1.本发明涉及一种采样及分析装置，具体涉及一种星球探测器载气采样与随行分析装置，本发明涉及地外天体采样探测技术领域。
背景技术：2.传统地外天体采样方式采样方式多为使用钻具钻进进行样本收集，现有的其他样本收集装置有osiris-rex号采样器，在探测器接近小行星表面后，通过向星球表面喷射高压氮气溅射起部分星球表面的岩石和尘埃被采样器收集后封装返回地球；nasa-isru月壤气力输送系统通过高压气体溅射起月球表面月壤进入原料斗，经过输送管路输送至收集斗中；
3.还有采用zancy火星巡视采样机器人通过气动系统产生高压气体，经取样喷嘴采集样品至取样管中，经过分离器保存样品至土壤罐中。zacny火星着陆器足垫气力采样器则是通过着陆器足端在火星表面插入一根取样管，利用高压气体携带样品至样品收集管中；
4.上述几种载气采样方式均是通过利用高压气体将星壤样品分离出来进行收集进而达到采样的目的。
技术实现要素：5.本发明为了解决上述现有技术的不足，进而提供了一种能够有效利用星球探测器推经系统剩余氦气等高压气体进行星壤挥发分采样与分析装置。
6.本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
7.一种星球探测器载气采样与随行分析装置包括气体存储-释放单元、进气管路、挥发分分析单元、挥发分提取单元、挥发分输送单元和排气管路，所述气体存储-释放单元的两侧分别设有进气管路，每个进气管路的下端连接有挥发分提取单元，每个挥发分提取单元与挥发分输送单元连接，两个挥发分输送单元分别通过排气管路与挥发分分析单元连接。
8.进一步地，所述气体存储-释放单元(1)包括高压储气罐和电磁阀，高压储气罐的气体出口分别与两个进气管路连接，每个进气管路内设有电磁阀。
9.进一步地，所述挥发分提取单元包括柔性密封足垫、足垫加热网、探测器足端、第一连接件和第二连接件，探测器足端、第一连接件和第二连接件由外至内依次设置，第一连接件的下端设有多个喷气孔，第二连接件的下端设有除尘网，探测器足端的下表面与柔性密封足垫的上表面连接，柔性密封足垫的上表面中部设有足垫加热网。
10.进一步地，挥发分分析单元包括水分子分析仪，水分子分析仪的上端设有废气口。
11.本发明的有益效果是：
12.本发明不需要通过高压气体溅射出星壤样品进行收集后在进行下一步的分析，而是直接利用气体导流以及加热网加热的方式进行星壤内部挥发分的原位提取和分析。
13.通过本发明，能有效利用探测器推进系统剩余的性质稳定、高压力、余量大氦气进
行星壤内部挥发分分析，且足垫加热网接触式加热效率高，氦气导流挥发分沿程热损失少。
附图说明
14.图1是本发明整体结构图。
15.图2是本发明中气体存储-释放单元结构图。
16.图3是本发明挥发分提取单元的结构示意图。
17.图4是本发明挥发分分析单元的结构示意图。
18.图中：1-气体存储-释放单元、11-高压储气罐、12-电磁阀、13-进气管路、2-挥发分分析单元、21-水分子分析仪、22-废气口、3-挥发分提取单元、31-柔性密封足垫、32-足垫加热网、33-探测器足端、34-喷气孔、35-阻尘网、4-挥发分输送单元。
具体实施方式
19.具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种星球探测器载气采样与随行分析装置包括气体存储-释放单元1、进气管路13、挥发分分析单元2、挥发分提取单元3、挥发分输送单元4和排气管路41，所述气体存储-释放单元1的两侧分别设有进气管路13，每个进气管路13的下端连接有挥发分提取单元3，每个挥发分提取单元3与挥发分输送单元4连接，两个挥发分输送单元4分别通过排气管路41与挥发分分析单元2连接。
20.具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述气体存储-释放单元1包括高压储气罐11和电磁阀12，高压储气罐11的气体出口分别与两个进气管路13连接，每个进气管路13内设有电磁阀12。
21.电磁阀12用于控制整个气流输送系统的开闭。
22.其它组成以连接关系与具体实施方式二相同。
23.具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述挥发分提取单元3包括柔性密封足垫31、足垫加热网32、探测器足端33、第一连接件34和第二连接件35，探测器足端33、第一连接件34和第二连接件35由外至内依次设置，第一连接件34的下端设有多个喷气孔34-1，第二连接件35的下端设有除尘网35-1，探测器足端33的下表面与柔性密封足垫31的上表面连接，柔性密封足垫31的上表面中部设有足垫加热网32。
