[发明专利]利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，包括：侵彻生热体，内部设有用于对被探测介质中的挥发分进行分析的挥发分测量分析模块；气体捕获孔，开设在侵彻生热体的侧壁，用于将对被探测介质中的挥发分导流到挥发分测量分析模块；温度采集模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度；加热模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度。本发明提供的系统具有结构接凑、功能简单、可对深层外天体土壤挥发分进行直接探测分析、工程代价小等优点。

技术领域

本发明涉及地外天体原位侵彻式探测技术领域，具体涉及一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法。

背景技术

对于地外天体研究来说，气体和挥发物组分与同位素分析可以获取天体资源的分布信息、研究天体是否具备或可提供生物生存的基本物质条件，而且通过挥发分的研究可以揭示某些地质重大事件的历史、推演天体起源和早期形成过程、解释天体的起源和演变。对月球土壤挥发分的研究，可以为太阳系演化提供有价值的信息等。

由于挥发分与温度相关导致其易挥发的特性，在原位进行挥发分的研究最为准确且最有价值。目前，国内外的挥发分原位探测均通过原位采样并加热的形式进行，如美国的Artemis计划就是通过钻具钻取一定深度的月壤，并将采集的月壤转移至加热炉内进行加热并对加热后产生的挥发分进行质谱和光谱分析；俄罗斯的 Luna-27计划，也是采用钻具钻取月球土壤的形式开展原位采样，并将样品放入多份样品盒并对其进行密封式加热，在密封条件下加热挥发后对其进行挥发分分析。以上方法均存在钻削热对月壤挥发分的扰动影响，导致对温度敏感的挥发分难以获取分析，且钻具的重量和功耗均较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统及方法。通过侵彻摩擦生热诱导挥发分的技术途径，利用在侵彻体内集成的挥发分探测分析装置直接进行挥发分分析，可在侵彻区对温度敏感的挥发组分进行直接分析，具有科学价值高、结构紧凑、重量代价低等特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的系统，包括：侵彻生热体，内部设有用于对被探测介质中的挥发分进行分析的挥发分测量分析模块；气体捕获孔，开设在侵彻生热体的侧壁，用于将对被探测介质中的挥发分导流到挥发分测量分析模块；温度采集模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度；加热模块，设置在侵彻生热体上，用于采集被探测介质的温度。

在一些实施例中，所述气体捕获孔呈环状开设在侵彻生热体。

在一些实施例中，所述侵彻生热体上开设有若干层呈环状分布的气体捕获孔。

在一些实施例中，每层呈环状分布的气体捕获孔等间距设置。

在一些实施例中，在每个气体捕获孔的靠近侵彻生热体的尖端的一侧设有阻挡部件。

本实施例还提供了一种利用侵彻生热诱导分析地外天体土壤挥发分的方法，包括以下步骤：

步骤1：侵彻生热体借助动能快速侵入探测介质中，由于摩擦生热和自身的温度，将使得被探测介质中的挥发分诱导释放；

步骤2：诱导出的挥发分将由气体捕获孔进入挥发分测量分析模块，对挥发组分进行原位分析。

在一些实施例中，所述步骤1中，自身的温度可以由加热模块进行提供和控制。

在一些实施例中，所述步骤1中，在被探测介质中的挥发分诱导释放的过程中，可以通过加热模块进行温度补偿和持续升温，提高挥发分的释放效率。

在一些实施例中，所述步骤2中，待温度降低后，可以通过加热模块对被探测介质进行循环加热，提高被侵彻介探测质挥发分的分析精度。

附图说明