一种冰芯固体直流电导率测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种冰芯固体直流电导率测量系统，解决了冰芯电导率检测精度不高的问题。一种冰芯固体直流电导率测量系统，包括工作台、控制单元、驱动单元、用于测量所述驱动单元运动行程的检测单元、高压电路和探针，所述探针安装在所述驱动单元上并与所述高压电路连接，所述高压电路与所述控制单元连接，在高压电路通电且冰芯固定于所述工作台后，所述驱动单元带动所述探针沿冰芯表面滑动，以使所述控制单元基于所述检测单元计算冰芯不同位置的电导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冰芯固体直流电导率测量系统。
技术介绍
极地冰芯是气候环境信息的良好载体，具有信息保真度高、时间序列长、分辨率高和受人类扰动较少等一系列优点，是气候环境研究的重要对象和信息源。固体冰芯电学性质测量几乎无损于冰芯，又具有快速、操作简单、成本低和分辨率高等一系列优点，被广泛应用于极地冰芯的分析研究，通常是极地冰芯的首批分析数据，是快速定位重大气候事件和冰芯交叉定年的重要手段。冰芯固体直流电导率测量技术用来测量冰芯剖面的电导率，通过一对高压电极在冰芯的光滑切面上滑动获得信号。由于电极和冰面的贴合度、压力、运移速度和定位等都会影响测量精度，同时，测量系统往往工作于极地现场恶劣工作环境，对系统本身的环境适应性要求非常高，因而，目前针对冰芯固体直流电导率测量，尚无成熟解决方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题就是提供一种冰芯固体直流电导率测量系统，以提高其检测结果的精度。为解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种冰芯固体直流电导率测量系统，包括工作台、控制单元、驱动单元、用于测量所述驱动单元运动行程的检测单元、高压电路和探针，所述探针安装在所述驱动单元上并与所述高压电路连接，所述高压电路与所述控制单元连接，在高压电路通电且冰芯固定于所述工作台后，所述驱动单元带动所述探针沿冰芯表面滑动，以使所述控制单元基于所述检测单元计算冰芯不同位置的电导率。进一步的，所述驱动单元包括本体和安装在所述本体上的调节机构，所述调节机构包括壳体和弹性元件，所述壳体上设有定位槽，所述弹性元件设置在所述定位槽内，所述探针上设有第一连接块，所述第一连接块插入所述定位槽并与所述弹性元件相抵，以保持所述探针向所述定位槽方向运动的趋势。进一步的，所述调节机构还包括与所述壳体连接的调节块和限位块，所述调节块上设有限位槽，至少部分所述限位块插入所述限位槽内，所述探针上设有与所述限位块连接的第二连接块，在所述第一连接块沿所述定位槽运动后，所述第一连接块通过所述探针带动所述第二连接块沿所述限位槽运动。进一步的，所述调节机构还包括连杆，所述限位槽的底壁上设有调节通道，所述调节通道与所述探针交叉设置，所述连杆一端与所述限位块连接，所述连杆另一端插入所述调节通道内，所述连杆沿所述调节通道径向滑动后，所述探针沿其径向方向运动。进一步的，所述本体包括机架、呈直线形的运动轨道和驱动件，所述壳体与所述机架铰接，所述机架安装在所述运动轨道上，所述驱动件驱使所述机架沿所述运动轨道滑动。进一步的，所述工作台上设有行程开关，所述驱动件为电机，所述电机和所述行程开关与所述控制单元连接；或者是，所述运动轨道上设有行程开关，所述驱动件为电机，所述电机和所述行程开关与所述控制单元连接。进一步的，所述检测单元为光栅尺，所述光栅尺包括光源、标尺光栅、指示光栅和光电传感器，所述标尺光栅安装在所述工作台上，所述本体上设有支撑杆，所述光源、所述指示光栅和所述光电传感器安装在所述支撑杆上，并且所述光源和所述光电传感器与所述控制单元连接。进一步的，所述工作台上设有底板和侧板，所述底板和所述侧板连接形成用于限定冰芯摆放位置的摆放腔。进一步的，所述工作台邻近所述底板的位置上设有用于固定冰芯的夹具。进一步的，所述冰芯固体直流电导率测量系统还包括加热单元和温度传感器，所述加热单元和所述温度传感器与所述控制单元连接，所述工作台上设有保温罩，所述保温罩上设有空腔，所述温度传感器和所述控制单元设置在所述空腔内，所述控制单元根据所述温度传感器的信号连通或断开所述加热单元的电路，以调节所述空腔内的温度。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的冰芯固体直流电导率测量系统包括驱动单元和安装在驱动单元上的探针，当驱动单元工作时，探针沿冰芯表面匀速运动。如此设计，可使探针在冰芯不同位置所停留的时间趋于相同，当探针在冰芯不同位置所停留的时间趋于相同时，探针的温度范围不会发生剧烈的波动，这将有效提高冰芯不同位置电导率检测结果的精度。2、本专利技术的冰芯固体直流电导率测量系统还包括控制单元、检测单元和高压电路，探针安装在驱动单元上并与高压电路连接，高压电路与控制单元连接，控制单元根据高压电路的实时电压变化情况，得出冰芯不同时间的电导率，由于检测单元可以测量驱动单元的运动行程，因此，当驱动单元做匀速运动时，控制单元基于检测单元所测量的驱动单元运动行程，从而获取冰芯不同位置的电导率。