专利名称：样品固定装置及用该装置进行古地磁场强度实验的方法
技术领域：
本发明涉及磁场测量分析领域，更具体地说，涉及一种古地磁场强度(简称古强度)实验用样品固定装置及一种利用该装置进行古强度实验的方法。
背景技术：
古强度实验主要是对经过古强度实验炉处理后的样品进行剩磁测量，然后根据测得的剩磁推算出地球磁场古强度。整个实验过程耗时费力。由于受古强度实验炉和样品体积的限制(标准样品体积一般为IOcm3)，一次实验只能够处理大概70个样品。而且对于具有高磁化强度的火山岩样品，如果采用标准体积样品，样品的磁矩会超出自动超导磁力仪的量程范围，而通常采用旋转磁力仪进行测量，样品的剩磁测量速度比用自动超导系统测量速度慢，且磁矩测量的方向性准确度较低。总的来说，采用标准体积的样品进行古强度实验效率很低。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种供古强度实验用的样品固定装置及用该装置进行古强度实验的方法，通过该固定装置，可以采用小样品进行古强度实验，适合自动超导磁力仪测量，极大地提高实验效率。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于古强度实验的小样品固定装置，其包括样品固定架，样品固定架上设置有用于容纳样品的第一孔；以及样品测量固定架，其内设置有凹槽，样品固定架容纳在样品测量固定架的凹槽内。优选地，样品固定装置还包括用于压紧样品的压紧装置，样品固定架上还设有与第一孔相连通的第二孔，压紧装置容纳在第二孔。优选地，样品固定架包括V形体以及V形体上方的长方体，长方体的上端面设有第二孔，样品固定架的中部设有轴线与第二孔的轴线垂直的第一孔。优选地，第一孔的直径为3mm至10mm，第二孔包括螺纹孔。优选地，压紧装置包括螺钉，螺钉通过螺纹孔拧入样品固定架，其中，样品测量固定架的底部为正方形，其内设置的凹槽包括V形槽。 优选地，样品固定架由无磁性陶瓷材料制成。根据本发明的另一个方面，还提供了一种用该样品固定装置测量样品古强度的方法，其特征在于，包括以下步骤钻取样品前对样品进行方位标志线标记；钻取样品，并将钻取的样品固定在样品固定架上，并保持样品方位标志线为规定方位；将带样品的样品固定架进行古强度实验处理；以及将经过古强度实验处理的带样品的样品固定架进行剩磁测量。
优选地，将样品固定在样品固定架上的步骤包括通过将螺钉插入样品固定架的第二孔而将样品压紧在样品固定架的第一孔中。优选地，将带样品的样品固定架进行古强度实验处理的步骤包括将带样品的样品固定架放入古强度实验炉的样品架中，样品架包括V形长架。优选地，将经过古强度实验炉处理的样品固定架进行剩磁测量的步骤包括将经过古强度实验处理的样品固定架放入样品测量固定架的凹槽中。相比于现有技术，本发明具有以下有益效果1.可以采用小样品进行测量，小样品间的相互影响更小，并且可以在仪器上放置更多的样品，同时可以用超导磁力仪对样品进行剩磁测量，一次可以测量多个样品，测量数据准确，效率高。2.小样品可以进行定向处理，可以得到样品磁矩测量的全矢量信息。3.陶瓷样品架可以重复使用，放置样品是用陶瓷螺丝固定，操作简单方便，实验完成后拧松陶瓷螺丝，样品容易卸载。
图1是样品固定架的示意图；图2是压紧装置的示意图；图3是样品固定架与压紧装置的装配示意图；图4是样品测量固定架的示意图；图5是图1，图2和图4的装配示意图；图6是样品架的示意图；以及图7是图1，图2和图6的装配示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明具体实施方式
进行描述。本发明提供了一种用于古强度实验的样品固定装置，如图1至图5所示，包括样品固定架I和样品测量固定架3，其中样品固定架I上设置有用于容纳样品的第一孔11，样品测量固定架3内设置有凹槽31，样品固定架I容纳在样品测量固定架3的凹槽31内。如图1所示,样品固定架I包括V形体15以及V形体15上方的长方体17,长方体17的上端面19设有第二孔13，样品固定架I的中部设有轴线与所述第二孔的轴线垂直的第一孔11，并且，第一孔11与第二孔13相连通。为了保证实验的测量精度，该样品固定装置内固定的样品需要具有一定大小的磁矩，于是，磁性较强的样品可以选取得小一些，而磁性较弱的样品可以选取得大一些，综合考虑，用于容纳样品的第一孔11的直径选取的范围为3mm至10mm。根据本发明的一实施例，由于选取的样品的磁矩大小不同，可以相应改变选取的样品体积，只需要相应改变样品固定架的第一孔11的直径，也就是说针对磁性强度不同的样品，可以利用具有不同孔径的第一孔11的样品固定架来装载。根据本发明的另一实施例，将样品固定架的第一孔11的直径设为10_，然后选取一系列环形辅助装置(附图中未示出)与选取的一定体积的样品配合一起装载入固定架的第一孔11中，其中环形辅助装置上设有一直径与第二孔13直径相同的通孔供压紧装置5 (如图2所示)拧入样品固定架I内。例如选取的样品的直径为6mm,则选取外径为IOmm,内径为6mm(环宽为4mm)的环形辅助装置与之配合，然后装载在第一孔11中。如图2和图3所示，样品固定装置还包括用于压紧样品的压紧装置5，压紧装置5容纳在样品固定架I上的第二孔13中。根据本发明的一实施例，压紧装置5设为螺钉，样品固定架I上容纳压紧装置5的第二孔13设有螺纹，如图3所示，将样品放入该样品固定架I中的第一孔中，将螺钉拧入样品固定架I的第二孔13的螺纹内，以此压紧固定容纳在第一孔11中样品。