冰芯包裹氣體提取裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種冰芯包裹氣體提取裝置，其結(jié)構(gòu)特征是融冰釜上置有真空計和溫度計，釜外有集熱罩，底部有燃氣爐，進口真空閥和出口真空閥分別位于樣品瓶的兩端，融冰釜分別通過管路，一路由管路上的出口真空閥和樣品瓶連通，一路由管路上1#真空閥與管路上1#干泵連接，再由1#干泵通過管路與進口真空閥連接，再通過管路上的2#真空閥與管路與上2#干泵連接；樣品瓶上安裝正負壓力表。本裝置是通過干泵、真空閥及相應(yīng)的管路連接，將密封于融冰釜中冰芯包裹氣體進行提取組成一個完整系統(tǒng)，直接在野外提取不同融冰量的氣體，減少了大量冰芯遠距離運輸造成的人力、物力的消耗；為冰芯氣體放射性氪同位素定年中應(yīng)用和研究提供保證。
【專利說明】
冰芯包裹氣體提取裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于冰芯樣品中包裹氣體的取樣裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]冰芯以其保真性好、分辨率高、記錄序列長和信息量大被廣泛應(yīng)用于過去全球變化研究中。通過觀測冰芯氣泡中包裹的氣體，可以了解當(dāng)時大氣成分、含量以及演化過程，宇宙成因的同位素可以提供宇宙射線強度變化太陽活動和地磁場強度變化的證據(jù)。隨著冰芯在氣候環(huán)境變化研究中的應(yīng)用，冰芯的定年問題越顯突出。在以往冰芯的定年方法中大多利用季節(jié)性參數(shù)的季節(jié)變化特征(如陰陽離子和氧同位素)、參考層位(如火山活動)、放射性同位素、理論模型、冰孔內(nèi)古溫度記錄和其他記錄比較等。最近放射性氪同位素定年法(原子陷阱追蹤分析(ATTA))由在芝加哥附近的阿貢國家實驗室的核物理學(xué)家盧正天帶領(lǐng)的團隊開發(fā)出來，并且應(yīng)用到冰芯所包裹的氣體研究中。氪是由宇宙射線轟擊地球而產(chǎn)生，然后存儲在極地冰內(nèi)夾帶的氣泡之中，通過比較氣體中所含放射性氪-81和氪-85的比例，即可得出冰形成時的年齡，但是此方法需要的冰量大，且需要及時把融化后釋放的空氣氣泡儲存在瓶中，這就需要一種大容量的冰芯融化器皿以及在線的氣體收集系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述，本發(fā)明的目的旨在提供一種冰芯包裹氣體提取裝置。本裝置直接應(yīng)用于野外鉆取冰芯的現(xiàn)場，方便及時提取不同層位中冰芯的包裹氣體，為冰芯定年研究提供技術(shù)支撐。
[0005]發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種冰芯包裹氣體提取裝置，主要包括:融冰釜、集熱罩、燃氣爐、樣品瓶、1#干栗、2#干栗、真空計、正負壓力表、溫度計、出口真空閥、進口真空閥、1#真空閥、2#真空閥。融冰釜為兩個半圓狀的不銹鋼體密封組成，融冰釜上置有真空計和溫度計，釜外有集熱罩，底部有燃氣爐，融冰釜分別通過管路，一路由管路出口真空閥和樣品瓶連通，一路由管路上1#真空閥與管路上1#干栗連接，再由1#干栗通過管路與進口真空閥連接，再通過管路上的2#真空閥與管路與上2#干栗連接;樣品瓶上安裝正負壓力表。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、本裝置可以直接用于野外鉆取冰芯的現(xiàn)場，及時在線完成冰體中封存氣體包裹體的提取。
[0007]2、本發(fā)明針對的是大容量的冰體，將收集的冰芯包裹氣于樣品瓶中，可同時滿足多個樣品氣的收集，方便保存和運輸。
[0008]3、采用干栗抽氣-集氣的方式，避免油氣污染的同時可以快捷的收集冰芯包裹氣體。
[0009]融冰釜裝置的使用，節(jié)省了人力、物力，具有良好的使用和推廣價值，更好的為科研服務(wù)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案再作進一步的說明:
