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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115931955A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211197051.9(22)申请日2022.09.29(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(72)发明人姜生元张伟伟卢孜筱段骁航迟关心李红浪刘珊丁源(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.G01N25/00(2006.01)G01N25/20(2006.01)G01N27/22(2006.01)权利要求书2页说明书16页附图9页(54)发明名称一种探针结构、应用该探针的热电探针及测量方法(57)摘要本发明属于天体探测设备技术领域,具体涉及一种探针结构、应用该探针的热电探针及测量方法,探针结构包括一体成型的空心壳体,壳体包括尖端、中端和尾端,尾端带有用来防止在贯入过程中探针产生轴向或/和周向位移的定位结构,在壳体内部搭载有用来探测星壤热物性和电物性的物性感知单元,以及壳体采用较小长径比。热电探针包括热电探针单元,热电探针单元包括:包含至少两根探针,探针根据程序设定可单独作为备用探针或共同配合用于获取测量数据;以及用来固定和支撑探针支撑组件。本发明设计的热电探针选用多根长径比较短的探针,同时具有贯入、触探和检测功能;通过一次贯入,可同时实现对星壤热物性和电物性的原位测量,测量适用范围广泛。CN115931955ACN115931955A权利要求书1/2页1.一种探针结构,包括:一体成型的空心壳体,用来以贯入方式侵入到星壤内进行测量,所述壳体包括尖端、中端和尾端,所述尖端呈锥形,所述中端呈圆柱形,其特征在于,所述尾端带有轴向和周向定位结构,用来防止在贯入过程中探针产生轴向或/和周向位移;以及在壳体内部搭载有用来探测星壤热物性和电物性的物性感知单元;以及所述壳体整体的长径比在三以下。2.如权利要求1所述的探针结构,其特征在于:所述轴向和周向定位结构包括轴向定位凸台结构(11‑6)和周向定位凸块结构(11‑7),所述轴向定位凸台结构(11‑6)以中端的圆柱形外壁为基准水平向外延伸;所述周向定位凸块结构(11‑7)固定在轴向定位凸台结构(11‑6)的端面上,且周向定位凸块结构(11‑7)沿探针(11)的轴向方向延伸。3.如权利要求2所述的探针结构,其特征在于:所述物性感知单元包括热物性感知单元和电物性感知单元,所述热物性感知单元包括温度传感器(11‑1)和加热丝(11‑2),所述电物性感知单元包括电极线(11‑4),所述加热丝(11‑2)以环形缠绕方式设置在探针(11)的内底,所述温度传感器(11‑1)垂直插入到加热丝(11‑2)内,且加热丝(11‑2)缠绕高度低于轴向定位凸台结构(11‑6),在壳体内底灌装有没过加热丝(11‑2)的导热硅脂(11‑3),所述电极线(11‑4)焊接在周向定位凸块结构(11‑7)上;在探针(11)内部剩余孔隙用密封胶(11‑5)灌装。4.一种应用如权利要求1至3所述探针结构的热电探针,其特征在于,包括热电探针单元(10),所述热电探针单元(10)包括:包含至少两根探针(11),探针(11)根据程序设定可单独作为备用探针或共同配合用于获取测量数据;以及支撑组件(12),用来固定和支撑探针(11),所述支撑组件(12)包括基板(12‑1)、固定座(12‑2)和支撑座(12‑3),所述基板(12‑1)插接在固定座(12‑2)前端,探针(11)夹持在基板(12‑1)与固定座(12‑2)之间,并且探针(11)的尾端受到轴向及周向的限制,所述基板(12‑1)和固定座(12‑2)安装并固定在支撑座(12‑3)内,且探针(11)内的加热丝(11‑2)置于支撑座(12‑3)外侧。5.如权利要求4所述的热电探针,其特征在于:在所述基板(12‑1)与固定座(12‑2)上分别加工有用来减少探针(11)根部间产生热传导的绝热孔一(12‑12)和绝热孔二(12‑22)。6.如权利要求5所述的热电探针,其特征在于:所述热电探针还包括传感检测单元(40),所述传感检测单元(40)包括:所述压力传感器(41),安装在热电探针单元(10)内,用来检测贯入后热电探针单元(10)与星壤间的接触压力。7.如权利要求5或6所述的热电探针,其特征在于:所述热电探针还包括连接单元(20)和贯入单元(30),所述贯入单元(30)和热电探针单元(10)依次安装在连接单元(20)内,所述贯入单元(30)采用火工贯入方式,通过贯入单元(30)推动热电探针单元(10),使推动热电探针单元(10)的前端贯入到星壤内。8.如权利要求7所述的热电探针,其特征在于:所述传感检测单元(40)还包括:位移传感器(42),设置在连