如图4和图5所示，为了与测量设备相匹配，样品测量固定架3的底部33为正方形，其内设置有与样品固定架I的V形体相配合的V形槽。根据本发明的一实施例，样品固定架I和压紧装置5均由陶瓷材料制成，其中，陶瓷样品固定架采用高纯氧化铝陶瓷(氧化铝含量高于99. 6% )制成，该材料为无磁性物质，整个固定架成品不影响强度实验的准确性。该陶瓷样品固定架可以耐受1200摄氏度的高温，并可以重复使用。根据本发明，利用该样品固定装置进行古强度实验的方法具体包括以下步骤首先，钻取样品钻取样品前对样品进行方位标志线标记，例如在要选取的样品表面上划上两个相互垂直的箭头来标记样品的方位，标记完成后，用定向钻机钻取直径为4mm的火山岩强度小样品，其中，定向钻机采用可以旋转的样品台，可以对样品进行不同方位的钻取，钻头采用空心取芯钻，其钻头内径为4_，钻机上有红色激光发射器，可以准确定位所需钻取的样品位置，之后将钻取后的小样品切割磨平使其长度保持在4_左右；然后，装载并固定样品在显微镜下将上述经过处理后的样品装载在陶瓷样品固定架I上，装载的同时保持样品方位标志线为规定方位，装载完成后，通过螺钉从样品固定架I上的第二孔13拧入来对样品进行压紧处理，并且可以通过玻璃胶对样品进一步固定；再之，对样品进行古强度处理将固定好样品的样品固定架I放入古强度实验炉的样品架7中，其中优选的样品架为V形长架(如图6所示)，接着开启古强度实验炉，对样品进行古强度处理，即，模拟火山喷发的环境对样品进行加热和冷却处理；最后，进行剩磁测量将经过古强度实验炉处理完成后的带样品的样品固定架从样品架7上取出，然后将其放入样品测量固定架3中，接着放入超导样架内，用超导磁力仪，例如2G760自动超导测量系统，对样品进行剩磁测量。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种样品固定装置，用于古地磁场强度实验，其特征在于，包括 样品固定架(I)，所述样品固定架(I)上设置有用于容纳所述样品的第一孔(11);以及 样品测量固定架(3)，其内设置有凹槽(31)，所述样品固定架(I)容纳在所述样品测量固定架(3)的凹槽(31)内。
2.根据权利要求1所述的样品固定装置，其特征在于，所述样品固定装置还包括用于压紧所述样品的压紧装置(5)，所述样品固定架(I)上还设有与所述第一孔(11)相连通的第二孔(13)，所述压紧装置(5)容纳在所述第二孔(13)。
3.根据权利要求2所述的样品固定装置，其特征在于，所述样品固定架(I)包括V形体(15)以及所述V形体上方的长方体(17)，所述长方体(17)的上端面(19)设有所述第二孔(13)，所述样品固定架(I)的中部设有轴线与所述第二孔的轴线垂直的所述第一孔(11)。
4.根据权利要求3所述的样品固定装置，其特征在于，所述第一孔(11)的直径为3mm至10mm，所述第二孔(13)包括螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的样品固定装置，其特征在于，所述压紧装置(5)包括螺钉，所述螺钉通过所述螺纹孔拧入所述样品固定架(I)，其中，所述样品测量固定架(3)的底部(33)为正方形，其内设置的凹槽(31)包括V形槽。
6.根据上述任一权利要求所述的样品固定装置，其特征在于，其中所述样品固定架(I)由无磁性陶瓷材料制成。
7.一种测量样品古地磁场强度的方法，其特征在于，包括以下步骤 钻取样品前对样品进行方位标志线标记； 钻取样品，并将钻取的样品固定在样品固定架(I)上，并保持样品方位标志线为规定方位； 将带样品的样品固定架进行古地磁场强度实验处理；以及 将经过古地磁场强度实验处理的带样品的样品固定架(I)进行剩磁测量。
8.根据权利要求7所述的测量样品古地磁场强度的方法，其特征在于，将样品固定在样品固定架(I)上的步骤包括通过将螺钉插入所述样品固定架(I)的第二孔(13)而将样品压紧在所述样品固定架(I)的第一孔(11)中。
9.根据权利要求7所述的测量样品古地磁场强度的方法，其特征在于，将带样品的样品固定架(I)进行古地磁场强度实验处理的步骤包括将带样品的样品固定架(I)放入古地磁场强度实验炉的样品架(7)中，所述样品架包括V形长架。
10.根据权利要求7所述的测量样品古地磁场强度的方法，其特征在于，将经过古地磁场强度实验处理的样品固定架(I)进行剩磁测量的步骤包括将经过古地磁场强度实验处理的样品固定架(I)放入样品测量固定架(3)的凹槽中。
全文摘要
本发明提供了一种用于古地磁场强度实验的样品固定装置，其包括样品固定架，所述样品固定架上设置有用于容纳所述样品的第一孔；以及样品测量固定架，其内设有凹槽，样品固定架容纳在样品测量固定架的凹槽内。本发明另一方面还提供一种用所述样品固定装置进行古地磁场强度实验的方法，包括以下步骤钻取样品前对样品进行方位标志线标记；钻取样品，并将钻取的样品固定在样品固定架上；将带样品的样品固定架进行古地磁场强度实验处理；以及将携带样品的样品固定架利用自动超导磁力仪进行剩磁测量。根据本发明可以对样品进行定向处理，得到样品磁矩测量的全矢量信息，同时操作简单方便，测量数据准确，效率高。
文档编号G01R33/12GK103033773SQ20111030514
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者秦华峰, 蔡书慧, 黄晟, 朱日祥 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所