多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，涉及巖礦分析技術(shù)領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的滲透率測試的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以及進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下巴西劈裂實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)人員可在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行多種參數(shù)的測量，且能方便的測量試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的參數(shù)，為研究試件的真實(shí)物理特性提供了真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
【專利說明】
多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巖礦分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)勘探中經(jīng)常進(jìn)行巖礦的特性測試，例如抗壓強(qiáng)度、氣體滲透率等參數(shù)，測定這些參數(shù)對(duì)了解巖礦的特性具有很重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的巖礦特性測試設(shè)備大多都是一種設(shè)備負(fù)責(zé)一種參數(shù)的測試，測試多種參數(shù)時(shí)需要在多種設(shè)備之間切換，使用不方便。而且現(xiàn)有的巖礦特性測試裝置都是在常溫常電磁環(huán)境下測試巖礦的相關(guān)參數(shù)，由于巖礦所處的實(shí)際環(huán)境復(fù)雜多變，常溫常電磁環(huán)境下的參數(shù)有時(shí)候并不能體現(xiàn)巖礦的真實(shí)特性。而現(xiàn)有的測試裝置均不能做到可變溫度場和電磁場下巖礦參數(shù)的測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中測試設(shè)備使用不方便且不能做到可變溫度場和電磁場下巖礦參數(shù)的測試的問題。
[0005]多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，該方法包括:將試件放置在試件座上，所述試件座固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，所述試件座外部圍繞設(shè)置有第一橡膠套，所述試件座下方設(shè)有第一壓力傳感器;控制第一液壓缸調(diào)整第一活塞桿的高度，使試件承受不同的壓力，所述第一液壓缸位于所述第一橡膠套上方，所述第一液壓缸底部伸出所述第一活塞桿，所述第一活塞桿末端插入所述第一橡膠套并處于所述試件座正上方;控制控制閥通過排氣管向第一橡膠套中排放氣體，所述排氣管上安裝有流量計(jì);通過第一電壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)第一線圈上的電壓，使第一線圈產(chǎn)生不同的溫度和電磁場，所述第一線圈繞設(shè)在所述第一橡膠套的側(cè)壁中，所述第一線圈與所述第一電壓調(diào)節(jié)裝置電連接;所述流量計(jì)和第一壓力傳感器分別檢測氣體流量值和壓力值;顯示屏顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的氣體流量值和壓力值，所述顯示屏安裝在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。
[0006]優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括:將試件放置在下壓頭上，所述下壓頭固定在固定桿頂端，所述固定桿底端固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定有第二橡膠套，所述下壓頭位于所述第二橡膠套內(nèi)部，所述固定桿下方設(shè)有第二壓力傳感器;控制第二液壓缸調(diào)整上壓頭的高度，使試件承受不同的壓力，所述第二液壓缸位于所述第二橡膠套上方，所述第二液壓缸底部伸出第二活塞桿，所述第二活塞桿插入所述第二橡膠套并在末端固定有所述上壓頭，所述上壓頭位于所述所述下壓頭的正上方，所述上壓頭上安裝有位移傳感器;通過第二電壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)第二線圈上的電壓，使第二線圈產(chǎn)生不同的溫度和電磁場，所述第二線圈繞設(shè)在所述第二橡膠套的內(nèi)側(cè)壁中，所述第二線圈與所述第二電壓調(diào)節(jié)裝置電連接；所述位移傳感器和第二壓力傳感器分別檢測試件的位移值和受到的壓力值;所述顯示屏顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的位移值和壓力值。
[0007]優(yōu)選地，所述排氣管與平衡罐連通，所述平衡罐與緩沖罐連通，所述緩沖罐與空氣壓縮機(jī)連通。
[0008]優(yōu)選地，所述平衡罐上安裝有氣壓傳感器，所述氣壓傳感器與PLC控制柜電連接，所述控制閥與脈沖信號(hào)發(fā)射箱電連接，所述PLC控制柜還與所述脈沖信號(hào)發(fā)射箱電連接。
