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原文传递一种多场多参量同步监测动态加载实验装置及应用方法

专利名称：	一种多场多参量同步监测动态加载实验装置及应用方法
摘要：	本发明公开了一种多场多参量同步监测动态加载实验装置及应用方法。所述多场多参量同步监测动态加载实验装置，包括岩石试样、加热炉、气室、冲头、发射腔、入射杆、应变片、透射杆、吸收杆、高速相机、信号线、非接触全场应变控制系统、测速系统、声发射传感器、声发射信号线、端子、BNC转接头、前置放大器、微处理器、温度信号线、电信号线、数据采集系统、热电偶、调节滑道、定位螺柱、找平螺栓、可调保温仓门、热电偶插入孔、加热腔、高强度透明石英筒。本发明在微处理器控制下，通过接收温度反馈信号并发射电信号至气室和传感监测设备，最终实现试样多场多参数实时同步监测，解决岩石动力学实验中的多参量监测延迟和记录时间不一致问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南理工大学
发明人：	龚爽;张通;陈晓祥;孟祥燕;潘坤;周礼鸿;王小磊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910033612.3
公开号：	CN109708980A
分类号：	G01N3/307(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	454003 河南省焦作市高新区世纪大道2001号
主权项：	1.一种多场多参量同步监测动态加载实验装置，其特征在于：所述多场多参量同步监测动态加载实验装置包括：岩石试样、加热炉、气室、冲头、发射腔、入射杆、应变片、透射杆、吸收杆、高速相机、信号线、非接触全场应变控制系统、测速系统、声发射传感器、声发射信号线、端子、BNC转接头、前置放大器、微处理器、温度信号线、电信号线、数据采集系统、热电偶、调节滑道、定位螺柱、找平螺栓、可调保温仓门、热电偶插入孔、加热腔、高强度透明石英筒，所述可调保温仓门能够沿调节滑道向上提起，并用定位螺柱固定，所述岩石试样置于加热炉中的加热腔内，加热腔外包裹有高强度透明石英筒，加热炉放置入射杆和透射杆中间，加热炉下部支架设置四个找平螺栓；冲头在气室中加压由发射腔发射，冲头发射速度由测速系统监测记录，冲头发射后撞击入射杆产生应力波，入射杆撞击试样将应力波传播至透射杆中，透射杆尾部与吸收杆连接，数据采集系统与两个应变片连接，两个应变片分别布设于入射杆和透射杆中部；所述BNC转接头两端分别与端子及前置放大器连接，端子通过声发射信号线与声发射传感器连接；所述微处理器通过电信号线分别与气室、声发射传感器、非接触全场应变控制系统连接，并通过温度信号线与加热腔中热电偶插入孔中的热电偶连接，所述非接触全场应变控制系统通过信号线和高速相机连接。 2.根据权利要求1所述的多场多参量同步监测动态加载实验装置，其特征在于：所述热电偶端头与温度信号线连接，并通过热电偶插入孔内置于加热腔内。 3.根据权利要求1所述的多场多参量同步监测动态加载实验装置，其特征在于：所述数据采集系统两端通过应变片分别与入射杆和透射杆连接。 4.一种多场多参量同步监测动态加载实验装置应用方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的多场多参量同步监测动态加载实验装置，包括如下步骤： a、加热炉放置入射杆和透射杆中间，将可调保温仓门沿调节滑道向上提起，用定位螺柱固定； b、将制作完成数字散斑的岩石试样放入加热腔中部，调节入射杆和透射杆的位置，使其与试样端部初步对齐，然后通过调节加热炉下部支架上的四个找平螺栓，达到试样与入射杆、透射杆的精确对齐和完好接触； c、松开定位螺柱，放下可调保温仓门，使其口部尽可能接近入射杆、透射杆顶部，但又不影响两个杆的来回自由移动，标记出此时可调保温仓门的高度，退出入射杆和透射杆，关闭可调保温仓门，通过热电偶插入孔插入热电偶，同时打开数据采集系统，以采集入射杆和透射杆中的应力波信号； d、试样在加热炉中加热至预定温度时，加热炉内的热电偶将温度信号反馈至微处理器，微处理器将通过电信号线同时发射电信号至气室、非接触全场应变控制系统和声发射传感器； e、气室开关装置接收到电信号后迅速发射冲头，冲头撞击入射杆产生应力波，应力波通过入射杆传播到岩石试样中，一部分应力波反射回入射杆中，另一部分应力波传入透射杆并传入吸收杆，数据采集系统通过入射杆和透射杆的应变片采集应力波信号，将采集到的数据信号进行数据处理，得到岩石试样动态力学特性曲线； f、当微处理器发射的电信号同时传播至非接触全场应变控制系统时，所述非接触全场应变控制系统即时通过信号线启动高速相机进行试样破坏过程图像拍摄； g、当微处理器发射的电信号同时传播至声发射传感器时，所述声发射传感器即开始监测记录所述试样在动态加载破坏时的声发射信号； h、最终通过微处理器连接加热炉内的热电偶、声发射传感器和非接触全场应变控制系统进行信号的同步传输和反馈，以实现岩石试样在动态冲击加载条件下的温度-声发射-应变场的多场多参数实时同步监测记录。
所属类别：	发明专利