[发明专利]一种模拟行星土壤中水分子迁移的试验装置

说明书

本发明涉及一种模拟行星土壤中水分子迁移的试验装置，该装置由置于真空舱内的本体以及置于所述真空舱外的数据采集系统和星表模拟环境控制系统构成。本体包括水平底座、称重系统、样品舱和与真空舱相连的分体式电感调频位移传感器；水平底座的下表面四角分布有与设在真空舱内液氮管上的平板相接触的调平螺栓，上表面分别设有水平液泡、电感调频位移传感器支架、称重支座，该电感调频位移传感器支架上设有分体式电感调频位移传感器；称重支座上设有称重系统，该称重系统上设有样品舱，并与分体式电感调频位移传感器相连；称重系统、分体式电感调频位移传感器、星表模拟环境控制系统分别与数据采集系统相连。本发明操作性强、可实现有效监测。

技术领域

本发明涉及多孔材料中水分扩散试验的技术领域，尤其涉及一种模拟行星土壤中水分子迁移的试验装置。

背景技术

随着人类文明向宇宙际的不断扩散，人类深空探测技术不断发展，地外资源的原位探测及利用难题日趋显著，人类通过科学计算和卫星探测的方法对地外天体表面环境有了更多的认识，大量的科学计算和航天器探测结果均表明，某些地外行星存在可利用资源。在水资源空间探测方面，通过对星表环境在地表进行环境模拟，并对相应环境下的水分的散失过程进行研究成为确定相应星表潜在水分等挥发性矿物留存区域及埋藏深度的有效手段。通过对星表环境下覆盖物在不同密实度、不同矿物成分、不同颗粒直径以及不同覆盖物厚度条件下的水分散失过程进行试验研究，可为相关星表环境下水分等挥发性矿物潜在赋存区域及深度的数值分析求解过程提供理论基础及试验数据支撑。

目前，常见的挥发性气体扩散试验装置，如：“一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置”、“水蒸气扩散系数测量装置及其测量方法”、“温度梯度下多孔材料水蒸气传递系数测量装置及测量方法”、“一种稳态法测算多孔材料传质系数的装置”以及“一种测定多孔介质有效扩散系数和孔隙率的方法”等，这些装置只能在地表环境下使用，无法在模拟星表环境条件下使用，例如地表环境温度及气压范围内的固定温度条件下的水分扩散系数测量、氡气扩散系数测量，无法对复杂星表模拟环境下的水分的扩散过程进行试验。而阻碍现有技术在星表模拟环境使用的主要问题在于：部分适用于地表环境的传感器在星表模拟环境无法生存，现有技术对星表模拟环境下的水分散失速率等参数无法准确、有效、连续测量，或试验装置体积过于庞大，无法在真空舱中进行使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作性强、可实现有效监测的水分在星表土体中的扩散试验装置。

为解决上述问题，本发明所述的一种模拟行星土壤中水分子迁移的试验装置，其特征在于：该装置由置于真空舱内的本体以及置于所述真空舱外的数据采集系统和星表模拟环境控制系统构成；所述本体包括水平底座、称重系统、样品舱和与所述真空舱相连的分体式电感调频位移传感器；所述水平底座的下表面四角分布有与设在所述真空舱内液氮管上的平板相接触的调平螺栓，上表面分别设有水平液泡、电感调频位移传感器支架、称重支座，该电感调频位移传感器支架上设有所述分体式电感调频位移传感器；所述称重支座上设有所述称重系统，该称重系统上设有样品舱，并与所述分体式电感调频位移传感器相连；所述称重系统、所述分体式电感调频位移传感器、所述星表模拟环境控制系统分别与所述数据采集系统相连。

所述称重支座由平台板和置于所述平台板底部的一对竖向撑腿组成；所述竖向撑腿垂直于所述水平底座；所述平台板的中心位置分布有穿线孔。

所述称重系统包括置于所述称重支座中的平台板上的下弹簧支座、通过弱温敏弹簧与所述下弹簧支座相连的上弹簧支座以及置于所述上弹簧支座上的承物板；所述平台板的上表面设有下滑轮组；所述承物板的下表面设有上滑轮组；所述平台板上设有栓线柱，该栓线柱上连有无弹软细绳；所述无弹软细绳依次穿过所述上滑轮组和所述下滑轮组的各个滑轮，并穿过所述平台板的穿线孔与所述分体式电感调频位移传感器的电感调频位移传感器测杆的上端相连；所述承物板上设有所述样品舱；所述承物板和所述平台板的侧面分别与所述数据采集系统相连。

所述承物板的下表面四角位置固定有所述上弹簧支座。