专利名称：可测长岩芯的自动化磁化率仪、测量方法及其安放支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以测量长岩芯岩石样品或单个岩石样品的自动化磁化率仪，可以在古地磁学，岩石磁性，环境磁性的大量实验室样品测量领域得到广泛的应用。
背景技术：
磁化率表示物质在外磁场的作用下被磁化的难易程度，它是一个没有量纲的值. 物质的磁化率测定、分析，经常被用于第四纪地质、考古、土壤等研究领域。目前在城市环境污染调查、水道湖泊重金属污染调查、古环境变迁等环境研究课题中，磁化率是一非常有价值的分析参数。通过磁化率的分析，可间接的反映污染状况和环境的变化。近年来，国内通用的磁化率仪是英国巴林顿公司的MS-2型磁化率仪。它由磁化率读数表和一系列多种用途的测量土壤和岩石磁化率的探头组成，可应用于野外或实验室， 用途包括地质和土壤调查，古地磁学，考古勘查，古气候研究，水文学，沉积学，岩芯剖面测量或相关性研究以及磁组份分析。在考古学研究中，该系统主要用于检测由于人类活动，主要是用火所导致的磁化率增强的现象。该测量是非破坏性的，而且使用低频磁场以确保测量结果不受样品的导电性影响。探头具有温度补偿功能，减小测量时产生的漂移。当样品材料被置于探头产生的100 μ T低频交变磁场影响下，频率上的变化就发生了。这种变化被换算为一个磁化率值，根据选择，以SI或CGS单位数字化表示。抗磁性值(负数)也可测量。该仪器使用内置电池，可以从主电源或汽车电源插座上充电，还带有电池状态显示和充电指示。按键或其拨动开关可用于归零或测量。量程转换开关可增加一个小数位分辨率， 但测量时间也随之增加。有一个串口可用于计算机控制和数据传输。位于仪器后面板的转换开关用于选择合适的通讯协议。所有的开关或插座都采用合乎环境要求的封装。如图1所示，英国巴林顿公司的MS-2型磁化率仪主要包括MS2型磁化率仪10及其附带的MS2B双频探头11，MS2B双频探头为一盒体，其上开设有样品材料放置孔12，测量时需要将长岩芯样品放置在样品材料放置孔12中依次分别进行测量。经过长时间的使用， MS-2型磁化率仪完成了大量的岩石和矿物磁学研究中标准古地磁样品的质量或体积磁化率的精确测量。但是，在使用过程中，发现该仪器仍有许多局限性，具体在于
(1)现有仪器只能进行样品的单次测量，即需要每次都将样品放入探头测量后再拿出， 这样由于使用者的熟练程度和使用认真程度不同会造成测试样品数据的人为误差。(2)大量重复的劳动也增加了实验者的工作量，降低了工作效率。(3)现有仪器由于MS2B双频探头为一盒体，只能完成小型圆柱体，立方体样品的测量，而无法完成一米左右长度的长条形长岩芯样品的测量。
发明内容
本发明设计了一种可测长岩芯的自动化磁化率仪、测量方法及其安放支架，其解决的技术问题是
(1)现有仪器只能进行样品的单次测量，即需要每次都将样品放入探头测量后再拿出，这样由于使用者的熟练程度和使用认真程度不同会造成测试样品数据的人为误差。(2)大量重复的劳动也增加了实验者的工作量，降低了工作效率。(3)现有仪器由于MS2B双频探头为一盒体，只能完成小型圆柱体，立方体样品的测量，而无法完成长岩芯样品的测量。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案
一种可测长岩芯的自动化磁化率仪，包括门式探头(20)、磁化率仪(24)和链条传送装置，所述链条传送装置上放置的一个或多个长岩芯样品依次穿过所述门式探头(20)，所述门式探头(20)将测得一个或多个长岩芯样品磁化率数据发送至所述磁化率仪(24)收集。进一步，所述链条传送装置包括传送链条(21)、链轮(22)、传送带以及步进电机 (23)，所述传送带固定在所述传送链条(21)上，在所述步进电机(23)通过驱动所述链轮
