一种核磁共振系统用样品测试装置的制作方法

本发明涉及样品测试装置技术领域，具体涉及一种核磁共振系统用样品测试装置。

背景技术：

目前使用的常规冻土环境模拟系统由竖直放置的恒温箱、圆柱型模具、样品上端温控器、样品下端温控器、样品本体测温系统、样品上端的形变测量装置、补水装置及样品模具组成。样品上端温控器和下端温控器一般采用金属结构制作，例如铜、铝，温度传感器一般采用pt100，样品模具采用有机玻璃或pvc材质。而在核磁共振系统中，金属材料或有机玻璃材质都会对核磁系统产生干扰信号或使核磁设备无法正常工作，且常规冻土环境模拟系统无法实现精准的样品环境温度控制。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的冻土环境模拟系统不能直接应用于核磁共振系统，且无法实现精准的样品环境温度控制的缺陷，从而提供一种可以实现精准的样品环境温度控制的核磁共振系统用样品测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种核磁共振系统用样品测试装置，包括：

通过3d打印一体成型的壳体和设于所述壳体侧壁中的螺旋结构，所述壳体中设有样品放置腔，所述螺旋结构沿所述样品放置腔周向排布，且所述螺旋结构中内装用于对所述样品放置腔中的样品温度进行调节的第三循环液，螺旋结构进口和螺旋结构出口设于所述样品放置腔的同一端面。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，所述螺旋结构包括螺旋方向相反设置的第一螺旋管和第二螺旋管，所述第一螺旋管的出口和所述第二螺旋管的进口连通，所述第一螺旋管的进口和所述第二螺旋管的出口均设于所述样品放置腔的上端面。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，还包括沿所述壳体的轴向间隔设置、且穿过所述壳体侧壁延伸至所述样品放置腔中的多个第一温度传感器。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，在所述样品放置腔的顶部设置有3d打印成型的第一控温结构，所述第一控温结构上设有第一循环腔，所述第一循环腔的第一循环液进口和第一循环液出口设于所述第一控温结构的顶面上。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，所述第一控温结构上还设有第二温度传感器，所述第二温度传感器延伸至所述第一循环腔中。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，在所述样品放置腔的底部设置有3d打印成型的第二控温结构，所述第二控温结构上设有第二循环腔，所述第二循环腔的第二循环液进口和第二循环液出口设于所述第二控温结构的底面上。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，所述第二控温结构上还设有第三循环腔，所述第三循环腔的补水入口和补水出口设于所述第二控温结构的底面上。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，所述第二控温结构还设有第三温度传感器，所述第三温度传感器延伸至所述第二循环腔中。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，在所述第二控温结构的顶面上设有过滤结构，所述过滤结构的孔径小于所述样品的粒径。

所述的核磁共振系统用样品测试装置，在所述第一控温结构和所述第二控温结构的顶面外周均设有环状密封结构。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的核磁共振系统用样品测试装置，壳体和设于壳体侧壁中的螺旋结构通过3d打印一体成型，不仅可以适用于核磁共振系统，还在壳体侧壁有效的空间内使得螺旋结构的体积尽可能增大，以增加与样品的接触面积；螺旋结构沿样品放置腔周向排布，螺旋结构进口和螺旋结构出口设于样品放置腔的同一端面，最大程度上减小了样品的温度梯度差，实现了对样品环境温度的精准控制。

2.本发明提供的核磁共振系统用样品测试装置，第一螺旋管和第二螺旋管的旋向相反、一个进口和一个出口连通设置，形成双螺旋结构，使得循环液从样品放置腔上端进入底部，再从底部循环到上端输出，减小样品不同深度处的温度差，实现了对样品环境温度的精准控制。

3.本发明提供的核磁共振系统用样品测试装置，样品放置腔的顶部和底部第一控温结构和第二控温结构的设置，实现了对样品上端面和下端面的单独控温，满足了试验需求。

4.本发明提供的核磁共振系统用样品测试装置，第一控温结构和第二控温结构的顶面外周环状密封结构的设置，使得整个样品放置腔形成一个密闭空间，方便进行抽真空处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的核磁共振系统用样品测试装置的示意图；

