(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211069990.5 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 申请人 哈尔滨商业大学　东北农业大 学 (72)发明人 姜生元　田野　张伟伟　汪恩良　 唐均跃　刘兴超　刘君巍　姜海强　 (74)专利代理 机构 哈尔滨奥博专利代理事务所 (普通合伙) 23220 专利代理师 叶以方 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 1/44(2006.01) (54)发明名称 一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制 备装置 (57)摘要 一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制 备装置， 它涉及一种样本制备装置。 本发明为了 解决现有含水模拟月壤物理力学特性研究及钻 进采样用剖面样本无法满足探月研究需求的问 题。 本发明包括静载压力机、 压力密实压块和低 温密实机构； 低温密实组件设置在静载压力机的 平台上， 且低温密实机构位于 静载压力机的压力 机头的下方， 压力密实压块固定安装在压力机头 下表面的中部， 且压力 密实压块位于低温密实机 构的上方。 本发明属于空间资源探测技 术领域。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115479818 A 2022.12.16 CN 115479818 A 1.一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在于： 所述一种极区含水 模拟月壤及局部剖面样 本制备装置包括静载压力机(1)、 压力 密实压块(2)和低温密实机构 (3)； 低温密实组件(3)设置在静载压力机(1)的平台(101)上， 且低温密实机构(3)位于静载 压力机(2)的压力机头(101)的下方， 压力 密实压块(2)固定安装在压力机头(101)下表 面的 中部， 且压力密实压块(2)位于低温密实机构(3)的上 方。 2.根据权利要求1所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 所述低温密实机构(3)包括月壤桶(301)、 低温液氮箱(302)和多个传感器组件(303)； 月 壤桶(301)设置在低温液氮箱(302)内， 多个传感器组件(303)由上至下依次插装在月壤桶 (301)的外壁上。 3.根据权利要求2所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 每个传感器组件(303)包括温度传感器(3031)、 传感器套筒(3032)和外六角螺栓 (3033)； 月壤桶(301)的外壁设有通孔， 外六角螺栓(3033)固定在月壤桶(301)外壁上的通 孔处， 且外六角螺栓(3033)轴线与所述通孔的轴线重合， 温度传感器(3031)插装在外六角 螺栓(3033)内， 且温度传感器(3031)的探头穿过所述通孔设置在月壤桶(301)内， 传感器套 筒(3032)套装在温度传感器(3 031)上， 且传感器套 筒(3032)旋合在外六角螺 栓(3033)上。 4.根据权利要求3所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 每个传感器组件(303)还包括生料带(3034)； 生料带(3034)缠绕在温度传感器(3031) 上， 且生料 带(3034)位于传感器套 筒(3032)外端内壁与温度传感器(3 031)的外壁之间。 5.根据权利要求3所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 温度传感器(3 031)是铂电阻温度传感器。 6.根据权利要求2所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 月壤桶(301)是上端开口的圆柱形桶体， 月壤桶(301)上端开口的边缘设有向外延伸的 外沿(3011)， 外沿(3 011)的上表面沿圆周方向均布设有 若干个连接孔(3 012)。 7.根据权利要求6所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 月壤桶(3 01)底部的外壁设有加强筋(3 013)， 所述加强筋(3 013)是直角三角形板体。 8.根据权利要求2所述的一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置， 其特征在 于： 多个传感器组件(303)是指六个传感器组件， 月壤桶(301)上部的外壁对称安装两个传 感器组件(303)， 月壤桶(301)中部的外壁对称安装两个传感器组件(303)， 月壤桶(301)下 部的外壁对称安装两个传感器组件(3 03)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115479818 A 2一种极区含水 模拟月壤及局部剖面样本制备 装置 技术领域 [0001]本发明涉及一种样本制备装置， 属于空间资源探测技 术领域。 背景技术 [0002]在基本完成绕、 落、 回三期探月工程背景下， 探月四期工程着重探测月球极区； 我 国预计202 4年实施探月四期 工程任务—实现月球南极区无人自主采样及分析； 月球 极区由 于其特殊的地质背景和轨道运行特征， 存在太阳始终无法照射到的永久阴影区； 而永久阴 影区是水等挥发分富集的区域， 保存着月球长期演化的重要信息； 通过探测获取月球南极 永久阴影区水含量、 附存状态和分布特征， 可以揭示水的形成和富集机制， 这对 人类认识月 球具有重要意 义。 [0003]目前， 关于极区月壤剖面中水冰物质物理特性方面的研究较少， 而且地面模拟的 含水月壤样本， 很难满足与真实月壤水冰的相似性、 等效性和均一性等指标达到预期目标； 水冰物质地面模拟及其力学特性研究， 是开展月壤水冰物质探测研究 的前提条件与保障基 础； 而模拟月壤与真实月壤的相似性和等效度等可直接影响潜入机具地面试验验证的可信 度， 甚至决定探测任务的成败； 因此， 含水模拟月壤物理力学特性研究及 钻进采样用剖面样 本制备是目前亟 待解决的问题。 发明内容 [0004]本发明为解决现有含水模拟月壤物理力学特性研究及钻进采样用剖面样本无法 满足探月研究需求的问题， 进 而提出一种极区含水模拟月壤及局部剖面样本制备装置 。 [0005]本发明为解决上述问题采取的技术方案是： 本发明包括静载压力机、 压力密实压 块和低温密实机构； 低 温密实组件设置在静载压力机的平台上， 且低温密实机构位于静载 压力机的压力机头的下方， 压力密实压块固定安装在压力机头下表面的中部， 且压力密实 压块位于低温密实机构的上 方。 [0006]进一步的， 所述低温密实机构包括月壤桶、 低温液氮箱和多个传感器 组件； 月壤桶 设置在低温液氮 箱内， 多个传感器组件由上至下依次插 装在月壤桶的外壁上。 [0007]进一步的， 每个传感器 组件包括温度传感器、 传感器套筒和外六角螺栓； 月壤桶的 外壁设有通孔， 外六角螺栓固定在月壤桶外壁上 的通孔处， 且外六角螺栓轴线与所述通孔 的轴线重合， 温度传感器插装在外六角螺栓内， 且温度传感器的探头穿过所述通孔设置在 月壤桶内， 传感器套 筒套装在温度传感器上， 且传感器套 筒旋合在外六角螺 栓上。 [0008]进一步的， 每个传感器 组件还包括生料带； 生料带缠绕在温度传感器上， 且生料带 位于传感器套 筒外端内壁与温度传感器的外壁之间。 [0009]进一步的， 温度传感器是铂电阻温度传感器。 [0010]进一步的， 月壤桶是上端开口的圆柱形桶体， 月壤桶上端开口的边缘设有向外延 伸的外沿， 外沿的上表面沿圆周方向均布设有 若干个连接孔。 [0011]进一步的， 月壤桶底部的外壁设有加强筋， 所述加强筋是直角三角形板体。说　明　书 1/4 页 3 CN 115479818 A 3