(22)转动而使所述传送链条(21)和所述传送带移动，所述传送链条(21)和所述传送带穿过所述门式探头(20)。进一步，所述传送链条(21)为无磁性链条。进一步，还包括一控制终端，所述控制终端的一端口用于控制所述磁化率仪(24) 测量每个长岩芯样品或标准样品的测量间距和测量次数以及接收所述磁化率仪(24)传来的长岩芯样品或标准样品磁化率数据；所述控制终端的另一端口用于控制所述链条传送装置的开启停止和所述传送链条(21)的运行方向及速度。进一步，所述控制终端为一计算机(25 )。一种可测长岩芯的自动化磁化率仪的测量方法，包括以下步骤
步骤1 使用者在所述计算机(25)上设置测量长岩芯样品的相应参数，包括测量标准样品的数量，每个标准样品的测量次数以及标准样品的测量间距；或者是长岩芯样品的测量间距及每个测量点的测量次数；
步骤2 完成设置后，计算机传输指令对所述步进电机(23)进行控制，所述步进电机
(23)通过无磁性传送链条(21)和传送带将长岩芯样品移动到所述门式探头(20)的工作区域；
步骤3 所述计算机(25)根据步骤1中输入的参数，由程序计算出需要向所述磁化率仪(24)输入的指令代码，所述门式探头(20)在测量每个长岩芯样品之前先测量背景值磁化率然后测量每个长岩芯样品磁化率’·χ长岩碰■化率’
所述计算机(25)根据计算得出每一个长岩芯样品磁化率真实值Χ= X长岩芯糊磁化率_ X
背景磁化率°进一步，每测量完一个长岩芯样品的磁化率后，所述门式探头(20)再次测量背景值以检验仪器是否产生漂移时，如发生若漂移，可测长岩芯自动化磁化率仪将自动报警，防止不准确的数据被记录下来。一种安放支架，用于放置可测长岩芯自动化磁化率仪，所述安放支架本体的材质全部采用无磁性木头。进一步，包括第一台阶(30)和第二台阶(31)，所述第一台阶(30)的垂直高度高于所述第二台阶(31)，在所述第一台阶(30)上放置所述门式探头(20);所述第二台阶(31)放置待测长岩芯样品。该可测长岩芯自动化磁化率仪、测量方法及其安放支架具有以下有益效果(1)本发明由于采用链条传送装置测量大批量测量长岩芯样品。减少了人为因素造成实验误差的影响；同时，由于链条传送装置的引进，也使得实验员从原来枯燥繁复的测量中解放出来，大大减少了实验员的工作强度，提高了工作效率。( 2 )本发明由于在采用链条传送装置传送大量长岩芯样品的基础上，更换了现有探头，使用门式探头不仅仅可以测量长岩芯样品，因此使可测量的样品种类有了很大程度的增加。(3)本发明由于将磁化率仪与计算机相连接，增加了多样品测量的数据处理、显示及存储等功能，也可控制链条传送装置和磁化率仪协同工作，丰富了仪器的可操作性和测量的精确性。
图1 现有MS2型磁化率仪的立体示意图2 本发明可测长岩芯自动化磁化率仪的结构示意图； 图3 本发明可测长岩芯自动化磁化率仪的工作原理图； 图4 本发明可测长岩芯自动化磁化率仪的安放支架立体示意图。附图标记说明
10—MS2型磁化率仪；11一MS2B双频探头；12—样品材料放置孔；
20—门式探头；21—传送链条；22—链轮；23—步进电机；24—磁化率仪；25—计算
机；
30—第一台阶；31—第二台阶。
具体实施例方式下面结合图2至图4，对本发明做进一步说明
