一種人工冰芯制作裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種人工冰芯制作裝置，是由內(nèi)管、長(zhǎng)保溫外管和短保溫外管組成雙層套管結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)保溫外管一端封閉，內(nèi)管由兩個(gè)半圓管相互對(duì)接，內(nèi)管一端置入長(zhǎng)保溫外管內(nèi)，另一端套接在短保溫外管內(nèi)，長(zhǎng)保溫外管和短保溫外管開(kāi)口端對(duì)接包裹并封閉。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工。利用本裝置可制作高質(zhì)量、全尺寸（與自然冰芯直徑、長(zhǎng)度一致）的人工冰芯，避免人工冰芯污染，有效保證冰芯空白對(duì)照研究的可靠性和準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種人工冰芯制作裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種人工冰芯制作裝置，具體是指在冰芯研究中進(jìn)行空白對(duì)比研究的人工冰芯制作裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]極地和山地冰川是由成千上萬(wàn)年的雪層經(jīng)過(guò)堆積、壓實(shí)成冰形成的。冰芯是在冰川上利用冰芯鉆機(jī)鉆取的連續(xù)的圓柱狀冰體?？茖W(xué)家通過(guò)提取冰芯中物理、化學(xué)和生物等各種信息來(lái)反演區(qū)域和全球尺度不同時(shí)期的氣候和環(huán)境變化特征，為預(yù)測(cè)未來(lái)氣候和環(huán)境的變化提供重要科學(xué)依據(jù)。由于冰芯中各種化學(xué)信息(如各種離子、微粒和痕量元素等)的含量非常低，冰芯樣品在鉆取、運(yùn)輸、貯存、前處理和分析過(guò)程中，其外部不可避免受到各種因素的污染，如空氣、鉆頭、樣品瓶、包裝材料和試劑等。因此，為了獲得準(zhǔn)確的有價(jià)值的數(shù)據(jù)，必須在上述各個(gè)環(huán)節(jié)中采取嚴(yán)格的防污染措施，如超凈實(shí)驗(yàn)室的使用、超純?cè)噭┑膰?yán)格選擇和冰芯的去污染等。但即使如此，也無(wú)法完全避免各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)冰芯可能造成的污染，導(dǎo)致最后獲得的分析數(shù)據(jù)無(wú)法完全代表冰芯的原始值，造成冰芯記錄解譯的不確定性。為此，利用人工冰芯進(jìn)行空白對(duì)照研究是保證冰芯記錄研究結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的重要研究方法，而利用人工冰芯制作裝置簡(jiǎn)便制作高質(zhì)量的人工冰芯是保證冰芯空白對(duì)照研究有效性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]目前，人工冰芯主要利用一端封閉的小尺寸塑料管直接注入超純水凍結(jié)制作而成。這種方法主要有以下不足，表現(xiàn)為:
1.由于所用的塑料管尺寸較小(如內(nèi)徑3 Cm，長(zhǎng)度30 Cm)，且沒(méi)有外加保溫層，人工冰芯在低溫的作用下快速凍結(jié)，這樣制作的人工冰芯含有較多的氣泡，使得人工冰芯比較脆，在切割和去污染時(shí)容易破裂造成污染。
[0004]2.由于制作的人工冰芯比較小，其直徑和長(zhǎng)度都小于實(shí)際冰芯，應(yīng)用時(shí)沒(méi)有像自然冰芯一樣經(jīng)過(guò)貯存、切割、分樣等環(huán)節(jié)，而是直接進(jìn)行最后的去污染，因此獲得的空白不是全程序空白，影響了空白對(duì)照研究的可靠性。