24.第二连接件35的上端与挥发分输送单元4的进气口连通。
25.挥发分提取单元3中，经由喷气孔34输送进来的气体，经足垫加热网32加热后使得星壤内部挥发分受热挥发，携带有星壤内部挥发分的气流经由阻尘网35过滤后，进入挥发分输送单元4中，其中，柔性密封足垫31保证挥发分提取单元的密封性。
26.其它组成以连接关系与具体实施方式一或二相同。
27.具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式挥发分分析单元2包括水分子分析仪21，水分子分析仪21的上端设有废气口22。挥发分输送单元4输送进的携带有星壤内部挥发分的气流经由水分子分析仪21检测其组成，被检测后的气流经由废气口21直接排出。
28.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
29.工作原理：
30.在探测器足端33垂直触地后，依靠柔性密封足垫31将足端所接触的部分星壤空间
进行密封，完成密封后，电磁阀12控制高压储气罐12释放高压气体氦气进入进气管路13，并通过喷气孔34进入挥发分提取单元3中。由足垫加热网32对探测器足端33所接触的部分星壤以及经由喷气孔34进入挥发分提取单元3的高压气体氦气进行加热，星壤内部挥发分受热挥发，随高压气流氦气经过阻尘网35进入挥发分输送单元4中。经由挥发分输送单元4输送而来的携带有星壤内部挥发分的高压气流最终进入至挥发分分析单元2中，由其中的水分子分析仪21进行挥发分组成分析，分析完成后产生的废气经由废气口22直接排出。
31.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
技术特征：1.一种星球探测器载气采样与随行分析装置，其特征在于：一种星球探测器载气采样与随行分析装置包括气体存储-释放单元(1)、进气管路(13)、挥发分分析单元(2)、挥发分提取单元(3)、挥发分输送单元(4)和排气管路(41)，所述气体存储-释放单元(1)的两侧分别设有进气管路(13)，每个进气管路(13)的下端连接有挥发分提取单元(3)，每个挥发分提取单元(3)与挥发分输送单元(4)连接，两个挥发分输送单元(4)分别通过排气管路(41)与挥发分分析单元(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种星球探测器载气采样与随行分析装置，其特征在于：所述气体存储-释放单元(1)包括高压储气罐(11)和电磁阀(12)，高压储气罐(11)的气体出口分别与两个进气管路(13)连接，每个进气管路(13)内设有电磁阀(12)。3.根据权利要求1所述的一种星球探测器载气采样与随行分析装置，其特征在于：所述挥发分提取单元(3)包括柔性密封足垫(31)、足垫加热网(32)、探测器足端(33)、第一连接件(34)和第二连接件(35)，探测器足端(33)、第一连接件(34)和第二连接件(35)由外至内依次设置，第一连接件(34)的下端设有多个喷气孔(34-1)，第二连接件(35)的下端设有除尘网(35-1)，探测器足端(33)的下表面与柔性密封足垫(31)的上表面连接，柔性密封足垫(31)的上表面中部设有足垫加热网(32)。4.根据权利要求1所述的一种星球探测器载气采样与随行分析装置，其特征在于：挥发分分析单元(2)包括水分子分析仪(21)，水分子分析仪(21)的上端设有废气口(22)。
技术总结一种星球探测器载气采样与随行分析装置，它涉及采样及分析装置，本发明包括气体存储-释放单元、挥发分分析单元、挥发分提取单元和挥发分输送单元，电磁阀控制高压储气瓶的开闭，将气流通入进气管路，经由喷气孔进入挥发分提取单元，气流在挥发分提取单元中经由足垫加热网加热后使得星壤内部挥发分挥发随气流经过阻尘网过滤后，通过进样口进入排气管路，携带有星壤内部挥发分的气流经由排气管路进入挥发分分析单元，经过检测分析后产生的废气经由废气口直接排出。本发明能有效利用探测器推进系统剩余的性质稳定、高压力、余量大氦气进行星壤内部挥发分分析，且足垫加热网接触式加热效率高，氦气导流挥发分沿程热损失少。氦气导流挥发分沿程热损失少。氦气导流挥发分沿程热损失少。
技术研发人员：姜生元 张伍 张伟伟 崔中雨 唐钧跃 陈磊 马继楠 刘伟
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/11/1
