一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針及其測量方法技術

本發明專利技術涉及地外天體溫度探測器，特別涉及一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針及其測量方法。鉆取溫度探針包括均為中空結構的鉆套、鉆桿、襯管及鉆頭，其中襯管、鉆桿及鉆套由內到外同軸安裝，鉆頭連接在鉆桿的下端，且露于鉆套的外側；鉆套的外壁上設有至少一個測溫模塊；每個測溫模塊包括沿鉆套的軸向依次串聯的多組傳感器組件，多組傳感器組件用于獲取鉆套內外側附近不同深度的溫度信息。本發明專利技術可在對地外天體鉆取采樣過程中，通過系列嵌入式溫度傳感器組件對鉆具及其附近溫度場進行監測，并通過測量信息對鉆具進行控制，以便使鉆取進程可靠進行。靠進行。靠進行。

【技術實現步驟摘要】
一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針及其測量方法


[0001]本專利技術涉及地外天體溫度探測器，特別涉及一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針及其測量方法。

技術介紹

[0002]深空探測是當今高新
中極具挑戰性、創新性的重大活動，地外天體取樣是深空探測活動的主要內容之一，鉆進取樣作為取樣活動的重要手段已在不同地外天體勘探任務中發揮重要。由于取樣深度通常較深，鉆進過程中無法通過液冷等其他形式輔助散熱，此外地外天體的高真空、極差的導熱特性和較大的溫差以及輻射等惡劣環境，使得鉆取采樣過程中鉆具可能會達到極高溫度，使鉆具結構破壞甚至燒損，影響采樣任務的可靠進行。另外，過高的溫度亦會對樣品成分與品質產生影響。因此，在鉆取過程中根據實際工況對鉆具鉆進進程進行干預控制，以保證其溫度在安全范圍內是必要的，監測鉆具在鉆進過程中的實時溫度場數據以及鉆具附近鉆進對象的溫度場數據是重要的。然而由于技術限制和工程約束，在鉆具附近攜帶相應的溫度傳感器以對鉆取采樣裝置進行實時溫度測量十分困難。因此，急需一種新型的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，以在對地外天體鉆取采樣過程中對鉆具及其附近溫度場進行監測，并通過測量信息對鉆具進行控制，以便使鉆取進程可靠進行。

