一种网格分样的方法与装置与流程

本发明涉及一种对植物、土壤和矿物等各种用于实验的固体样品网格分样的方法与装置，属于科学实验技术领域。

背景技术：

在科学实验中往往需要对固体样品进行均匀分样，手工操作的四分法是最常见的方法。其主要操作方法包括以下几步骤。一是直接用手或用小铲等简单工具，将所分样品充分混匀并堆成锥形小堆。二是以手工通过小堆顶点划垂直十字的方法，将样品分为大致相等的四份。三是取对角的两份样品，再充分混均匀堆成小堆，再以手工通过小堆顶点将样品再分为大致相等的四份。依次重复，重复次数取决于样品的粒径和对分样量的要求。取最后一次分样的对角两份样品混合后完成分样，获得所需要的分样样品。其缺点是分样速度慢。

市场上常见德国莱驰(retsch)公司的分样设备，广泛应用于各类实验室，有电动和手动两种。

电动设备的分样原理包括两种。一、进样样品先经由一个偏心设置的采样漏斗直接流入顶冠的开口，通过分样顶冠，进入的样品被均匀地分入接收容器中，保证了大粒型样品所得分样之间存在的偏差最小。二、样品由进样漏斗先进入插槽再进入到旋转管式分样仪内，通过上部圆锥内以恒定转速转动的转动管，所有进入样品能够均匀地分布于底锥的分样圆周上，旋转管每转动一圈就有相应样品比例的样品均匀地进入到数个样品接收容器中，获得所需要的分样样品。剩余样品被收集到底部的弃置样品接收容器中。

手动设备的分样原理属于槽式分样，分样时样品通过一个样品槽均匀地散落入分样头中。通过出样口左右交错设置的穿越口，样品分两个方向滑落入放置在出样口下面的两个样品接收槽内。这样重复分样，每经过一次操作，样品量就均匀地被分为两份，直到获得所需要的分样样品为止。

但是电动分样设备存在几个问题，一是对样品的细度要求较高，二是对样品的干燥度要求较高，三是制造成本高导致价格昂贵，四是管路中残留的样品不易清洗。

手动分样设备每次只能均匀分成两份。实验中往往需要更小份的样品，如四分之一样品、八分之一样品甚至更少的样品，这样需要多次分样操作，每次分样前还需要对所分样品进行充分混匀。总之，其缺点也是分样速度较慢、效率较低。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是基于样品从一定大小的平面或曲面随机向下散落(形成样品下落区)，通过一种网格分样方法和小盒装置，在样品下落区对样品进行分样，以提高分样效率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种网格分样的方法，包括以下步骤：

步骤1：样品从一定大小的平面或曲面随机向下散落，形成样品下落区，将样品下落区所经过的水平面划分成若干大小相同的网格，每一个格子称为分样小格(简称小格)；

步骤2：按均匀分布的原则将所有分样小格划分为不同的组，每组称为均匀分布小格组；分样小格均匀分布的划分原则包括两点：一是在每任意相邻两行或两列中同一均匀分布小格组的分样小格数是相同的，二是在样品下落区所经过的水平面上分样小格的划分模式至少重复一次；这样，当样品向下随机分布后，进入每个均匀分布小格组中样品的总和就是样品总体的一份均匀分样样品；在所分样品细度足够小的情况下，如果分样小格数目越多，可设计的均匀分布小格组数就越多就能实现越小的分样比例。

一种网格分样的方法所采用的分样装置，包括：一个顶面敞开、其余各面封闭的容器，容器的顶面为样品进料口1-1，向上对接由从平面或曲面下落的样品；容器内部为分样室，在水平横截面上分样室大小基本等于样品下落区的尺寸，分样室的核心部件为均匀分布小盒组，均匀分布小盒组是由分样小盒2-1组成的，分样小盒2-1是在每个分样小格的位置设计小盒后得到的，分样小盒2-1的顶面开放，其他各面封闭；每个均匀小盒组中所有分样小盒2-1承接的样品都是一份分样样品；

根据分样需求，在分样室可安装一个或多个均匀分布小盒组；安装多个均匀分布小盒组能同时获得多份相同或不同减样比例的分样样品；

将多个均匀分布小盒组分层安装，同一均匀分布小盒组中分样小盒2-1之间通过竖板连接，按不同层抽取均匀分布小盒组以获得所需的分样样品；

或将多个均匀分布小盒组安装在同一层面，同一均匀分布小盒组中分样小盒2-1之间通过若干连接板相连成为一个整体；设计连接板时，要求不同的均匀分布小盒组都能放置在同一层面，同一层面不同均匀分布小盒组能单独提出来以获得所需的分样样品；

或将多个均匀分布小盒组安装在同一层面，然后在每个均匀分布小盒组中的所有分样小盒2-1底部接一根导样管将分得的样品导入一个分样容器中获得所需的分样样品。

附图说明

本发明有如下附图：

图1网格分样方法举例示意图；

图2网格分样方法所采用的分样装置举例示意图。

图中：1-1、样品进料口；2-1、分样小盒；3-1、第一层分样层(通过均匀分布小盒组获得四分之一分样)；4-1、第二层分样层(通过均匀分布小盒组获得四分之一分样)；5-1、第三层分样层(均匀分布小盒组获得二分之一分样)。

