专利名称:三轴有线声发射传感装置及采用该装置的三轴测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种三轴有线声发射传感装置及采用该装置的三轴测试系统，包括用于固定在试验样品上的传感器底座，所述传感器底座的背面上固定有声发射传感器，沿所述传感器的轴线方向上开设有通孔，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述通孔，所述通孔内填充有密封物。能够在保证热缩管密封的前提下，实时监测试验样品在压力下的裂纹的具体位置。
【专利说明】三轴有线声发射传感装置及采用该装置的三轴测试系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三轴有线声发射传感装置及采用该传感装置的岩石力学试验三轴测试系统，具体的说，涉及在三轴压力室内采集声发射信号的装置。
【背景技术】
[0002]声发射试验的传感器需要通过线路将信号传递至电脑，从而进行数据处理，现有的三轴试验仪器无法进行声发射试验，主要的原因是三轴缸内部注满了试验加载围压用的油，为了将油与样品隔离开来，样品表面会使用一层热缩管，而声发射试验所用的传感器需要紧贴样品表面，因此声发射所用的电线必将从热缩管下方穿出，影响热缩管的密封性能。
实用新型内容
[0003]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型涉及一种三轴有线声发射传感装置及采用该装置的三轴测试系统，能够在保证热缩管密封的前提下，实时监测试验样品在压力下的裂纹的具体位置。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:
[0005]一种三轴有线声发射传感装置，包括用于固定在试验样品上的传感器底座，所述传感器底座的背面上固定有声发射传感器，沿所述传感器的轴线方向上开设有通孔，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述通孔，所述通孔内填充有密封物。
[0006]优选的，所述传感器底座的外侧面上开设有外螺纹，还包括螺母，所述螺母的内螺纹与所述外螺纹相配合。
[0007]通常，所述传感器底座可以为圆柱形阶梯状底座，所述底座的底面为圆弧状底面，且与所述试验样品的外表面相配合。
[0008]优选的，所述传感器底座的数量至少为2个，这些传感器底座绕试验样品环向均匀设置。
[0009]优选的，所述传感器底座上还设有2个挂钩，2个所述挂钩均通过弹簧或皮筋与所述传感器底座连接，2个所述挂钩分别设置在所述传感器底座的左侧和右侧，相邻的两个所述传感器底座之间的相应的2个所述挂钩互相配合。
[0010]所述三轴有线声发射传感装置还包括数据处理装置，以接受所述声发射传感器所发出的数据并进行处理，所述声发射传感器与所述数据处理装置连接。
[0011 ] 进一步的，所述数据处理装置可以为电脑。
[0012]一种岩石力学实验三轴测试系统，包括三轴缸缸体、底座、传力柱和所述的三轴有线声发射传感装置，所述三轴缸缸体安装在所述底座上，所述传力柱设置在所述底座的正上方，且所述传力柱与所述三轴缸缸体的内壁配合，所述传感器底座设置在所述三轴缸缸体内，所述底座上开设有用于连通外界和所述三轴缸缸体内部的数据传输通道，所述数据处理装置与所述三轴缸缸体分体设置，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述数据传输通道与所述数据处理装置连接。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]将传感器底座固定在试验样品上，再在试验样品上进行热缩管进行密封，然后在热缩管上的相应的位置开设小孔，传感器底座通过小孔露出，，再通过紧固装置(如:细绳)将小孔扎紧，这样便可防止油通过小孔进入到热缩管内部，保证声发射传感器正常工作，间接的保证试验中监测的正常进行。
