專利名稱:三軸無線聲發(fā)射傳感裝置及采用該裝置的三軸測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置及采用該裝置的三軸測試系統(tǒng)，包括用于套在試驗(yàn)樣品上的環(huán)形套環(huán)，所述套環(huán)上設(shè)有至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器，所述套環(huán)內(nèi)還設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有無線信號(hào)發(fā)射裝置。將環(huán)形套環(huán)套在試驗(yàn)樣品上，再在試驗(yàn)樣品上進(jìn)行熱縮管密封，也就是說環(huán)形套環(huán)設(shè)置在熱縮管內(nèi)，在進(jìn)行聲發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，由于套環(huán)設(shè)置在熱縮管內(nèi)，可防止油對(duì)套環(huán)內(nèi)的聲發(fā)射傳感器和電路板造成影響，保證試驗(yàn)中監(jiān)測的正常進(jìn)行。
【專利說明】三軸無線聲發(fā)射傳感裝置及采用該裝置的三軸測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置及采用該傳感裝置的巖石力學(xué)試驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)，具體的說，涉及在三軸壓力室內(nèi)采集聲發(fā)射信號(hào)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]聲發(fā)射試驗(yàn)的傳感器需要通過線路將信號(hào)傳遞至電腦，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)有的三軸試驗(yàn)儀器無法進(jìn)行聲發(fā)射試驗(yàn)，主要的原因是三軸缸內(nèi)部注滿了試驗(yàn)加載圍壓用的油，為了將油與樣品隔離開來，樣品表面會(huì)使用一層熱縮管，而聲發(fā)射試驗(yàn)所用的傳感器需要緊貼樣品表面，因此聲發(fā)射所用的電線必將從熱縮管下方穿出，影響熱縮管的密封性能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型涉及一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置及采用該裝置的三軸測試系統(tǒng)，能夠在保證熱縮管密封的前提下，實(shí)時(shí)監(jiān)測試驗(yàn)樣品在壓力下的裂紋的具體位置。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，包括用于套在試驗(yàn)樣品上的環(huán)形套環(huán)，所述套環(huán)上設(shè)有至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器，所述套環(huán)內(nèi)還設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有無線信號(hào)發(fā)射裝置。
[0006]優(yōu)選的，所述套環(huán)包括兩個(gè)半圓環(huán)形半套環(huán)，兩個(gè)所述半套環(huán)分別為第一半套環(huán)和第二半套環(huán)，所述第一半套環(huán)的兩端分別與所述第二半套環(huán)的兩端通過彈簧連接，兩個(gè)所述半套環(huán)內(nèi)均設(shè)有所述電路板，且兩個(gè)所述電路板上均安裝有所述無線信號(hào)發(fā)射裝置和至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器。
[0007]優(yōu)選的，兩個(gè)所述半套環(huán)共用同一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射裝置，且該無線信號(hào)發(fā)射裝置安裝在其中一個(gè)半套環(huán)內(nèi)，另一個(gè)所述半套環(huán)的相應(yīng)的電路板通過有線連接的方式與所述其中一個(gè)半套環(huán)相應(yīng)的電路板連接
[0008]通常，所述套環(huán)和所述半套環(huán)的材料均可以采用氟橡膠。
[0009]優(yōu)選的，所述三軸無線聲發(fā)射傳感裝置還包括分體設(shè)置的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，以接受所述無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理裝置，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置之間有線連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述述數(shù)據(jù)處理裝置可以為電腦。
[0011]—種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)，包括三軸缸缸體、底座、傳力柱和如上所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，所述三軸缸缸體安裝在所述底座上，所述傳力柱設(shè)置在所述底座的正上方，且所述傳力柱與所述三軸缸缸體的內(nèi)壁配合，所述套環(huán)設(shè)置在所述三軸缸缸體內(nèi)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置安裝在所述底座上，所述底座上開設(shè)有用于連通外界和所述三軸缸缸體內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸通道，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述三軸缸缸體分體設(shè)置，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間的連線通過所述傳輸通道。
[0012]進(jìn)一步的，所述套環(huán)的數(shù)量至少為兩個(gè)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:
