[發(fā)明專利]火星原位光譜聯(lián)用實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710493354.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107300549B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武中臣;凌宗成;張江;李勃;徐偉杰;倪宇恒;付曉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/71;G01N21/33;G01N21/01
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

本發(fā)明涉及一種火星原位光譜聯(lián)用實驗裝置及實驗方法，所述實驗裝置包括用于模擬火星表面環(huán)境的火星環(huán)境模擬實驗裝置以及用于火星環(huán)境下原位光譜測試的原位光譜聯(lián)用實驗裝置，其中，火星環(huán)境模擬實驗裝置包括真空艙體，與真空艙體連接的真空控制單元，與真空艙體連通的濕度控制單元，與濕度控制單元連通的第一供氣單元，與真空艙體連接的溫度控制單元；原位光譜測試模擬實驗裝置設(shè)置于所述真空艙體外部，用于遠(yuǎn)程Raman光譜和遠(yuǎn)程LIBS光譜聯(lián)用測試。本發(fā)明能夠真實模擬火星環(huán)境包括溫度、濕度和氣氛，還能夠在火星環(huán)境下對礦物樣品的光譜進(jìn)行原位測試，研究環(huán)境參數(shù)對礦物樣品光譜的影響，同時可以進(jìn)行對礦物含量的單、多變量的定量分析研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火星環(huán)境實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種火星原位光譜聯(lián)用實驗裝置及實驗方法，用于模擬火星環(huán)境，并在火星環(huán)境下進(jìn)行光譜原位測試。

背景技術(shù)

由于火星和地球的環(huán)境不同，火星表面元素或者礦物類型存在的形式都不盡相同，進(jìn)行真實火星表面元素或礦物探測研究工作，需要借助于對火星環(huán)境以及原位光譜測試模擬實驗來實現(xiàn)。

公開號為CN 105854960 A的中國發(fā)明專利申請公開了一種火星溫度和壓力環(huán)境的地面模擬實驗系統(tǒng)，包括環(huán)境模擬容器、內(nèi)置容器、壓力控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，其中，內(nèi)置容器設(shè)置在環(huán)境容器內(nèi)，環(huán)境容器采用液氮熱沉結(jié)構(gòu)；壓力控制系統(tǒng)用于控制內(nèi)置容器的壓力，溫度控制系統(tǒng)用于控制內(nèi)置容器的溫度。內(nèi)置容器溫度在可控在160K-170K之間，壓力可控在600Pa-1000Pa之間。該發(fā)明專利申請還公開了一種地面模擬試驗方法。該發(fā)明專利申請可以實現(xiàn)火星溫度、壓力的地面等效模擬。

公開號為CN 105548133 A的中國專利申請公開了一種采用主被動結(jié)合光譜技術(shù)的火星物質(zhì)成分分析系統(tǒng)與方法。該系統(tǒng)包括光學(xué)頭部、短波光譜儀、中波光譜儀、長波光譜儀、紅外AOTF光譜儀、定標(biāo)板、二維指向鏡、指向鏡控制電纜及載荷控制器。基于該系統(tǒng)可聯(lián)合主動激光光譜與被動紅外光譜技術(shù)實現(xiàn)火星礦物中的原子和分子的聯(lián)合探測。該發(fā)明專利申請主動LIBS光譜探測可實現(xiàn)物質(zhì)原子的定性與定量分析，主動時域激光拉曼探測可實現(xiàn)對物質(zhì)分子的定性與定量分析，被動紅外光譜探測可實現(xiàn)物質(zhì)分子的定性與定量分析，主被動光譜結(jié)合同事實現(xiàn)物質(zhì)原子、分子的探測，進(jìn)而實現(xiàn)火星巖石、土壤、礦物等的分類與識別，擴(kuò)大火星物質(zhì)分析范圍，保持了系統(tǒng)的緊湊便捷性。

公開號為CN 103743719 A的中國專利申請公開了一種行星表面物質(zhì)及大氣遠(yuǎn)程原位綜合測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：小型脈沖固體激光器、卡塞格林望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、一維精密移動平臺、連續(xù)光譜指示定位激光器、各種光學(xué)器件及中階梯光譜儀、ICCD、高分辨率相機(jī)以及光電倍增管等。該發(fā)明專利申請裝置系統(tǒng)和方法在同一套系統(tǒng)中實現(xiàn)激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)、拉曼光譜(Raman)以及激光雷達(dá)等技術(shù)聯(lián)用，采用模塊化設(shè)計，集成度高、體積小、重量輕。可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離表面顯微成像、遠(yuǎn)距離物質(zhì)元素分析、遠(yuǎn)距離物質(zhì)成分分析以及行星邊界層大氣探測。

上述測試系統(tǒng)中，有的系統(tǒng)只能進(jìn)行火星環(huán)境模擬實驗，不能進(jìn)行元素或礦物探測實驗，有的系統(tǒng)只能進(jìn)行元素或礦物探測實驗，不能進(jìn)行火星環(huán)境模擬實驗。為了進(jìn)行真實火星表面元素或礦物探測研究工作，需要一種能夠同時進(jìn)行火星環(huán)境模擬實驗和火星元素或礦物實驗的裝置及方法，對火星探測具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷和不足，提供了一種火星原位光譜聯(lián)用實驗裝置及實驗方法，用于進(jìn)行火星環(huán)境模擬實驗，并在火星環(huán)境下對同一樣品的同一測試點進(jìn)行光譜原位測試。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種火星原位光譜聯(lián)用實驗裝置，包括用于模擬火星表面環(huán)境的火星環(huán)境模擬實驗裝置以及用于火星環(huán)境下原位光譜測試的原位光譜聯(lián)用實驗裝置，其中，所述火星環(huán)境模擬實驗裝置包括：

與所述真空艙體連接的真空控制單元，用于使所述真空艙體內(nèi)形成真空環(huán)境；