风化分类设备

本发明涉及一种风化分类设备，用于确定位于实地的岩石材料在大气效应下的表面风化程度。

发明背景

在现有技术中存在大量研究以确定岩石材料在大气效应下的表面风化。为了确定实地岩石风化程度，研究人员已经开发了各种方法。在这些方法已对岩石材料进行了风化结果，颜色变化，人为破坏，放入水容器中的分解和岩石纹理发生的变化的检查。在岩石风化分类系统中，风化程度范围从1到6，而风化程度为1的岩石代表未风化完好的岩石。而程度6表示已变成土壤完全风化的岩石材料。现有技术中的这些方法，使用了基于实地观察和完全基于研究者经验的视觉分类。

中国专利文献号cn106525961公开了一种通过传感器检测水的浊度的方法。在该方法中使用两个超声波传感器，其为a和b传感器。两个传感器对称地分布在轴的两端距离为l。传感器a在固定的励磁轴上向传感器b发送超声信号。随着水内的浊度增加，由于水中颗粒的增加，波的散射增加。在这种情况下，传感器b接收的信号强度降低。浊度可以通过标定的浊度和传感器b接收的电压信号幅度的关系来计算。可以测量任何状态的水的浊度，只要浊度和信号强度具有正确的标定关系。

技术实现要素：

本发明的一个目的是实现一种风化分类设备，该风化分类设备基于破损的岩石样本在水中分解原理和水的浊度来进行风化分类。

本发明的另一个目的是实现一种风化分类设备，该风化分类设备能够在不基于研究者的经验的情况下进行标准评估，并且能够通过便携式装置进行岩石风化分类处理。

本发明的另一个目的是实现一种风化分类设备，该风化分类设备在实地中容易使用，并且具有适合手掌的便携式结构。

本发明的另一个目的是实现一种风化分类设备，该风化分类设备在短时间内确定岩石风化的程度，并且可以通过在特定间隔进行重复实验来在短时间内对更多的样本进行分类。

发明详细说明

在附图中示出了实现本发明目的的“风化分类设备”，其中：

图1是本发明风化分类设备的透视图。

图2是本发明风化分类设备中的电源盖，主体部分和控制单元的视图。

图3是本发明风化分类设备中的传感器容器，红外传感器，传感器卡，固持连接器和岩石样本管的视图。

图中所示的组件被单独编号，其中编号表示以下：

1.分类设备

2.主体部分

3.电源插槽

4.成像构件

5.电源按钮

6.电源盖

7.传感器容器

8.红外传感器

9.红外光源

10.传感器卡

11.传感器容器盖

12.固持连接器

13.控制单元

14.usb输入端

t：岩石样本管

本发明的风化分类设备(1)包括：

-至少一个主体(2)，其中用于风化分类处理的管(t)和管(t)进入的孔位于所述主体(2)中；

-至少一个电源槽(3)，其位于主体(2)上并具有至少一个电源盖(6)；至少一个传感器容器(7)，其位于主体(2)内并保持用于分类处理的管(t)；其中具有至少一个测量样本电压值的红外传感器(8)—用于风化分类处理—位于管(t)内部以确定浊度，至少一个红外光源(9)，其将光发送到红外传感器(8)以及至少一个传感器卡(10)；

-至少一个传感器容器盖(11)，其位于所述传感器容器(7)上；

-至少一个固持连接器(12)，其位于主体(2)内并保持传感器容器(7)；

-至少一个控制单元(13)位于主体(2)内部评估从红外传感器(8)接收的电压值数据，并将该电压值转换为风化程度；和

-至少一个成像部件(4)，其显示由控制单元(13)确定的风化程度并且位于主体(2)上。

本发明的风化分类设备(1)包括至少一个usb输入端(14)，其位于主体(2)上。设备运行所需的数据传输和能量传输可以通过使用usb输入端(14)来提供。

本发明的风化分类设备(1)还包括至少一个电源按钮(5)，位于主体(2)上，使得风化分类处理开始。当电源按钮(5)被触发时，红外传感器(8)从位于电源插槽(3)上的电源接收必需的能量开始进行测量。

本发明的风化分类设备(1)包括两个管(t)，其中在主体(2)内有水和风化的或未风化的岩石样本。其中岩石样本位于主体(2)上的管(t)中，从实地收集的岩石样本旨在测量其给予水的浊度。在一个优选的实施方案中，两个管(t)包含在主体(2)上，其中未风化岩石样本位于第一个中，而风化的样本与水一起位于第二个中。