如此设计，控制单元所计算出在某一时间探针在冰芯上的理论位置与探针在冰芯上的实际位置之间的误差值较小，这将进一步提高冰芯不同位置电导率检测结果的精度。3、本专利技术的调节机构包括壳体和弹性元件，壳体上设有定位槽，弹性元件设置在定位槽内，探针上设有第一连接块，第一连接块插入定位槽内并与弹性元件相抵，当冰芯表面凹凸不平时，弹性元件通过第一连接块调整探针的位置，以确保探针始终与冰芯表面接触。4、本专利技术的调节机构还包括调节块和限位块，调节块上设有限位槽，至少部分限位块插入限位槽内，探针上设有与限位块连接的第二连接块，由于第一连接块可通过探针带动第二连接块沿限位槽运动，因此，在弹性元件通过第一连接块驱动探针运动的过程中，限位槽具有阻止探针相对定位槽周向转动的功能。附图说明图1是本专利技术优选实施例中冰芯固体直流电导率测量系统的立体图；图2是本专利技术优选实施例中冰芯固体直流电导率测量系统的后视图；图3是本专利技术优选实施例中冰芯固体直流电导率测量系统的俯视图；图4是本专利技术优选实施例中调节机构的立体图；图5是本专利技术优选实施例中调节机构的俯视图；图6是图5中A-A处的剖视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1，一种冰芯固体直流电导率测量系统，包括工作台1、控制单元、驱动单元2、用于测量驱动单元2运动行程的检测单元3、高压电路和探针4，探针4安装在驱动单元2上并与高压电路连接，高压电路与控制单元连接，在高压电路通电且冰芯固定于工作台1后，驱动单元2带动探针4沿冰芯表面滑动，以使控制单元基于检测单元3计算冰芯不同位置的电导率。参照图1、图2和图6，本实施例的驱动单元2包括本体5和安装在本体5上的调节机构，调节机构包括壳体6和弹性元件7，壳体6上设有定位槽61，弹性元件7设置在定位槽61内，探针4上设有第一连接块41，第一连接块41插入定位槽61并与弹性元件7相抵，以保持探针4向定位槽61方向运动的趋势，具体的：所述弹性元件7为拉簧，拉簧一端与定位槽61的底壁连接，拉簧另一端与第一连接块41连接，当探针4与冰芯表面具有间隙时，拉簧释放弹性势能并通过第一连接块41拉动探针4向靠近冰芯方向运动；探针4从冰芯表面低位滑向冰芯表面高位的过程中，探针4通过第一连接块41拉动弹性元件7向定位槽61槽口方向运动。参照图4、图5和图6，本实施例的调节机构还包括与壳体6连接的调节块8和限位块9，调节块8上设有限位槽81，至少部分限位块9插入限位槽81内，探针4上设有与限位块9连接的第二连接块42，在第一连接块41沿定位槽61运动后，第一连接块41通过探针4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰芯固体直流电导率测量系统，其特征在于，包括工作台、控制单元、驱动单元、用于测量所述驱动单元运动行程的检测单元、高压电路和探针，所述探针安装在所述驱动单元上并与所述高压电路连接，所述高压电路与所述控制单元连接，在所述高压电路通电且冰芯固定于所述工作台后，所述驱动单元带动所述探针沿冰芯表面滑动，以使所述控制单元基于所述检测单元计算冰芯不同位置的电导率。

【技术特征摘要】
1.一种冰芯固体直流电导率测量系统，其特征在于，包括工作台、控制单元、驱动单元、用于测量所述驱动单元运动行程的检测单元、高压电路和探针，所述探针安装在所述驱动单元上并与所述高压电路连接，所述高压电路与所述控制单元连接，在所述高压电路通电且冰芯固定于所述工作台后，所述驱动单元带动所述探针沿冰芯表面滑动，以使所述控制单元基于所述检测单元计算冰芯不同位置的电导率。2.如权利要求1所述冰芯固体直流电导率测量系统，其特征在于，所述驱动单元包括本体和安装在所述本体上的调节机构，所述调节机构包括壳体和弹性元件，所述壳体上设有定位槽，所述弹性元件设置在所述定位槽内，所述探针上设有第一连接块，所述第一连接块插入所述定位槽并与所述弹性元件相抵，以保持所述探针向所述定位槽方向运动的趋势。3.如权利要求2所述冰芯固体直流电导率测量系统，其特征在于，所述调节机构还包括与所述壳体连接的调节块和限位块，所述调节块上设有限位槽，至少部分所述限位块插入所述限位槽内，所述探针上设有与所述限位块连接的第二连接块，所述弹性元件推动所述第一连接块沿所述定位槽运动后，所述第一连接块通过所述探针带动所述第二连接块沿所述限位槽运动。4.如权利要求3所述冰芯固体直流电导率测量系统，其特征在于，所述调节机构还包括连杆，所述限位槽的底壁上设有调节通道，所述调节通道与所述探针交叉设置，所述连杆一端与所述限位块连接，所述连杆另一端插入所述调节通道内，所述连杆沿所述调节通道径向滑动后，所述探针沿其径向方向运动。5.如权利要求2所述冰芯固体直流电导率测量系...

【专利技术属性】
技术研发人员：安春雷，李院生，孙波，马红梅，姜苏，史贵涛，
申请(专利权)人：中国极地研究中心，
类型：发明
国别省市：上海;31