如图2所示，一种可测长岩芯样品的自动化磁化率仪，包括门式探头20、磁化率仪对和链条传送装置，链条传送装置上放置一个或多个标准样品，或者放置长岩芯样品，各种样品均可依次穿过门式探头20，门式探头20将测得一个或多个样品磁化率信号发送至磁化率仪M经处理后得到数据收集。所述链条传送装置包括传送链条21、链轮22、传送带以及步进电机23，传送带固定在传送链条21上，在步进电机23通过驱动链轮22转动而使传送链条21和传送带移动， 传送链条21和传送带穿过门式探头20。为了减少对测量值的磁性干扰，传送链条21为无磁性链条。其中，步进电机23的运动带动链轮22，传送链条21转动完成传送带的自动传送样品，软件同时控制磁化率仪对已传送至探头的长岩芯样品进行测量，从而完成自动化大批量的样品测量。对于长岩芯样品，使用步进电机控制测量点的间距，实现任意测量点间距的长岩芯样品测量。还包括一控制终端，所述控制终端的一端口用于控制所述磁化率仪M测量每个长岩芯样品或标准样品的测量间距和测量次数以及接收磁化率仪M传来的长岩芯样品或标准样品磁化率数据；控制终端的另一端口用于控制链条传送装置的开启停止和传送链条 21的运行方向及速度。本可测长岩芯自动化磁化率仪将采用LabVIEW软件编程实现对系统的控制，在编制界面中，使用者可以设置测试样品个数，每个样品测试次数，样品间隔距离等。在运行程序时，通过串口将程序的G语言转换为磁化率仪和步进电机能识别的ASCII 码，以实现对二者的控制。如图3所示，本发明可测长岩芯自动化磁化率仪的工作原理如下
步骤1 使用者在计算机25上设置测量长岩芯样品的相应参数，包括测量标准样品的数量，每个标准样品的测量次数以及标准样品的测量间距；或者是长岩芯样品的测量间距及每个测量点的测量次数；
步骤2 完成设置后，计算机传输指令对步进电机23进行控制，步进电机23通过无磁性传送链条21和传送带将长岩芯样品移动到门式探头20的工作区域；
步骤3 计算机25根据步骤1中输入的参数，由程序计算出需要向磁化率仪M输入的指令代码，门式探头20在测量每个长岩芯样品之前先测量背景值磁化率0^* ^，然后测量每个长岩芯样品磁化率(长岩芯縣磁化率，计算机25根据计算得出每一个长岩芯样品磁化率真实值:X= X长岩芯样品磁化率—X背景磁化率。 如此计算的原因是长岩芯样品磁化率’J(长岩sm減化率#
包括了背景值磁化率，需要去掉该背景值磁化率0^* ^，才能得到长岩芯样品磁化率真实值。每测量完一个长岩芯样品的磁化率后，门式探头20再次测量背景值以检验仪器是否产生漂移时，如发生若漂移，可测长岩芯自动化磁化率仪将自动报警，防止不准确的数据被记录下来。如图4所示，一种安放支架，用于放置可测长岩芯自动化磁化率仪，安放支架本体的材质全部采用无磁性木头。具体来说，包括第一台阶30和第二台阶31，第一台阶30的垂直高度高于第二台阶31，在第一台阶30上放置门式探头20 ；第二台阶31放置待测长岩芯样品。其规格 340mmX10mmX30mm，因为仪器测量磁性参数，所以要避免铁磁性物质在其附近，因此整体支架全部采用无磁性木头制造。该可测长岩芯自动化磁化率仪、测量方法及其安放支架具有以下有益效果
(1)本发明由于采用链条传送装置测量大批量测量长岩芯样品。减少了人为因素造成实验误差的影响；同时，由于链条传送装置的引进，也使得实验员从原来枯燥繁复的测量中解放出来，大大减少了实验员的工作强度，提高了工作效率。( 2 )本发明由于在采用链条传送装置传送大量长岩芯样品的基础上，更换了现有探头，使用门式探头不仅仅可以测量长岩芯样品，因此使可测量的样品种类有了很大程度的增加。(3)本发明由于将磁化率仪与计算机相连接，增加了多样品测量的数据处理、显示及存储等功能，也可控制链条传送装置和磁化率仪协同工作，丰富了仪器的可操作性和测量的精确性。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种可测长岩芯样品的自动化磁化率仪，包括门式探头(20)、磁化率仪(24)和链条传送装置，所述链条传送装置上放置一个或多个标准样品，或者放置长岩芯样品，各种样品均依次穿过所述门式探头(20)，所述门式探头(20)将测得一个或多个样品磁化率信号发送至所述磁化率仪(24)经处理后得到数据收集。