[0014]將環(huán)形套環(huán)套在試驗(yàn)樣品上，再在試驗(yàn)樣品上進(jìn)行熱縮管進(jìn)行密封，也就是說環(huán)形套環(huán)設(shè)置在熱縮管內(nèi)，在進(jìn)行聲發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，由于套環(huán)設(shè)置在熱縮管內(nèi)，可防止油對(duì)套環(huán)內(nèi)的聲發(fā)射傳感器和電路板造成影響，保證試驗(yàn)中監(jiān)測的正常進(jìn)行。
[0015]兩個(gè)半套環(huán)的設(shè)置，在試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)樣品會(huì)產(chǎn)生斷裂，試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，必然會(huì)使得試驗(yàn)樣品上的套環(huán)外崩，這樣極有可能造成套環(huán)的斷裂(造成套環(huán)內(nèi)部儀器的損壞)，從而對(duì)監(jiān)測過程造成影響，而兩個(gè)半套環(huán)和這兩個(gè)半套環(huán)之間的彈簧的設(shè)置，在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，兩個(gè)半套環(huán)能隨著試驗(yàn)樣品的斷裂而外擴(kuò)，保證在試驗(yàn)樣品斷裂的瞬間及其之后的過程中，保證半套環(huán)上的聲發(fā)射傳感器緊貼在試驗(yàn)樣品的表面上，且確保兩個(gè)半套環(huán)在試驗(yàn)樣品斷裂后，隨著試驗(yàn)樣品外擴(kuò)而分離，保證半套環(huán)在這個(gè)過程中的完整性，進(jìn)一步確保實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。
[0016]半套環(huán)的材料采用氟橡膠，由于氟橡膠具有優(yōu)良的耐高溫和機(jī)械性能，在實(shí)驗(yàn)過程中，在利用熱縮管進(jìn)行熱塑過程中需對(duì)包有試驗(yàn)樣品的熱縮管進(jìn)行加熱，而在加熱過程中勢必會(huì)對(duì)半套環(huán)進(jìn)行傳熱，而氟橡膠能夠耐高溫可降低該過程對(duì)半套環(huán)的影響；此外，實(shí)驗(yàn)過程中，可能是在高溫的條件下進(jìn)行的，同理，也不會(huì)對(duì)半套環(huán)產(chǎn)生影響；在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，由于半套環(huán)采用氟橡膠材料，使得半套環(huán)具有一定的延展性，從而確保半套環(huán)在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，半套環(huán)本身的安全性，進(jìn)一步保證其內(nèi)部電路板、聲發(fā)射傳感器和無線信號(hào)發(fā)射裝置的安全性。
[0017]信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的設(shè)置，在實(shí)驗(yàn)過程中，由于套環(huán)設(shè)置在三軸缸缸體內(nèi)，而由于三軸缸缸體本身的原因，套環(huán)內(nèi)的無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)無法穿過三軸缸缸體，到達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置，而由于信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置設(shè)置在三軸缸缸體內(nèi)，其可接受到無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的信號(hào)，并將該信號(hào)通過有線傳輸?shù)姆绞絺鞯綌?shù)據(jù)處理裝置中，從而實(shí)現(xiàn)了無線接受聲發(fā)射傳感器所監(jiān)測的數(shù)據(jù)。

【附圖說明】

[0018]圖1是三軸無線聲發(fā)射傳感裝置的環(huán)形套環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是三軸無線聲發(fā)射傳感裝置的半圓環(huán)形半套環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)的剖視圖。
[0021]其中:1、套環(huán)；2、電路板；3、聲發(fā)射傳感器；4、三軸缸缸體；5、傳力柱；6、底座；7、試驗(yàn)樣品；8、信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置；9、有線連接；11、第一半套環(huán)；12、第二半套環(huán)；13、彈簧。

【具體實(shí)施方式】
[0022]關(guān)于三軸無線聲發(fā)射裝置:
[0023]實(shí)施例1:
[0024]參見圖1和圖3，本實(shí)用新型涉及一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，包括用于套在試驗(yàn)樣品7上的環(huán)形套環(huán)1，所述套環(huán)上設(shè)有至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器3，所述套環(huán)內(nèi)還設(shè)有電路板2，所述電路板上設(shè)有無線信號(hào)發(fā)射裝置(圖中未示出)，還包括分體設(shè)置的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置8和數(shù)據(jù)處理裝置(圖中未示出)，以接受所述無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理裝置，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置之間有線連接9。
[0025]所述試驗(yàn)樣品通常為巖石樣品。
[0026]需要說明的是，這里的無線信號(hào)發(fā)射裝置可以集成到電路板上。