如圖1所示，一種冰芯包裹氣體提取裝置，主要包括:融冰1、集熱罩2、燃氣爐3、樣品瓶
4、1#干栗5、2#干栗6、真空計7、正負壓力表8、溫度計9、出口真空閥va、進口真空閥vb、l#真空閥vl、2#真空閥v2。融冰釜I為兩個半圓狀的不銹鋼體密封組成，體積約在60升。融冰釜I上置有真空計7和溫度計9，分別來檢測和顯示融冰釜I內(nèi)的真空度數(shù)和溫度。釜外有保溫功能的集熱罩2，用來減少融冰釜I內(nèi)熱量外耗;底部有燃氣爐3，使用時直接在融冰釜I底部加熱。融冰釜I分別通過管路，一路由管路出口真空閥va和樣品瓶4連通，一路由管路上1#真空閥Vl與管路上1#干栗5連接，再由1#干栗5通過管路與進口真空閥vb連接，再通過管路上的2#真空閥v2與管路上2#干栗6連接；出口真空閥va和進口真空閥vb分別在樣品瓶4的兩端，方便和融冰釜I及1#干栗5之間管路的連接和拆卸；1#干栗5主要用來負責(zé)抽取融冰釜I內(nèi)及其連接管路的氣體;2#干栗6在2#真空閥v2末端，主要用來抽取樣品瓶4內(nèi)及其連接管路的氣體。樣品瓶4為I升的不銹鋼氣瓶，其上安裝正負壓力表8，正負壓力表8用來指示樣品瓶4體內(nèi)的氣壓。
[0012]本裝置工作原理和操作過程如下:
I)系統(tǒng)內(nèi)空氣的排出過程
將鉆取的冰芯樣品裝入融冰釜I，密封后隨即打開1#真空閥Vl、2#真空閥V2和出口真空閥va，關(guān)閉進口真空閥vb，這時1#干栗5將融冰釜I和樣品瓶4及其連接管路內(nèi)的空氣抽出排放到1#干栗5和進口真空閥vb之間的管道中，然后再由2#干栗6將這部分空氣直接排出。
[0013]Π)升溫和再凈化過程
待真空計7和正負壓力表8的真空度達到為0.1mbar時，關(guān)閉1#真空閥vl和2#真空閥va，燃氣爐3點火給融冰釜I升溫，打開進口真空閥vb和2#真空閥v2，這時由2#干栗6繼續(xù)對樣品瓶4抽真空，至樣品瓶4上的正負壓力表8的真空度約為0.02mbar時關(guān)閉進口真空閥v2，2#干栗6隨即停止工作。
[0014]ΙΠ)冰芯包裹氣的取氣過程
待融冰釜I上的溫度計9度數(shù)約4°C，待冰芯樣品完全融化后，打開1#真空閥VI，這時由1#干栗5將融冰釜I內(nèi)冰芯樣品融化后釋放的包裹氣壓入IL樣品瓶4中。然后關(guān)閉進口真空閥vb。最后連同出口真空閥va、進口真空閥vb、正負壓力表8—起將樣品瓶4取下后保存，完成一個冰芯樣品包裹氣的取樣。
[0015]重復(fù)上述步驟I)一 m)，開始下一個樣品的取氣過程。
【主權(quán)項】
1.一種冰芯包裹氣體提取裝置，主要包括:融冰釜(1)、集熱罩(2)、燃氣爐(3)、樣品瓶(4)、1#干栗(5)、2#干栗(6)、真空計(7)、正負壓力表(8)、溫度計(9)、出口真空閥(va)、進口真空閥(vb)、l#真空閥(vl)、2#真空閥(v2)，其特征是:融冰釜(I)為兩個半圓狀的不銹鋼體密封組成，融冰釜(I)上置有真空計(7)和溫度計(9)，釜外有集熱罩(2)，底部有燃氣爐(3)，出口真空閥(va)和進口真空閥(vb)分別樣品瓶(4)的兩端，融冰釜(I)分別通過管路，一路由不銹鋼管管路上的出口真空閥(va)和樣品瓶(4)連通，一路由管路上1#真空閥(Vl)與管路上1#干栗(5)連接，再由1#干栗(5)通過管路與進口真空閥(vb)連接，2#干栗(6)在2#真空閥(v2)末端，通過管路上的2#真空閥(v2)與管路與上2#干栗(6)連接;樣品瓶(4)上安裝正負壓力表(8)。
【文檔編號】G01N1/24GK105973657SQ201610558823
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月17日
【發(fā)明人】孫維貞, 余海棠
【申請人】中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所