图2为图1中壳体的俯视图；

图3为图1中第一控温结构的俯视图；

图4为图1中第二控温结构的仰视图；

图5为图1中过滤结构的俯视图。

附图标记说明：

1、壳体；2、螺旋结构；3、提手；4、样品放置腔；5、螺旋结构进口；6、螺旋结构出口；7、第一温度传感器；8、第一控温结构；9、第一循环腔；10、第一循环液进口；11、第一循环液出口；12、第二温度传感器；13、第二控温结构；14、第二循环腔；15、第二循环液进口；16、第二循环液出口；17、压头；18、补水入口；19、补水出口；20、第三温度传感器；21、过滤结构；22、环状密封结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－5所示的核磁共振系统用样品测试装置的一种具体实施方式，本实施例中的样品为冻土，包括通过3d打印一体成型的壳体1和设于所述壳体1侧壁中的螺旋结构2。壳体1为柱体，壳体1顶部设有提手3，便于取拿。所述壳体1中设有样品放置腔4，样品放置腔4靠近壳体1下部设置，在测试时，冻土放置在样品放置腔4中。所述螺旋结构2沿所述样品放置腔4周向排布，即环向缠绕在样品放置腔4的外周，且所述螺旋结构2中内装用于对所述样品放置腔4中的样品温度进行调节的第三循环液，螺旋结构进口5和螺旋结构出口6设于所述样品放置腔4的上端面。

具体的，所述螺旋结构2包括螺旋方向相反设置的第一螺旋管和第二螺旋管，所述第一螺旋管的出口和所述第二螺旋管的进口连通，所述第一螺旋管的进口和所述第二螺旋管的出口均设于所述样品放置腔4的上端面。循环液自第一螺旋管的进口进入第一螺旋管中，当流动至第一螺旋管的出口时经第二螺旋管的进口进入第二螺旋管中，再沿第二螺旋管向上流动至第二螺旋管的出口，由此流经第二螺旋管的循环液均衡了流经第一螺旋管的循环液在冻土不同深度处的温降，使得冻土不同深度处的温度趋于相同，实现了对样品环境温度的精准控制。

为了实时监控冻土内部的温度，沿所述壳体1的轴向间隔设置有多个第一温度传感器7，壳体1的相应位置开设有通孔，第一温度传感器7穿过所述壳体1侧壁上的通孔，延伸至所述样品放置腔4。

为了实现对冻土上端面的单独控温，在所述样品放置腔4的顶部设置有3d打印成型的第一控温结构8，所述第一控温结构8上设有第一循环腔9，第一循环腔9靠近样品放置腔4设置，所述第一循环腔的第一循环液进口10和第一循环液出口11设于所述第一控温结构8的顶面上。

为了实时监控冻土上部的温度，所述第一控温结构8上还设有第二温度传感器12，所述第二温度传感器12穿过第一控温结构8上开设的通孔延伸至所述第一循环腔9中。

为了实现对冻土下端面的单独控温，在所述样品放置腔4的底部设置有3d打印成型的第二控温结构13，所述第二控温结构13上设有第二循环腔14，第二循环腔14靠近样品放置腔4设置，所述第二循环腔14的第二循环液进口15和第二循环液出口16设于所述第二控温结构13的底面上。为了保证第二控温结构13安装牢固，在第二控温结构13的下方设有压头17，压头17与壳体1紧配合。

所述第二控温结构13上还设有第三循环腔，所述第三循环腔的补水入口18和补水出口19设于所述第二控温结构13的底面上，第三循环腔还具有与样品放置腔4连通的开口，用于向冻土中补水，以方便进行补排水测试。第三循环腔与第二循环腔14不连通，以通入不同的流体。

为了实时监控冻土下部的温度，所述第二控温结构13还设有第三温度传感器20，所述第三温度传感器20穿过第二控温结构13上开设的通孔延伸至所述第二循环腔14中。

在所述第二控温结构13的顶面和第三循环腔之间设有过滤结构21，过滤结构21为通过3d打印成型的过滤网，过滤网的孔径小于所述样品的粒径，防止样品颗粒落入第三循环腔中。第二控温结构13顶面相应位置设有用于安装过滤结构21的槽体。

为了保证样品放置腔4内的密封性，在所述第一控温结构8和所述第二控温结构13的顶面外周均设有作为环状密封结构22的密封圈。

本实施例的样品测试装置可施加最低环境温度为－30度，样品上端第一控温结构可施加最低温度为－40度，样品下端第二控温结构可施加最低温度为－30度，控温结构稳定，精度可达到0.1度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。