[0027]在實(shí)驗(yàn)過程中將套環(huán)套在試驗(yàn)樣品上，再在試驗(yàn)樣品的外側(cè)套設(shè)熱縮管，將設(shè)置好的試驗(yàn)樣品7放到三軸缸缸體4內(nèi)，由于三軸缸缸體內(nèi)注有油，套環(huán)內(nèi)的無線信號(hào)發(fā)射裝置使得對(duì)聲發(fā)射傳感器所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸，間接的保證熱縮管能夠?qū)⑻篆h(huán)完全包在熱縮管內(nèi)，確保在實(shí)驗(yàn)過程中，油無法進(jìn)入熱塑管內(nèi)，從而確保套環(huán)內(nèi)的電路板、聲發(fā)射傳感器和無線信號(hào)發(fā)射裝置的正常工作，相對(duì)于有線傳輸(電路板上直接引一根導(dǎo)線與外界的數(shù)據(jù)處理裝置連接)，由于導(dǎo)線要從熱縮管上穿出，使得導(dǎo)線與熱塑管之間形成一定的縫隙，在實(shí)驗(yàn)的過程中，油可從該縫隙流入到熱塑管內(nèi)部，從而對(duì)套環(huán)產(chǎn)生影響，使得實(shí)驗(yàn)無法正常進(jìn)行，而通過無線傳輸?shù)姆绞絼t完全解決了這個(gè)問題。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]參見圖2，相對(duì)于實(shí)施例1，實(shí)施例2將套環(huán)替換為兩個(gè)半圓環(huán)形半套環(huán)，兩個(gè)所述半套環(huán)分別為第一半套環(huán)11和第二半套環(huán)12，所述第一半套環(huán)的兩端分別與所述第二半套環(huán)的兩端通過彈簧13連接，兩個(gè)所述半套環(huán)內(nèi)均設(shè)有所述電路板2，且兩個(gè)所述電路板上均安裝有所述無線信號(hào)發(fā)射裝置和至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器3。
[0030]相對(duì)于實(shí)施例1，兩個(gè)半套環(huán)的設(shè)置，在試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)樣品會(huì)產(chǎn)生斷裂，試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，必然會(huì)使得試驗(yàn)樣品上的套環(huán)外崩，這樣極有可能造成套環(huán)的斷裂，從而對(duì)監(jiān)測過程造成影響，而兩個(gè)半套環(huán)和這兩個(gè)半套環(huán)之間的彈簧的設(shè)置，在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，兩個(gè)半套環(huán)能隨著試驗(yàn)樣品的斷裂而外擴(kuò)，保證在試驗(yàn)樣品斷裂的瞬間及其之后的過程中，保證半套環(huán)上的聲發(fā)射傳感器緊貼在試驗(yàn)樣品的表面上，且確保兩個(gè)半套環(huán)在試驗(yàn)樣品斷裂后，隨著試驗(yàn)樣品外擴(kuò)而分離，保證半套環(huán)在這個(gè)過程中的完整性，進(jìn)一步確保實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。
[0031]需要說明的是，在兩個(gè)半套環(huán)組成一個(gè)完整的套環(huán)的情況下，這兩個(gè)半套環(huán)也可以共用同一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射裝置，也就是說兩個(gè)半套環(huán)中的其中一個(gè)半套環(huán)內(nèi)安裝有無線信號(hào)發(fā)射裝置，而另一個(gè)半套環(huán)沒有安裝，另一個(gè)半套環(huán)的電路板通過有線連接的方式(導(dǎo)線)與其中一個(gè)半套環(huán)的電路板連接，這樣使得另一個(gè)半套環(huán)的聲發(fā)射傳感器所監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳給其中一個(gè)半套環(huán)上的無線信號(hào)發(fā)射裝置，并通過該無線信號(hào)發(fā)射裝置將該數(shù)據(jù)發(fā)射出去。通過這樣的方式，可以相對(duì)減少無線信號(hào)發(fā)射裝置的數(shù)量，節(jié)約成本。
[0032]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型雖然只說明了兩個(gè)半套環(huán)組成一個(gè)套環(huán)的情況，但并不排除多個(gè)弧形套環(huán)單元構(gòu)成一個(gè)套環(huán)的情況，多個(gè)(3、4、5、6個(gè))套環(huán)單元之間同樣通過彈費(fèi)連接。
[0033]所述套環(huán)和所述半套環(huán)的材料均采用氟橡膠。
[0034]半套環(huán)和套環(huán)的材料采用氟橡膠，由于氟橡膠具有優(yōu)良的耐高溫和機(jī)械性能，在實(shí)驗(yàn)過程中，在利用熱縮管進(jìn)行熱塑過程中需對(duì)包有試驗(yàn)樣品的熱縮管進(jìn)行加熱，而在加熱過程中勢必會(huì)對(duì)半套環(huán)進(jìn)行傳熱，而氟橡膠能夠耐高溫可降低該過程對(duì)半套環(huán)的影響；此外，實(shí)驗(yàn)過程中，可能是在高溫的條件下進(jìn)行的，同理，也不會(huì)對(duì)半套環(huán)(套環(huán))產(chǎn)生影響；在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，由于半套環(huán)(套環(huán))采用氟橡膠材料，使得半套環(huán)(套環(huán))具有一定的延展性，從而確保半套環(huán)(套環(huán))在試驗(yàn)樣品斷裂時(shí)，半套環(huán)(套環(huán))本身的安全性，進(jìn)一步保證其內(nèi)部電路板、聲發(fā)射傳感器和無線信號(hào)發(fā)射裝置的安全性。
[0035]所述數(shù)據(jù)處理裝置為電腦，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置為無線電接收機(jī)。
[0036]關(guān)于巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng):
[0037]參見圖3，本實(shí)用新型還涉及一種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)，包括三軸缸缸體