2.根据权利要求1所述可测长岩芯的自动化磁化率仪，其特征在于所述链条传送装置包括传送链条(21)、链轮(22)、传送带以及步进电机(23)，所述传送带固定在所述传送链条(21)上，在所述步进电机(23 )通过驱动所述链轮(22 )转动而使所述传送链条(21)和所述传送带移动，所述传送链条(21)和所述传送带穿过所述门式探头(20 )。
3.根据权利要求2所述可测长岩芯的自动化磁化率仪，其特征在于所述传送链条 (21)为无磁性链条。
4.根据权利要求1、2或3所述可测长岩芯的自动化磁化率仪，其特征在于还包括一控制终端，所述控制终端的一端口用于控制所述磁化率仪(24)测量每个长岩芯样品或标准样品的测量间距和测量次数以及接收所述磁化率仪(24)传来的长岩芯样品或标准样品磁化率数据；所述控制终端的另一端口用于控制所述链条传送装置的开启停止和所述传送链条(21)的运行方向及速度。
5.根据权利要求4所述可测长岩芯的自动化磁化率仪，其特征在于所述控制终端为一计算机(25)。
6.一种权利要求4、5的测量方法，包括以下步骤步骤1 使用者在所述计算机(25)上设置测量长岩芯样品的相应参数，包括测量标准样品的数量，每个标准样品的测量次数以及标准样品的测量间距；或者是长岩芯样品的测量间距及每个测量点的测量次数；步骤2 完成设置后，计算机传输指令对所述步进电机(23)进行控制，所述步进电机 (23)通过无磁性传送链条(21)和传送带将样品移动到所述门式探头(20)的工作区域；步骤3 所述计算机(25)根据步骤1中输入的参数，由程序计算出需要向所述磁化率仪(24)输入的指令代码，所述门式探头(20)在测量每个长岩芯样品之前先测量背景值磁化率然后测量每个长岩芯样品磁化率’·χ长岩碰■化率’所述计算机(25)根据计算得出每一个长岩芯样品磁化率真实值Χ= X长岩芯糊磁化率_ X背景磁化率°
7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于每测量完一个长岩芯样品的磁化率后，所述门式探头(20)再次测量背景值以检验仪器是否产生漂移时，如发生若漂移，可测长岩芯自动化磁化率仪将自动报警，防止不准确的数据被记录下来。
8.一种安放支架，用于放置权利要求1-5可测长岩芯自动化磁化率仪，其特征在于所述安放支架本体的材质全部采用无磁性木头。
9.根据权利要求8所述的安放支架，其特征在于包括第一台阶(30)和第二台阶 (31)，所述第一台阶(30)的垂直高度高于所述第二台阶(31)，在所述第一台阶(30)上放置所述门式探头(20)；所述第二台阶(31)放置待测长岩芯样品。
全文摘要
本发明涉及一种可测长岩芯样品的自动化磁化率仪，包括门式探头(20)、磁化率仪(24)和链条传送装置，所述链条传送装置上可以放置一个或多个标准样品，或者放置长岩芯样品，各种样品均可依次穿过所述门式探头(20)，所述门式探头(20)将测得一个或多个样品磁化率信号发送至所述磁化率仪(24)经处理后得到数据收集。本发明由于采用链条传送装置可大批量测量标准样品或长岩芯样品。减少了人为因素造成实验误差的影响；同时，由于链条传送装置的引进，也使得实验员从原来枯燥繁复的测量中解放出来，大大减少了实验员的工作强度，提高了工作效率。
文档编号B65G17/38GK102156269SQ20111005375
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者刘双迟, 秦华峰 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所