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原文传递深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统

专利名称：	深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统
摘要：	本实用新型公开了深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，包括安装在岩石力学试验机上的声发射传感器组件、声发射放大器组件；所述三轴腔外壁、位于两组声发射传感器组件之间设置三轴腔耦合托架；所述三轴腔耦合托架包括一个板状托架、两个镰刀型支架和至少三个托架螺栓，能紧箍在三轴腔的外壁；所述板状托架的侧面竖向固定两根导向柱，声发射放大器组件安装在两根导向柱之间、板状托架上方，声发射放大器组件通过信号线与声发射传感器组件连接。本实用新型公开的测试系统解决了高温高压下岩石损伤破坏试验过程中三轴高温、高压、渗流及其耦合情况下出现声发射信号干扰、信号不准确的问题。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川大学
发明人：	张强星;徐邓;朱安奇;薛东杰;刘建锋;廖益林;雷孝章;符文熹;王春萍;陈刚;陈菲;魏进兵
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201821988031.2
公开号：	CN209148604U
代理机构：	成都君合集专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	张鸣洁
分类号：	G01N29/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	610000 四川省成都市武侯区一环路南一段24号
主权项：	1.深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，包括安装在岩石力学试验机（1）上的声发射传感器组件、声发射放大器组件，所述岩石力学试验机（1）包括三轴腔底座（13）、安装在三轴腔底座（13）上的三轴腔（6）、固定安装在岩石力学试验机（1）顶部机架上的三轴腔提升油缸（2），三轴腔提升油缸（2）的输出端安装提升杆（3）且提升杆（3）的提升下端（4）固定在三轴腔（6）的顶部，三轴腔（6）内腔从上至下同轴安装立柱（5）、试件压头（9）、压头底座（11），立柱（5）通过螺栓固定在岩石力学试验机（1）顶部机架上，压头底座（11）固定在三轴腔底座（13）上，试件压头（9）、压头底座（11）之间为安放试件的空间，三轴腔提升油缸（2）通过提升杆（3）驱使三轴腔（6）沿立柱（5）上下移动；其特征在于：所述三轴腔（6）外壁设置有一组与试件压头（9）位置对应、一组与压头底座（11）位置对应的两组声发射传感器组件，两组声发射传感器组件之间安装一个三轴腔耦合托架（10）；所述三轴腔耦合托架（10）包括一个板状托架（10-1）、两个镰刀型支架（10-2）和至少三个托架螺栓，对称设置的两个镰刀型支架（10-2）的一端直接通过托架螺栓连接、另一端向远离三轴腔（6）的远端延伸且通过托架螺栓并拢连接在同一个板状托架（10-1）上，主要由一个板状托架（10-1）、两个镰刀型支架（10-2）组合的三轴腔耦合托架（10）的主体部分呈环形并紧箍在三轴腔（6）的外壁；所述岩石力学试验机（1）的机架上安装两组导向柱（20），声发射放大器组件安装在两根导向柱（20）之间且位于板状托架（10-1）上方；声发射放大器组件通过信号线与安装在三轴腔（6）上的声发射传感器组件连接；所述岩石力学试验机（1）工作时，三轴腔（6）向下运动至与三轴腔底座（13）贴合，此时声发射放大器组件与板状托架（10-1）不接触；所述岩石力学试验机（1）停止工作而提升三轴腔（6）时，三轴腔耦合托架（10）随三轴腔（6）一起提升且板状托架（10-1）托起声发射放大器组件使声发射放大器组件随动提升。 2.根据权利要求1所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述声发射放大器组件包括声发射放大器（23）和安装声发射放大器（23）的声发射放大器放置架（30）；所述声发射放大器放置架（30）包括内部分隔为多个隔间、呈框架式结构的结构板（30-1）和贴合在各个隔间内的PVC隔热层（30-2）；所述隔间上下两面对开，声发射放大器（23）恰好嵌入隔间且声发射放大器（23）的两端接伸出隔间的信号线。 3.