4、底座6、傳力柱5和如上所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，所述三軸缸缸體安裝在所述底座上，所述傳力柱設(shè)置在所述底座的正上方，且所述傳力柱與所述三軸缸缸體的內(nèi)壁配合(這里指傳力柱的外壁與三軸缸缸體的入口配合)，所述套環(huán)I設(shè)置在所述三軸缸缸體內(nèi)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置8安裝在所述底座上，所述底座上開設(shè)有用于連通外界和所述三軸缸缸體內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸通道，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述三軸缸缸體分體設(shè)置，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間的連線9通過所述傳輸通道。
[0038]信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置設(shè)置在三軸缸缸體內(nèi)，可接收到無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，由于信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置與外界的數(shù)據(jù)處理裝置有線連接，從而使得數(shù)據(jù)處理裝置獲得該數(shù)據(jù)，使得外界的研宄者可直觀的觀察試驗(yàn)樣品的實(shí)驗(yàn)過程中的具體狀態(tài)。有效解決了屏蔽的問題。
[0039]由數(shù)據(jù)處理裝置與所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間的連線通過傳輸通道，而傳輸通道與三軸缸缸體內(nèi)的油接觸，也就是說油極有可能通過該傳輸通道流出，本實(shí)用新型可在該通道上塞上密封塞解決該問題。
[0040]所述套環(huán)的數(shù)量至少為兩個(gè)。在使用過程中，多個(gè)套環(huán)沿試驗(yàn)樣品的軸向方向(豎直方向)間隔設(shè)置，通過設(shè)置多個(gè)套環(huán)，從而精確確定試驗(yàn)樣品在實(shí)驗(yàn)過程中的聲源點(diǎn)。
[0041]這里說的套環(huán)是指環(huán)形套環(huán)或兩個(gè)半圓形半套環(huán)所組成的套環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:包括用于套在試驗(yàn)樣品上的環(huán)形套環(huán)，所述套環(huán)上設(shè)有至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器，所述套環(huán)內(nèi)還設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有無線信號(hào)發(fā)射裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:所述套環(huán)包括兩個(gè)半圓環(huán)形半套環(huán)，兩個(gè)所述半套環(huán)分別為第一半套環(huán)和第二半套環(huán)，所述第一半套環(huán)的兩端分別與所述第二半套環(huán)的兩端通過彈簧連接，兩個(gè)所述半套環(huán)內(nèi)均設(shè)有所述電路板，且兩個(gè)所述電路板上均安裝有所述無線信號(hào)發(fā)射裝置和至少一個(gè)聲發(fā)射傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:兩個(gè)所述半套環(huán)共用同一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射裝置，且該無線信號(hào)發(fā)射裝置安裝在其中一個(gè)半套環(huán)內(nèi)，另一個(gè)所述半套環(huán)的相應(yīng)的電路板通過有線連接的方式與所述其中一個(gè)半套環(huán)相應(yīng)的電路板連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:所述套環(huán)和所述半套環(huán)的材料均采用氟橡膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:還包括分體設(shè)置的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，以接受所述無線信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理裝置，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置之間有線連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理裝置為電腦。7.一種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)，其特征在于:包括三軸缸缸體、底座、傳力柱和權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的三軸無線聲發(fā)射傳感裝置，所述三軸缸缸體安裝在所述底座上，所述傳力柱設(shè)置在所述底座的正上方，且所述傳力柱與所述三軸缸缸體的內(nèi)壁配合，所述套環(huán)設(shè)置在所述三軸缸缸體內(nèi)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置安裝在所述底座上，所述底座上開設(shè)有用于連通外界和所述三軸缸缸體內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸通道，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述三軸缸缸體分體設(shè)置，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間的連線通過所述傳輸通道。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)三軸測試系統(tǒng)，其特征在于:所述套環(huán)的數(shù)量至少為兩個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01N3-06GK204269473SQ201420603455
【發(fā)明者】譚龍, 項(xiàng)偉, 郭慧軍, 胡樹林, 宋義偉, 左勖, 黃偉, 熊健 [申請(qǐng)人]中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司