在本发明的优选实施例中，主体(2)是便携式的，轻质的，并且可在实地使用。在主体(2)上使用的管(t)由塑料材料制成。因此，防止了管(t)在陆地条件下断裂。优选地，主体(2)具有防水结构。

电源位于主体(2)上，电源槽(3)内，并且是为红外传感器(8)，控制单元(13)和成像部件(4)提供所需电能的两个aa电池。

在本发明的优选实施例中，控制单元(13)中包括微控制器单元，usb插座，9伏特的输入电压，3伏特到9伏特的放大器，红外传感器电压信号放大器和倾斜传感器。在适配器连接时位于控制单元(13)上的9伏特的输入电压提供设备所需的电力。

在本发明的优选实施例中，红外传感器(8)根据红外光源(9)发射的射线强度产生电压。红外传感器(8)基于所产生的电压值测量水的浊度。红外传感器(8)与控制单元(13)共享自未风化岩石样本到完全转化成土壤的样本的电压数据，从而进行分类。在优选实施例中，控制单元(13)通过处理从红外传感器(8)接收的数据，进行1-6数字之间的风化分类评估显示在成像部件(4)上。控制单元(13)在成像部件(4)上显示第6度的风化样本作为残留土壤。

在本发明的风化分类设备(1)中，红外传感器(8)位于传感器卡(10)上并位于传感器容器(7)内，使得红外传感器(8)位于管(t)的上部，以便测量岩石在水中产生的浊度。红外传感器(8)基于岩石样本在水中的分解原理和水的浊度进行测量。将岩石样本放置在主体(2)下部的样本管(t)中，使得它们不会超过低水平线，并且将水填充到高水平。当主体(2)在竖直位置180°旋转时，触发位于控制单元(13)上的倾斜传感器；通过将管(t)内的岩石样本与水混合来产生浊度，并且红外传感器(8)测量管(t)中产生的浊度，例如在水中。因此，控制单元(13)通过使用由红外传感器(8)获得的电压值数据，从放置未风化岩石的管(t)内的水的透明度值和放置风化岩石的管(t)内的水的浊度值，来确定岩石风化程度。

在本发明的优选实施例中，控制单元(13)通过使用从红外传感器(8)接收的电压数据对自未风化的岩石样本到转化成土壤的样本进行分类。在优选实施例中，控制单元(13)通过数值来确定风化程度。优选地，控制单元(13)在成像部件(4)上显示风化程度为1至6之间的值。

在本发明的风化分类设备(1)中，控制单元(13)首先从红外传感器(8)接收电压数据(v1和v2)，从未风化样本所在的管(t)接收电压值(v1)，从风化样本所在的管(t)接收另一电压值(v2)。控制单元(13)从未风化样本接收到的电压值(v1)中减去从风化样本所在的管(t)接收到的电压值(v2)，并获得一个结果(v1-v2)。

成像构件(4)是将从控制单元(13)接收并由控制单元(13)根据特定电压值检测的位于主体(2)上的岩石样本风化程度显示为数值的屏幕。

本发明的风化分类设备(1)根据风化岩石样本在水中分解原理和水的浊度工作。未风化岩石样本位于放置在主体(2)上的一个管(t)中，而风化样本与水一起位于另一个管中。红外传感器(8)位于主体(2)上，使得它位于管(t)之上，以测量在管(t)内产生的浊度，并将其传送到控制单元(13)。控制单元(13)将放置未风化岩石的管(t)中的水的透明度与放置风化样本的管(t)中的水的浊度进行比较。控制单元(13)通过使用电压值来进行比较处理，并且在作为屏幕的成像部件(4)上向用户通知所获得的分类值。

利用本发明的风化分类设备(1)，确保了通过便携式设备进行标准评估而不基于研究者经验来进行岩石风化分类处理。而且，本发明可以容易地用于实地，并且其具有适合手掌的便携式结构。本发明的风化分类设备(1)在短时间内确定岩石风化的程度，并且其可以通过在特定间隔进行重复实验来在短时间内对更多的样本进行分类。

可以开发本发明风化分类设备(1)的各个实施例；本发明不限于本文所公开的实例，并且其本质上是根据权利要求。