将雪水中的不同直径大小的微陨石留在不同孔径的过滤冲孔网板上；

第五步，融化后的雪水经过过滤冲孔网组后，进入到防爆离心泵中，并在防爆离心泵的作用下通过离心泵出口排出；雪水排出后关闭加热器。

第六步，对留在不同孔径的过滤冲孔网板上的微陨石进行收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请设计轻巧方便，并且便于移动，一人操作即可实现，节省人工及繁琐的操作过程。

2、本申请采用夹套式间接加热的方式，可避免加热器与微陨石直接接触造成样品污染，且加热温度恒定在80℃左右，可对冰雪持续进行加热融化，提高了工作效率。

3、本申请采用多层设置的、不同孔径的过滤冲孔网板组合来实现与之孔径对应的不同直径大小的微陨石收集。且通过实验验证可知，当采用5层不同孔径大小(如孔径为500μm，200μm，125μm,50μm，25μm的组合式多过滤冲孔网结构)的过滤冲孔网组时，可一次性收集不同粒径的微陨石。本申请中的过滤冲孔网板与层级固定件之间采用可拆卸的方式，降低了造价和后期维护更换的成本。

4、本申请中冰雪融化后的水体能够通过离心泵快速排出，避免了容器内水分的残留，提高了微陨石收集的工作效率。

附图说明

图1是本申请的主视图。

图2是图1中a部分的局部放大图。

图3是本申请的俯视图。

图中：1、盖板；2、钩型螺栓；3、盖板合页；4、主筒体；5、筒体夹套；6、夹套入水口；7、夹套排水口；8、加热器；9、过滤冲孔网组；10、过滤冲孔网板；11、o型密封圈；12、出料口控制阀；13、防爆离心泵；14、离心泵出料口；15、面板加强筋；16、支脚；17、底架；18、卡箍式呼吸器；19、冲孔网隔板；20、温度传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限位“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本申请保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本申请所述的技术方案。

实施例1：

一种冰雪中收集微陨石的装置，包括支脚16，所述支脚16上设置有与之连接的主筒体4，主筒体4的侧壁上设置有筒体夹套5，筒体夹套5的内部安装有加热器8；所述的筒体夹套5包括夹套入水口6和夹套出水口7；在主筒体4的顶部安装有盖板1，相对于盖板1的主筒体4底部与过滤冲孔网组9连接；所述过滤冲孔网组9由从上至下设置多层不同孔径的过滤冲孔网板10组成；过滤冲孔网组9的出口处通过出料口控制阀12与防爆离心泵13连接，防爆离心泵13上设置有离心泵出料口14。所述盖板1通过盖板合页3安装于主筒体4上，且在相对于盖板合页3的盖板1一端通过钩型螺栓2固定在主筒体4上。所述的过滤冲孔网板10与层级固定件之间通过o型密封圈11密封；在过滤冲孔网组9与主筒体4之间设置有冲孔网隔板19。所述支脚16安装于底架17上，底架17的底部安装有万向轮。所述盖板1上还安装有卡箍式呼吸器18。所述筒体夹套5还安装有温度传感器20。所述盖板1上安装有面板加强筋15。

在本申请的实施例1中，所述的主筒体4可选用sus304材质，此种材质能够适宜极地地区的低温天气且能够在加热过程中承受一定的高温。但是本申请并不排除选用其余可适用极地低温天气和加热情况下的材料。在主筒体4的上方为通过盖体合页3安装的盖体1，盖体1上设置有面板加强筋15，打开盖体1后可将冰雪放入到主筒体4的内部。此时需要注意的是，防爆离心泵13处于关闭状态。

在冰雪放入前或放入后，往主筒体4侧壁上的筒体夹套5中加入一定量的传导热的介质。在本申请中可选用水体作为加热及传导热的介质，但是本申请并不排除本领域的技术人员使用其余可在低温条件下加热及传导热的介质。其加入的介质水是通过夹套入水口6来加入的。当需要对加入筒体夹套5中的介质水进行更换时，通过筒体夹套5底部的夹套排水口7来实现排空作业。

本申请中采用的加热器8是位于筒体夹套5中的，其能够在插上电源后对筒体夹套5内持续进行加热，例如其加热的温度可设定在80℃，其筒体夹套5内的介质温度是通过温度传感器20来实现测定的。通过加热筒体夹套5内的介质水来间接实现主筒体4内冰雪的消融。这样间接加热的方式不仅可以使得冰雪快速融化，而且还可以避免因加热器8与冰雪直接接触造成冰雪中微陨石的污染。本申请中所述的电源供应可采用蓄电池、太阳能发电板、车载电源等现有技术中本领域的技术人员能够获得的成熟的供电装置。

在本申请中，采用多层相互水平设置、垂直分布的、孔径逐渐减小的过滤冲孔网板10组成的过滤冲孔网组9来对雪水进行过滤。过滤冲孔网组9与主筒体4的下方出口通过冲孔网格板19连通，其能够方便消融后的冰雪融水经过并将其中的不同直径的微陨石分层进行收集。过滤后的冰雪融水通过出料口控制阀12进入到防爆离心泵13中并通过离心泵出料口14来实现排出。

为了保证主筒体4内空气的洁净，在本申请中采用盖板1上安装有卡箍式呼吸器18来对进入到主筒体4内部的空气进行过滤，防止其中的细菌、微粒、灰尘等污染主筒体4内部的冰雪，并且将内部的冰雪与外部的空气进行隔绝，防止直接接触。

为了便于移动，在本申请中所述的支腿16底部安装有支架17，支架17的底部安装有万向轮。这种结构能够便于移动且更加便于单人操作。

在上述结构的基础上，本申请的具体操作步骤如下：

第一步，收集冰雪，并打开盖板1将收集到的冰雪放入到主筒体4中；

第二步，打开加热器8的开关使得加热器8对筒体夹套5中的介质水进行加热，当温度传感器20测得温度达到设定温度时停止加热并将筒体夹套5中的介质水的温度维持在此设定温度上；

第三步，待放入主筒体4内的冰雪完全融化后，打开出料口控制阀12；

第四步，融化后的雪水依次经过多层设置的过滤冲孔网板10组成的过滤冲孔网组9；并将雪水中的不同直径大小的微陨石留在不同孔径的过滤冲孔网板10上；

第五步，融化后的雪水经过过滤冲孔网组9后，进入到防爆离心泵13中，并在防爆离心泵13的作用下通过离心泵出口14排出；雪水排出后关闭加热器8。

第六步，对留在不同孔径的过滤冲孔网板10上的微陨石进行收集。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。