[0005]3.由于該方法制作的人工冰芯凍結(jié)在管壁上，使用時(shí)需要將塑料管放置在常溫下讓管壁升溫并融化與管壁接觸的部分，才能從管內(nèi)取出人工冰芯。由于人工冰芯溫度低加上管壁的熱傳導(dǎo)慢，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能將人工冰芯從管內(nèi)取出，有時(shí)需要敲打管壁讓人工冰芯表面脫離管壁。這一方面影響了工作的效率，也容易造成人工冰芯的破碎;另一方面人工冰芯表面融化的水可能通過(guò)流動(dòng)和滲透將表面的污染帶入人工冰芯內(nèi)部，最終影響冰芯空白對(duì)照研究的準(zhǔn)確性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述，本發(fā)明的目的是在于提供一種人工冰芯制作裝置，該裝置設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可制作高質(zhì)量、全尺寸(與自然冰芯直徑、長(zhǎng)度一致)的人工冰芯，避免人工冰芯污染，有效保證人工冰芯空白對(duì)照研究的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種人工冰芯制作裝置，是由內(nèi)管、長(zhǎng)保溫外管和短保溫外管組成雙層套管結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)保溫外管的長(zhǎng)度為短保溫外管長(zhǎng)度的4倍，長(zhǎng)保溫外管一端封閉，另一端開(kāi)口。封內(nèi)管由兩個(gè)半圓管相互對(duì)接，內(nèi)管內(nèi)徑為9?10 cm，長(zhǎng)度為60?110 cm;內(nèi)管一端置入長(zhǎng)保溫外管內(nèi)，另一端套接在頂端封閉的短保溫外管內(nèi)，長(zhǎng)保溫外管和短保溫外管開(kāi)口端對(duì)接吻合包裹并封閉。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是:
1、內(nèi)管的尺寸與自然冰芯一致，內(nèi)徑為9?10 cm，長(zhǎng)度為60?110 cm，且內(nèi)管外部套接有保溫層的外管，大大降低了該裝置的熱傳導(dǎo)效率，使得人工冰芯緩慢凍結(jié)，這樣溶解在水中的氣體在結(jié)晶過(guò)程中能及時(shí)從水中排出，減少了人工冰芯中氣泡數(shù)量，增強(qiáng)了人工冰芯的塑性，因此在對(duì)人工冰芯進(jìn)行后續(xù)切割和去污染時(shí)不易破裂造成污染。另外內(nèi)管的外徑略小于外管內(nèi)徑，這樣一方面方便內(nèi)管從外管取出或外管套接在內(nèi)管上；另一方面也可以保證兩半圓內(nèi)管緊密對(duì)接，防止內(nèi)管錯(cuò)位。
[0009]2.本發(fā)明制作的人工冰芯與野外鉆取的冰芯尺寸(直徑9.5 cm左右，長(zhǎng)度60?100cm左右)一樣，可以提前制作好并與自然冰芯在存放環(huán)境、保存方式和后期的切割、分樣、去污染等前處理環(huán)節(jié)以及最后的實(shí)驗(yàn)室分析保持完全一致。因此，利用該發(fā)明制作的人工冰芯可獲得全程序空白(從貯存環(huán)節(jié)開(kāi)始)，保證了冰芯對(duì)照研究的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0010]3.本發(fā)明制作人工冰芯時(shí)，超純水放置在塑料袋內(nèi)，塑料袋放置在內(nèi)管內(nèi)；人工冰芯與內(nèi)管壁不直接接觸，取出人工冰芯時(shí)，先將內(nèi)管從外管內(nèi)取出，然后再將兩個(gè)半圓內(nèi)管分開(kāi)，就可得到外套塑料袋的人工冰芯。因此，本發(fā)明制作的人工冰芯不需要升溫就可以方便地取出，不但提高了工作效率，而且避免了升溫融水對(duì)人工冰芯內(nèi)部可能造成的污染和敲打管壁造成冰芯破碎的問(wèn)題。
[0011]4.本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，人工冰芯首先被封閉在潔凈的塑料袋內(nèi)，塑料袋外接內(nèi)管，內(nèi)管進(jìn)一步被外管包裹并封閉，外管外再用潔凈的塑料袋套裝并封閉，這樣在兩層塑料袋和內(nèi)管、外管的保護(hù)下，可有效避免人工冰芯在制作階段受外界環(huán)境的污染，避免影響空白對(duì)照研究的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明:
如圖1所示，一種人工冰芯制作裝置，是由不銹鋼內(nèi)管1、聚氨酯長(zhǎng)保溫外管2和聚氨酯短保溫外管3組成雙層套管結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)保溫外管2的長(zhǎng)度為短保溫外管3長(zhǎng)度的4倍。長(zhǎng)保溫外管2—端封閉，另一端開(kāi)口。內(nèi)管I由兩個(gè)半圓管相互對(duì)接，內(nèi)管I的外徑略小于外管內(nèi)徑，內(nèi)管I內(nèi)徑為9?10 cm，長(zhǎng)度為60?110 cm;內(nèi)管I一端置入長(zhǎng)保溫外管2內(nèi)，另一端套接在短保溫外管3內(nèi)，長(zhǎng)保溫外管2和短保溫外管3開(kāi)口端對(duì)接吻合包裹并封閉。
[0014]制作人工冰芯時(shí)，在超凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將內(nèi)管1、長(zhǎng)保溫外管2和短保溫外管3清洗干凈并晾干備用。先將長(zhǎng)保溫外管2直立并固定并且開(kāi)口端朝上，對(duì)接好內(nèi)管I從長(zhǎng)保溫外管2的開(kāi)口端垂直置入到長(zhǎng)保溫外管2封閉段的底部，內(nèi)管I的一端外露在長(zhǎng)保溫外管2的開(kāi)口端;截取一定長(zhǎng)度的用于包裝實(shí)際冰芯樣品的塑料袋(直徑與內(nèi)管內(nèi)徑基本一致)，用封口機(jī)封閉一端;塑料袋盛接少量的Mi 11 1-Q超純水從內(nèi)管伸出端垂直放入，讓塑料袋底部接觸到長(zhǎng)保溫外管2封閉段底部并讓塑料袋袋口從內(nèi)管I端口伸出；拉直整理塑料袋，防止塑料袋在內(nèi)管內(nèi)卷曲，繼續(xù)將超純水注滿(mǎn)到距離內(nèi)管口5 cm左右，以免人工冰芯由于膨脹從內(nèi)管口突出；讓塑料袋敞口在超凈室內(nèi)靜置一段時(shí)間，并輕輕敲打外管和內(nèi)管管體，盡量讓水里面的氣泡上升至袋口并破裂;封閉塑料袋袋口并疊置在內(nèi)管口內(nèi)，然后將短保溫外管3從伸出的內(nèi)管I上部垂直套入，直至短保溫外管3的開(kāi)口端與長(zhǎng)保溫外管2的開(kāi)口端緊密對(duì)接；在再外管外再套一層潔凈的塑料袋并封口，這樣在兩層塑料袋和內(nèi)管、外管的保護(hù)下可以有效避免人工冰芯受外界環(huán)境的污染;最后將套接的內(nèi)外管在垂直狀態(tài)下輕輕搬運(yùn)至冷庫(kù)或冰箱內(nèi)固定，讓其在低溫的作用下緩慢凍結(jié)，制作成人工冰芯。
[0015]取出人工冰芯時(shí)，首先將短保溫外管3從套接的內(nèi)管I向上拔出，再將內(nèi)管I從套接的長(zhǎng)保溫外管2向上拔出，最后將內(nèi)管I分離，就可取出人工冰芯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人工冰芯制作裝置，是由內(nèi)管(1)、長(zhǎng)保溫外管(2)和短保溫外管(3)組成雙層套管結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)保溫外管(2)的長(zhǎng)度為短保溫外管(3)長(zhǎng)度的4倍，長(zhǎng)保溫外管(2)—端封閉，另一端開(kāi)口；內(nèi)管(I)由兩個(gè)半圓管相互對(duì)接，內(nèi)管(I)內(nèi)徑為9?10 cm，長(zhǎng)度為60?110 cm;內(nèi)管(1)一端置入長(zhǎng)保溫外管(2)內(nèi)，另一端套接在頂端封閉的短保溫外管(3)內(nèi)，長(zhǎng)保溫外管(2)和短保溫外管(3)開(kāi)口端對(duì)接吻合包裹并封閉。
【文檔編號(hào)】G01N1/42GK105973685SQ201610509589
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月3日
【發(fā)明人】劉亞平, 侯書(shū)貴, 張金萍, 杜志恒, 王超梅, 安文玲, 張王濱
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所