[0009]優(yōu)選地，所述第一液壓缸上安裝有液位計(jì)。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例中多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的滲透率測試的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以及進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下巴西劈裂實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)人員可在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行多種參數(shù)的測量，且能方便的測量試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的參數(shù)，為研究試件的真實(shí)物理特性提供了真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法中滲透率測試的步驟流程圖；
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法中巴西實(shí)驗(yàn)的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]—并參照圖1、圖2和圖3，為本發(fā)明實(shí)施例提供了多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，如圖2所示，該方法包括:
[0017]步驟500，將試件放置在試件座210上；
[0018]具體地，如圖1所示，所述試件座210固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)100上，所述試件座210外部圍繞設(shè)置有第一橡膠套211，所述第一橡膠套211與所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)100形成密封空間，所述試件座210下方設(shè)有第一壓力傳感器217。
[0019]步驟501，控制第一液壓缸215調(diào)整第一活塞桿214的高度，使試件承受不同的壓力；
[0020]具體地，所述第一液壓缸215位于所述第一橡膠套211上方，所述第一液壓缸215底部伸出所述第一活塞桿214，所述第一活塞桿214末端插入所述第一橡膠套211并處于所述試件座210正上方，所述第一液壓缸215上設(shè)有液位計(jì)216，以指示所述第一液壓缸215中的液位高度。
[0021]步驟502，控制控制閥208通過排氣管206向第一橡膠套211中排放氣體；
[0022]具體地，所述排氣管206與平衡罐203連通，所述平衡罐203與緩沖罐202連通，所述緩沖罐202與空氣壓縮機(jī)201連通，所述空氣壓縮機(jī)201抽取氣體并存儲(chǔ)在所述緩沖罐202中，所述緩沖罐202同時(shí)還對(duì)存儲(chǔ)的氣體進(jìn)行一定的壓力緩沖，所述平衡罐203存儲(chǔ)少量從所述緩沖罐202中排出的氣體，并對(duì)存儲(chǔ)的氣體進(jìn)行進(jìn)一步的壓力平衡，使氣體的壓力趨于穩(wěn)定。所述平衡罐203上安裝有氣壓傳感器207，用以檢測所述平衡罐203中的氣壓值。
[0023]所述氣壓傳感器207與PLC控制柜205電連接，所述控制閥208與脈沖信號(hào)發(fā)射箱204電連接，所述PLC控制柜205還與所述脈沖信號(hào)發(fā)射箱204電連接，所述PLC控制柜205根據(jù)所述氣壓傳感器207檢測到的氣壓值產(chǎn)生相應(yīng)的控制命令，所述脈沖信號(hào)發(fā)射箱204接收所述控制命令，并生成相應(yīng)的脈沖控制信號(hào)，所述控制閥208在所述脈沖控制信號(hào)的控制下調(diào)整開度大小，以調(diào)節(jié)所述平衡罐203排放氣體的速度。所述排氣管206上安裝有流量計(jì)209，用于檢測所述排氣管206中流過氣體的流量。
[0024]在本實(shí)施例中，所述氣壓傳感器207能夠檢測較低低壓，例如0.1MPa。所述控制閥208為西門子低壓精密控制閥，可以實(shí)現(xiàn)高精度的氣體流量控制。
[0025]可以理解的是，所述PLC控制柜205還可以根據(jù)用戶的手動(dòng)操作生成相應(yīng)的控制命令，以控制所述控制閥208的開度大小。
[0026]步驟503，通過第一電壓調(diào)節(jié)裝置213調(diào)節(jié)第一線圈212上的電壓，使第一線圈212產(chǎn)生不同的溫度和電磁場；
[0027]具體地，所述第一線圈212繞設(shè)在所述第一橡膠套211的側(cè)壁中，所述第一線圈212與所述第一電壓調(diào)節(jié)裝置213電連接。
[0028]步驟504，流量計(jì)209和第一壓力傳感器217分別檢測氣體流量值和壓力值；
[0029]步驟505，顯示屏400顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的氣體流量值和壓力值；
[°03°] 具體地，所述顯示屏400安裝在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)100上。
[0031]如圖3所示，所述多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步還包括:
[0032]步驟600，將試件放置在下壓頭308上；
[0033]具體地，如圖1所示，所述下壓頭308固定在固定桿307頂端，所述固定桿307底端固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)100上，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)100上固定有第二橡膠套301，所述下壓頭308位于所述第二橡膠套301內(nèi)部，所述固定桿307下方設(shè)有第二壓力傳感器310。
[0034]步驟601，控制第二液壓缸303調(diào)整上壓頭305的高度，使試件承受不同的壓力；