[0015]螺母上的内螺纹和外螺纹的配合方式，可实现对热缩管上的小孔进行密封，从而取代扎紧的方式，提高其密封效果，进一步确保声发射传感器的安全性。
[0016]底座的底面为圆弧状的底面，使得底座更容易的紧贴在试验样品的表面上，间接的保证声发射传感器更容易的与试验样品贴合，保证试验中所监测的数据的准确性。
[0017]通过将多个传感器底座围绕着试验样品布置，相邻的传感器底座通过挂钩互相连接，从而形成一个封闭的环，而这个环套在试验样品上，由于弹簧或橡皮筋的设置，使得整个环完全的套在试验样品上，依靠弹簧或橡皮筋的弹力使得传感器底座相对固定在试验样品上。
【附图说明】
[0018]图1是螺母与传感器底座的结构示意图；
[0019]图2是传感器底座的正视图；
[0020]图3是岩石力学实验三轴测试系统的剖视图。
[0021]其中:1、螺母；2、传感器底座；3、通孔；5、皮筋；6、圆弧状底面；7、挂钩；11、传力柱；12、底座；13、三轴缸缸体；14、三轴有线声发射传感装置。
【具体实施方式】
[0022]关于三轴有线声发射装置:
[0023]参见图1、图2和图3，本实用新型涉及一种三轴有线声发射传感装置，包括用于固定在试验样品上的传感器底座2，所述传感器底座的背面上固定有声发射传感器，沿所述传感器的轴线方向上开设有通孔3，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述通孔，所述通孔内填充有密封物。
[0024]将传感器底座固定在试验样品上，再在试验样品上进行热缩管密封，然后在热缩管上的相应的位置开设小孔，传感器底座通过小孔露出，再通过紧固装置(如:细绳)将小孔扎紧，这样便可防止油通过小孔进入到热缩管内部，保证声发射传感器正常工作，间接的保证试验中监测的正常进行。
[0025]需要说明的是，通孔内填充的密封物可以为固化硅橡胶。
[0026]所述试验样品通常为岩石样品。
[0027]所述传感器底座的外侧面上开设有外螺纹，还包括螺母1，所述螺母的内螺纹与所述外螺纹相配合。
[0028]螺母上的内螺纹和外螺纹的配合方式，可实现对热缩管上的小孔进行密封，从而取代扎紧的方式，提高其密封效果，进一步确保声发射传感器的安全性。
[0029]具体的说就是，传感器底座穿出所述小孔，小孔周侧的热缩管覆盖在传感器底座的外螺纹上，在通过螺母与传感器底座配合时，内螺纹与外螺纹之间往往会留有空隙，而通过在内螺纹与外螺纹之间夹住热缩管(热缩管的厚度大于内螺纹与外螺纹之间的间隙，而热缩管本身具备一定的延展性，类似于生料带的原理)，便可有效的进行密封。
[0030]所述传感器底座为圆柱形阶梯状底座，所述底座的底面为圆弧状底面6，且与所述试验样品的外表面相配合。
[0031]所述圆柱形阶梯状底座包括圆柱形的上台面和下台面，所述上台面和所述下台面同轴，所述上台面的外径小于所述下台面的外径，所述通孔贯穿所述上台面和所述下台面，所述下台面的底面作为所述传感器底座的底面。
[0032]所述传感器底座的数量至少为2个，这些传感器底座绕试验样品环向均匀设置，所述传感器底座上还设有2个挂钩7，2个所述挂钩均通过弹簧或皮筋5与所述传感器底座连接，2个所述挂钩分别设置在所述传感器底座的左侧和右侧，相邻的两个所述传感器底座之间的相应的2个所述挂钩互相配合。
[0033]通过将多个传感器底座围绕着试验样品布置，相邻的传感器底座通过挂钩互相连接，从而形成一个封闭的环，而这个环套在试验样品上，由于弹簧或橡皮筋的设置，使得整个环完全的套在试验样品上，依靠弹簧或橡皮筋的弹力使得传感器底座相对固定在试验样品上。
[0034]还需要说明的是，对于只有一个传感器底座时，其具体固定方式为利用单个的传感器底座上的2个挂钩，2个挂钩带着弹簧或皮筋环抱住试验样品，2个挂钩互相勾住，这样利用弹簧或皮筋的弹力实现将单个传感器底座的固定。
[0035]三轴有线声发射传感装置还包括数据处理装置(如:电脑)，以接受所述声发射传感器所发出的数据并进行处理，所述声发射传感器与所述数据处理装置连接。
[0036]关于岩石力学实验三轴测试系统:
[0037]参见图3，本实用新型还涉及一种岩石力学实验三轴测试系统，包括三轴缸缸体13、底座12、传力柱11和所述的三轴有线声发射传感装置14，所述三轴缸缸体安装在所述底座上，所述传力柱设置在所述底座的正上方，且所述传力柱与所述三轴缸缸体的内壁配合，所述传感器底座设置在所述三轴缸缸体内，所述底座上开设有用于连通外界和所述三轴缸缸体内部的数据传输通道，所述数据处理装置与所述三轴缸缸体分体设置，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述数据传输通道与所述数据处理装置连接。
[0038]需要强调的是，在实际使用过程中，需要至少4个声发射传感器(对应4个传感器底座)，其中2个声发射传感器为一对，2对声发射传感器之间留有一定的距离。
[0039]关于“对”的解释是，2个以上传感器底座围成的一个封闭的环为I对(间接的说就是I对传感器中可以包括3个以上的声发射传感器的范围)。
[0040]对于单个的传感器底座围成的环，只需保证设置至少4个传感器底座，并保证这些传感器底座的中点不在同一个平面上即可。
[0041]在试验样品上套设多个环(多个传感器环向设置并通过挂钩互相连接)，再在试验样品上套上热缩管，传感器底座通过热缩管上的小孔露出，并将小孔进行密封，再将试验样品放置到三轴缸缸体中，利用传力柱进行加压，从而对试验过程进行监测。
【权利要求】
1.一种三轴有线声发射传感装置，其特征在于:包括用于固定在试验样品上的传感器底座，所述传感器底座的背面上固定有声发射传感器，沿所述传感器的轴线方向上开设有通孔，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述通孔，所述通孔内填充有密封物。2.根据权利要求1所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:所述传感器底座的外侧面上开设有外螺纹，所述传感器底座还包括螺母，所述螺母的内螺纹与所述外螺纹相配合。3.根据权利要求2所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:所述传感器底座为圆柱形阶梯状底座，所述底座的底面为圆弧状底面，且与所述试验样品的外表面相配合。4.根据权利要求3所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:所述传感器底座的数量至少为2个，这些传感器底座绕试验样品环向均匀设置。5.根据权利要求4所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:所述传感器底座上还设有2个挂钩，2个所述挂钩均通过弹簧或皮筋与所述传感器底座连接，2个所述挂钩分别设置在所述传感器底座的左侧和右侧，相邻的两个所述传感器底座之间的相应的2个所述挂钩互相配合。6.根据权利要求1-5任一项所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:还包括数据处理装置，以接受所述声发射传感器所发出的数据并进行处理，所述声发射传感器与所述数据处理装置连接。7.根据权利要求6所述的三轴有线声发射传感装置，其特征在于:所述数据处理装置为电脑。8.一种岩石力学实验三轴测试系统，其特征在于:包括三轴缸缸体、底座、传力柱和权利要求1-7任一项所述的三轴有线声发射传感装置，所述三轴缸缸体安装在所述底座上，所述传力柱设置在所述底座的正上方，且所述传力柱与所述三轴缸缸体的内壁配合，所述传感器底座设置在所述三轴缸缸体内，所述底座上开设有用于连通外界和所述三轴缸缸体内部的数据传输通道，所述数据处理装置与所述三轴缸缸体分体设置，所述声发射传感器的数据输出导线穿过所述数据传输通道与所述数据处理装置连接。
【文档编号】G01N3-12GK204269607SQ201420759962
【发明者】谭龙, 项伟, 郭慧军, 胡树林, 宋义伟, 左勖, 黄伟, 熊健 [申请人]中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司