根据权利要求2所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述结构板（30-1）的两端分别安装滑轮（30-3），两根导向柱（20）上分别设置有供滑轮（30-3）上下直线滑动的导轨（20-1）或滑槽（20-2），导轨（20-1）或滑槽（20-2）最下方的末端高于板状托架（10-1）的上顶面，使结构板（30-1）运动到最低的下限位置时声发射放大器（23）也不与板状托架（10-1）接触。 4.根据权利要求2所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述声发射放大器放置架（30）包括设置多个凹槽的结构板（30-1）和贴合在各个凹槽内的PVC隔热层（30-2），凹槽的尺寸与声发射放大器（23）耦合且多个呈一整行平行设置的凹槽在与排列方向垂直设置的两端设置有固定在结构板（30-1）上的卡扣（30-4），卡扣（30-4）用于固定连接声发射放大器（23）的信号线。 5.根据权利要求3所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述滑轮（30-3）的宽度与滑槽（20-2）的宽度匹配，滑轮（30-3）横向发生小弹性变形后卡在滑槽（20-2）内，此时嵌入滑槽（20-2）的滑轮（30-3）能承受声发射放大器放置架（30）及声发射放大器（23）的重量而不会随意滑动；或者，所述滑轮（30-3）两个一组并同轴连接，同轴连接的两个滑轮（30-3）之间间隔而形成能卡接在导轨（20-1）两侧的空间，位于导轨（20-1）两侧的两个滑轮（30-3）横向发生小弹性变形后卡在导轨（20-1）两侧将导轨（20-1）夹住，此时夹持导轨（20-1）的两个滑轮（30-3）能承受声发射放大器放置架（30）及声发射放大器（23）的重量而不会随意滑动。 6.根据权利要求1所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述三轴腔（6）的内腔设置半悬空的导热铜丝（15）和测试三轴腔（6）内部温度的内部温度传感器（16），三轴腔（6）的外壁贴合加热元件（28）和测试三轴腔（6）外壁温度的外部温度传感器（14），与外部温度传感器（14）、内部温度传感器（16）连接的信号线接入盘（12）沿压头底座（11）的底部环形设置并通过信号线与三轴腔（6）外部的配置显示模块（27）的采集与控制模块（26）通讯连接。 7.根据权利要求6所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述三轴腔提升油缸（2）与采集与控制模块（26）通讯连接，由采集与控制模块（26）向三轴腔提升油缸（2）输出控制信号进行系统控制；同时，三轴腔提升油缸（2）与油箱连接的油路管线（17）上还设置手动升降设备（18），由手动升降设备（18）向三轴腔提升油缸（2）输出控制信号进行人工控制。 8.根据权利要求1-4任一项所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述声发射传感器组件包括多个声发射探测头和夹具固定弹簧（7）；每个声发射探测头包括一一对应安装的声发射传感器、声发射传感器夹具（8）；所述声发射传感器夹具（8）包括耦合螺钉（8-3）和依次螺纹连接的夹具盖（8-1）、夹具筒（8-2）、耦合面板（8-4）；所述夹具盖（8-1）包括设置内螺纹的盖本体（8-1-2）、安装在盖本体（8-1-2）内腔底面中心的盖弹簧（8-1-1）；所述夹具筒（8-2）的筒壁两端设置外螺纹，筒壁一端设置有一个供信号线穿过的弧形缺口（8-2-1），且筒壁上沿周向均匀分布三个贯通的耦合孔洞（8-2-2），三个耦合螺钉（8-3）分别穿过三个耦合孔洞（8-2-2）沿夹具筒（8-2）的径向将声发射传感器夹持在夹具筒（8-2）内腔的中心；所述耦合面板（8-4）的上表面平直且中心设置螺纹通孔，耦合面板（8-4）的下表面沿单轴方向弯曲呈与夹具筒（8-2）筒壁的外表面贴合的弧面；三轴腔（6）上同时安装两组与试件两端位置对应的声发射探测头，一组声发射探测头由N个沿三轴腔（6）的外壁周向均匀分布的声发射探测头和将N个声发射探测头首尾相接成环形的夹具固定弹簧（7）组成；所述声发射传感器的两端分别与从弧形缺口（8-2-1）伸入声发射探测头内部的夹具固定弹簧（7）连接，均处于拉伸状态的夹具固定弹簧（7）向声发射传感器提供迫使声发射探测头与三轴腔（6）的外壁稳定贴合的压力，N为大于2的正整数。 9.根据权利要求8所述的深地复杂环境下岩石破坏时空演化测试系统，其特征在于：所述夹具筒（8-2）包括外层金属筒（8-2-3）、内层金属筒（8-2-4）、冷却水流通管道（8-2-5），同轴套设的外层金属筒（8-2-3）、内层金属筒（8-2-4）之间形成与冷却水流通管道（8-2-5）连通而能通入冷凝液的冷凝腔。
所属类别：	实用新型