技術實現思路

[0003]為解決地外天體鉆取采樣過程中對其內部及附近溫度場監測問題，本專利技術的目的在于提供一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針及其測量方法，可在對地外天體鉆取采樣過程中，通過系列嵌入式溫度傳感器組件對鉆具及其附近溫度場進行監測，并通過測量信息對鉆具進行控制，以便使鉆取進程可靠進行。
[0004]為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
[0005]本專利技術一實施例提供一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針，包括均為中空結構的鉆套、鉆桿、襯管及鉆頭，其中襯管、鉆桿及鉆套由內到外依次同軸安裝，鉆頭連接在鉆桿的下端，且露于鉆套的外側；鉆套的外壁上設有至少一個測溫模塊；
[0006]測溫模塊包括沿鉆套的軸向依次串聯的多組傳感器組件，多組傳感器組件用于獲取鉆套內外側不同深度的溫度信息。
[0007]所述傳感器組件包括柔性電路板及設置于柔性電路板上的熱傳感器單元。
[0008]所述柔性電路板的兩端分別設有Type
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C母口和Type
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C公口，相鄰兩個所述柔性電路板之間通過Type
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C母口和Type
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C公口對接。
[0009]所述鉆套的外壁上沿軸向設有至少一個安裝槽，所述測溫模塊嵌設于該安裝槽內。
[0010]所述鉆套包括上部鉆套和下部鉆套，其中上部鉆套的下部兩側設有卡扣，下部鉆套的上部兩側設有卡槽，上部鉆套的下部和下部鉆套的上部對接，且通過卡扣和卡槽配合
固定。
[0011]所述鉆桿包括上部鉆桿和下部鉆桿，其中上部鉆桿的下端和下部鉆桿的上端通過螺紋連接裝配為一體。
[0012]所述襯管包括取芯管、卡箍及卡簧，其中取芯管為剖分結構，包括左半部取芯管和右半部取芯管，左半部取芯管和右半部取芯管扣合后通過卡箍固定；卡簧緊固于左半部取芯管和右半部取芯管的端部，且卡簧與所述鉆桿的內壁緊配合。
[0013]所述鉆頭的內壁上設有內止口，所述襯管的下端與該內止口抵接。
[0014]所述測溫模塊與信號處理與電源控制單元連接；所述測溫模塊將獲取的溫度信息發送給信號處理與電源控制單元，信號處理與電源控制單元接收所述測溫模塊發送的溫度信息，并根據該溫度信息控制所述鉆桿的轉速。
[0015]本專利技術另一實施例提供一種利用如上所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針的測量方法，包括以下步驟：
[0016]Ⅰ.依次裝配襯管、鉆桿及鉆套：
[0017]將鉆頭與鉆桿連接，將襯管置于鉆桿與鉆頭的裝配體內并且襯管的底部與鉆頭內開設的內止口相抵；
[0018]將鉆桿、鉆頭及襯管的裝配體置于鉆套內；
[0019]將傳感器組件裝配于鉆套外部兩側開設的安裝槽內并固定；
[0020]將傳感器組件與信號處理與電源控制單元連接；
[0021]Ⅱ.驅動裝配完畢的溫度探針進行鉆取活動，在鉆取過程中通過傳感器組件獲取鉆套外壁附近溫度信息，并將獲取的該溫度信息發送給信號處理與電源控制單元；
[0022]Ⅲ.信號處理與電源控制單元接收傳感器組件發送的溫度信息，并根據該溫度信息控制鉆桿的轉速。
[0023]本專利技術的優點及有益效果是：本專利技術通過設計內嵌式地外天體鉆取溫度探針，旨在實現在地外天體探測鉆取取樣裝置鉆取過程中獲取精確其內、外部縱向溫度場，并對鉆取裝置進行控制，以避免對取樣裝置造成破壞并影響取樣信息。
[0024]本專利技術將鉆桿置于鉆套內部，用于鉆取排出鉆屑，傳感器組件嵌入鉆套外部開設的安裝槽內，并通過多組接觸熱傳感器獲取并監測探針鉆取取樣過程中的溫度場數據以及探針附近鉆進對象的溫度場數據，信號處理與電源控制單元通過總線接收并處理傳感器組件在探針鉆取過程中得到的溫度信息，并根據處理結果對鉆桿進行反饋控制。
附圖說明
[0025]圖1為本專利技術一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針的軸測圖；
[0026]圖2為本專利技術中鉆套的軸測圖；
[0027]圖3為本專利技術中鉆桿與鉆頭的裝配圖；
[0028]圖4為本專利技術中襯管的軸測圖；
[0029]圖5為本專利技術中傳感器組件的軸測圖；
[0030]圖6為本專利技術一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針的測量示意圖。
[0031]圖中：1為鉆套，101為上部鉆套，102為下部鉆套，103為卡扣，104為卡槽，2為鉆桿，201為上部鉆桿，202為下部鉆桿，3為襯管，301為取芯管，3011為左半部取芯管，3012為右半
部取芯管，302為卡箍，3021為上部卡箍，3022為下部卡箍，303為卡簧，4為鉆頭，5為傳感器組件，501為Type
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C母口，502為柔性電路板，503為熱傳感器單元，5031為鉑電阻Ⅰ，5032為鉑電阻Ⅱ，5033為溫度傳感器，5034為鉑電阻Ⅲ，504為Type
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C公口，6為信號處理與電源控制單元，601為信號傳輸與供電線路Ⅰ，602為信號傳輸與供電線路Ⅱ，603為主控器。
具體實施方式
[0032]為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述。
[0033]如圖1所示，本專利技術的一實施例提供一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針，包括均為中空結構的鉆套1、鉆桿2、襯管3及鉆頭4，其中襯管3、鉆桿2及鉆套1由內到外依次同軸安裝，鉆頭4螺紋連接在鉆桿2的下端，且鉆頭4露于鉆套1的外側；鉆套1的外壁上設有至少一個測溫模塊；測溫模塊包括沿鉆套1的軸向依次串聯的多組傳感器組件5，多組傳感器組件5用于獲取鉆套1內外側附近不同深度的溫度信息。本專利技術實現在地外天體探測鉆取取樣過程中獲取精確的內、外部縱向溫度場，并對鉆取溫度探針進行控制，以避免對鉆取溫度探針造成破壞，并影響取樣本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，包括均為中空結構的鉆套(1)、鉆桿(2)、襯管(3)及鉆頭(4)，其中襯管(3)、鉆桿(2)及鉆套(1)由內到外依次同軸安裝，鉆頭(4)連接在鉆桿(2)的下端，且露于鉆套(1)的外側；鉆套(1)的外壁上設有至少一個測溫模塊；測溫模塊包括沿鉆套(1)的軸向依次串聯的多組傳感器組件(5)，多組傳感器組件(5)用于獲取鉆套(1)內外側不同深度的溫度信息。2.根據權利要求1所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，所述傳感器組件(5)包括柔性電路板(502)及設置于柔性電路板(502)上的熱傳感器單元(503)。3.根據權利要求2所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，所述柔性電路板(502)的兩端分別設有Type
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C母口(501)和Type
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C公口(504)，相鄰兩個所述柔性電路板(502)之間通過Type
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C母口(501)和Type
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C公口(504)對接。4.根據權利要求1所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，所述鉆套(1)的外壁上沿軸向設有至少一個安裝槽，所述測溫模塊嵌設于該安裝槽內。5.根據權利要求1所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，所述鉆套(1)包括上部鉆套(101)和下部鉆套(102)，其中上部鉆套(101)的下部兩側設有卡扣(103)，下部鉆套(102)的上部兩側設有卡槽(104)，上部鉆套(101)的下部和下部鉆套(102)的上部對接，且通過卡扣(103)和卡槽(104)配合固定。6.根據權利要求1所述的內嵌式地外天體鉆取溫度探針，其特征在于，所述鉆桿(2)包括上部鉆桿(201)和下部鉆桿(202)，其中上部鉆桿(201)的下端和下部鉆桿(202)的上端通過螺紋連接裝配為一體。7.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，程欽錕，李俊麟，于濤，李振新，張弛，王直峰，湯子旋，
申請(專利權)人：中國科學院沈陽自動化研究所，
類型：發明
國別省市：