[0035]具體地，所述第二液壓缸303位于所述第二橡膠套301上方，所述第二液壓缸303底部伸出第二活塞桿304，所述第二活塞桿304插入所述第二橡膠套301并在末端固定有所述上壓頭305，所述上壓頭305位于所述所述下壓頭308的正上方，所述上壓頭305上安裝有位移傳感器306。
[0036]步驟602，通過第二電壓調(diào)節(jié)裝置309調(diào)節(jié)第二線圈302上的電壓，使第二線圈302產(chǎn)生不同的溫度和電磁場；
[0037]具體地，所述第二線圈302繞設(shè)在所述第二橡膠套301的內(nèi)側(cè)壁中，所述第二線圈302與所述第二電壓調(diào)節(jié)裝置309電連接。
[0038]步驟603，所述位移傳感器306和第二壓力傳感器310分別檢測試件的位移值和受到的壓力值；
[0039]步驟604，所述顯示屏400顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的位移值和壓力值。
[0040]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的滲透率測試的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以及進(jìn)行試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下巴西劈裂實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)人員可在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行多種參數(shù)的測量，且能方便的測量試件在不同溫度場和電磁場環(huán)境下的參數(shù)，為研究試件的真實(shí)物理特性提供了真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
[0041]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0042]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，該方法包括: 將試件放置在試件座上，所述試件座固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，所述試件座外部圍繞設(shè)置有第一橡膠套，所述試件座下方設(shè)有第一壓力傳感器； 控制第一液壓缸調(diào)整第一活塞桿的高度，使試件承受不同的壓力，所述第一液壓缸位于所述第一橡膠套上方，所述第一液壓缸底部伸出所述第一活塞桿，所述第一活塞桿末端插入所述第一橡膠套并處于所述試件座正上方； 控制控制閥通過排氣管向第一橡膠套中排放氣體，所述排氣管上安裝有流量計(jì)； 通過第一電壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)第一線圈上的電壓，使第一線圈產(chǎn)生不同的溫度和電磁場，所述第一線圈繞設(shè)在所述第一橡膠套的側(cè)壁中，所述第一線圈與所述第一電壓調(diào)節(jié)裝置電連接； 所述流量計(jì)和第一壓力傳感器分別檢測氣體流量值和壓力值； 顯示屏顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的氣體流量值和壓力值，所述顯示屏安裝在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。2.如權(quán)利要求1所述的多場耦合相似材料特性測試實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括: 將試件放置在下壓頭上，所述下壓頭固定在固定桿頂端，所述固定桿底端固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定有第二橡膠套，所述下壓頭位于所述第二橡膠套內(nèi)部，所述固定桿下方設(shè)有第二壓力傳感器； 控制第二液壓缸調(diào)整上壓頭的高度，使試件承受不同的壓力，所述第二液壓缸位于所述第二橡膠套上方，所述第二液壓缸底部伸出第二活塞桿，所述第二活塞桿插入所述第二橡膠套并在末端固定有所述上壓頭，所述上壓頭位于所述所述下壓頭的正上方，所述上壓頭上安裝有位移傳感器； 通過第二電壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)第二線圈上的電壓，使第二線圈產(chǎn)生不同的溫度和電磁場，所述第二線圈繞設(shè)在所述第二橡膠套的內(nèi)側(cè)壁中，所述第二線圈與所述第二電壓調(diào)節(jié)裝置電連接； 所述位移傳感器和第二壓力傳感器分別檢測試件的位移值和受到的壓力值； 所述顯示屏顯示試件在不同溫度和電磁場環(huán)境下的位移值和壓力值。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述排氣管與平衡罐連通，所述平衡罐與緩沖罐連通，所述緩沖罐與空氣壓縮機(jī)連通。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述平衡罐上安裝有氣壓傳感器，所述氣壓傳感器與PLC控制柜電連接，所述控制閥與脈沖信號(hào)發(fā)射箱電連接，所述PLC控制柜還與所述脈沖信號(hào)發(fā)射箱電連接。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一液壓缸上安裝有液位計(jì)。
【文檔編號(hào)】G01N3/12GK105910914SQ201610224592
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】趙鵬翔, 李樹剛, 林海飛, 肖鵬, 魏宗勇, 李莉, 成連華, 潘紅宇, 嚴(yán)敏, 丁洋
【申請人】西安科技大學(xué)