具体实施方式

以下结合附图1和图2对本发明作进一步详细说明。

基于样品从平面或曲面随机下落，以网格分样方法进行减量分样举例(图1)，以及应用该方法设计的分样装置举例(图2)。

所述网格分样方法以应用48个格子的网格举例说明见图1，包括以下步骤：

(1)将样品下落区的水平面划分网格，形成8行、6列大小相同的48个分样小格；

(2)按均匀分布的原则，将所有分样小格分为3个均匀分布小格组。图中，标“1”的24个小格占小格总数的二分之一，为二分之一分样组；标“2”的12个小格占总数的四分之一，为四分之一分样组。标“3”的小格也是12个，也是四分之一分样组。这样划分符合均匀分布的划分原则，一是在任意相邻两行或两列中同一均匀分布小格组的小格数是相同的，例如，图中任何相邻两行标“1”的小格均为6个，任意相邻两行中标“2”或“3”的小格均为3个；二是在样品下落区所经过的水平面上分样小格的划分模式至少重复一次，图中第1行至第4行的小格的划分模式与第5行至第8行是重复的；

(3)当所分样品随机下落后，进入标“1”的小格就是样品二分之一均匀分样样品，进入标“2”或“3”小格就是样品四分之一均匀分样样品；

(4)如果分样小格数目越多，可设计的均匀分布小格组就越多，就可获得分样比例更小的分样样品。例如，在本例的图中，如果将标“3”的每个小格平均分为2份，则进入每1份的样品总和都是八分之一均匀分样样品。

所述分样装置设计方案举例说明见图2，包括以下步骤：

(1)所述分样装置外形是一个顶面敞开(即样品进料口1-1)和其余各面封闭的容器，其内部就是分样室，在水平横截面上分样室大小基本等于样品下落区的尺寸，分样室核心部件为均匀分布小盒组，均匀分布小盒组是由分样小盒2-1组成的，分样小盒2-1是在每个分样小格的位置设计小盒得到的，每个分样小盒2-1的顶面开放、其它各面封闭。每个均匀小盒组中所有分样小盒2-1承接的样品都是一份分样样品；

(2)分样室中水平方向的尺寸，按能均匀分布大小相同的48个分样小盒进行尺寸设计，其中每行和每列分别安装6个和8个小盒；

(3)在垂直方向上，分样室有三个分样层，第一分样层3-1为四分之一均匀分布小盒组，由12个分样小盒、四周固定板及连接这一层所有小盒的竖板组成，每个小盒的位置与图1中标“2”小格相同。第二分样层4-1也是四分之一均匀小盒组，每个小盒的位置与图1中标“3”小格相同，还包括四周固定板及连接这一层所有小盒的竖板。从上往下看时，第一分样层和第二分样层中没有相互重叠的小盒，前两个分样层都没有小盒的空间直通至第三分样层5-1，该层不安装小盒，实现图1中标“1”的24个小格为二分之一分样均匀分布小格组的功能；

(4)这样，样品在进料口随机落下后，第一分样层3-1和第二分样层4-1中的小盒分别接收得到四分之一分样样品，另外二分之一样品通过这两个分样层中其余没有小盒的空间进入第三分样层5-1。

有益效果：

本发明的分样方法简单、装置制造成本低，操作方便，操作一次就能获得不同比例的均匀减量的样品。

本发明的欲保护点：

本发明欲保护点是，将样品从一定大小的平面或曲面随机向下散落形成样品下落区的水平面分划为网格，其中每一个格子叫分样小格(简称小格)，然后按均匀分布的原则将所有分样小格划分为不同的均匀分布小格组。划分均匀分布小格组的原则包括两点，一是在任意相邻两行或两列中同一均匀小格组的小格数是相同的，二是在样品下落区的水平面上分样小格的划分模式至少重复一次。这样，样品向下随机扩散分布后，进入每个均匀小格组中样品的总和就是样品总体的一份分样样品。以这个方法设计分样装置，将均匀分布小格组的每个小格在分样室设计为小盒即形成均匀小盒组；每个均匀小盒组的所有小盒承接的样品就是一份分样样品。分样室内安装一个或多个均匀小盒组，多个均匀小盒组可以分层安装按层取出分样样品，也可以将不同均匀小盒组安装在同一层以其它不同的方法取出分样样品。

缩略语和关键术语定义列表：

1、样品总体：所需分样的全部样品。

2、分样：将样品总体分成若干份能代表总体样品的操作过程。

3、分样样品：从样品总体分出的每一份能代表总体的样品。

4、样品下落区：分样时样品从一定大小的平面或曲面随机地向下散落的范围。

5、分样小格：简称小格，将样品下落区的水平面划分为大小相同的网格中的一个格子。

6、均匀分布小格组：按均匀分布的原则，将样品下落区中的网格中所有小格划分为不同的组。

7、分样室：用以进行均匀分样的容器，其中样品向下随机进入均匀分布小盒组实现减量分样。

8、分样小盒：简称小盒，为顶面开放、其它各面封闭的小盒，安装在分样室中，每个小盒占用一个分样小格的位置，用于收集随机下落的样品。

9、均匀分布小盒组：简称均匀小盒组，将样品下落区中网格中的均匀分布小格组的每个小格替换为小盒，均匀分布小盒组收集的样品就是样品总体的一个均匀分样样品。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。