可控温的真三轴电阻率测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种可控温的真三轴电阻率测试系统。


背景技术：

2.电阻率是岩石电学性质中重要的组成部分，基于电阻率测试原理的电法勘探广泛用于矿井勘探和岩石动力灾害预测，研究不同条件下试样的电阻率特性，对电法勘探具有重要的指导意义。实际岩土环境中，土所受到的三个主应力的大小往往是不同的，真三轴试验能在试样三个互相垂直面上施加各自独立的三个主应力σ1、σ2、σ3，测定相应的主应变ε1、ε2、ε3和体积变化，较常规三轴试验更能反映真实的受力状态。目前真三轴试样电阻率测量常用的方法为在不同角度布置电极对，通过电桥仪来测量试样不同方向的电阻率，但该方法测量的仅为试样电阻率的平均值，无法得到试样内部不同位置电阻率的分布，而且在真三轴电阻率测试中也未考虑温度对电阻率的影响。
3.2017年01月11日公开的、公开号为cn 205879690 u的中国实用新型专利公开了一种用于真三轴条件下页岩各向异性测试装置。
4.2020年02月14日公开的、公开号为cn 108181165 b的中国发明专利公开了一种岩心夹持器。
5.2018年09月11日公开的、公开号为 cn 108519517 a的中国发明专利申请公开了一种三轴加载煤样复电阻率测量用夹持器及试验装置和方法。以上装置均无法控制测试煤样的温度。众所周知，导体的电阻率受温度影响大，现有技术迫切一种能够控制待测样品温度的真三轴电阻率测试系统。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种可控温的真三轴电阻率测试系统。
7.为解决上述技术问题，本可控温的真三轴电阻率测试系统包括压力加载机构和电阻率数据采集系统，电阻率数据采集系统包括主机和信号传输模块、压力加载机构包括六块加载板，各个加载板内壁侧开设有至少一个小槽，小槽呈阵列形布置，在小槽中均布置有电极，在加载板内沿着小槽的方向开设有穿线孔，在电极靠近穿线孔的一侧均焊接导线，导线均通过穿线孔从加载板的侧面穿出，电极与小槽之间均装有弹簧，在加载板的内侧表面涂有一层环氧树脂涂层，上述电极与信号传输模块之间电连接、信号传输模块与主机之间电连接，其特征在于：其还包括控温装置，该控温装置包括顺次连通的导热油罐、导热油泵、导热油总管和六条支管，所述六个加载板内设有呈s形的控温管道，控温管道两端分别设有入口和出口，六条支管上分别设有手动调节阀，并分别一一对应与加载板上的控温管道入口相通，所有控温管道的出口通过回流管与导热油罐相通，所述导热油总管上还设有电磁阀，导热油罐内设有电加热管和油温传感器，每个加载板上设有温度传感器，电磁阀和电加热管与信号传输模块的信号输出端相连，油温传感器和所有温度传感器均与信号传输模块
的信号输入端相连。
8.如此设计，需要测试不同温度下煤样导电率时，先将测试温度参数t输入主机，主机启动电加热管，对导热油进行加热，并使导热油温度维持在t+5℃的基础上，然后启动导热油泵和电磁阀，通过导热油对加载板进行加热，直至加载板达到测试温度参数t，并保温半小时，然后就可以测试煤样在测试温度参数t时，其电阻率的数值。
9.作为优化，所述加载板包括四块侧加载板、上加载板和下加载板，上加载板和下加载板均呈正方形，其四周边沿分别开有嵌槽，嵌槽内设有石棉密封条，侧加载板相互交错围成一个方形空间，所述上加载板和下加载板分别从上下两方封住该方形空间，上加载板和下加载板与四块侧加载板之间通过石棉密封条接触。如此设计，即可确保待测煤样在测试时受到足够的压力，又可保持密封，防止煤样被挤压成粉末。
10.作为优化，所述弹簧外包覆有绝缘涂层。如此设计，弹簧不导电，不影响测试效果。
11.作为优化，所述控温装置的温度控制范围为20℃
‑
200℃。如此设计，可满足现有待测煤样的测试要求。
12.与现有技术相比，本实用新型的压力加载机构密封设置，为试样提供密封加载环境，在加载板上布置阵列电极，利用网络并行法进行电位信号数据采集，通过反演成像得到试样内部电阻率分布图像，可用于研究试样加载过程内部各点电阻率的各向异性，同时通过在加载板中设置控温管，能够更好地模拟试样所处的环境温度，可用于温度对试样电阻率影响的研究，本实用新型结构简单，操作方便，可以对不同温度和应力状态的煤样进行三维电阻率测量。
附图说明
13.下面结合附图对本实用新型可控温的真三轴电阻率测试系统作进一步说明：
14.图1是本可控温的真三轴电阻率测试系统的结构示意图；
15.图2是本可控温的真三轴电阻率测试系统的加载板结构示意图；
16.图3是图2所示加载板的a—b向剖面结构示意图；
17.图4是可控温的真三轴电阻率测试系统中的侧加载板、上加载板和下加载板的位置关系示意图。
18.图中：1为压力加载机构、2为电阻率数据采集系统、21为主机、22为信号传输模块、11为加载板、12为小槽、13为电极、14为穿线孔、15为导线、16为弹簧、17为环氧树脂涂层、3为控温装置、31为导热油罐、32为导热油泵、4为导热油总管、5为支管、6为控温管道、7为手动调节阀、8为电磁阀、9为电加热管、10为油温传感器、18为温度传感器、19为石棉密封条、20为回流管、111为侧加载板、112为上加载板、113为下加载板。
具体实施方式
19.实施方式一：如图1
‑
4所示，本可控温的真三轴电阻率测试系统包括压力加载机构1和电阻率数据采集系统2，电阻率数据采集系统2包括主机21和信号传输模块22、压力加载机构1包括六块加载板11，各个加载板11内壁侧开设有至少一个小槽12，小槽12呈阵列形布置，在小槽12中均布置有电极13，在加载板11内沿着小槽12的方向开设有穿线孔14，在电极13靠近穿线孔14的一侧均焊接导线15，导线15均通过穿线孔14从加载板11的侧面穿出，电
极13与小槽12之间均装有弹簧16，在加载板11的内侧表面涂有一层环氧树脂涂层17，上述电极13与信号传输模块22之间电连接、信号传输模块22与主机21之间电连接，其特征在于：其还包括控温装置3，该控温装置3包括顺次连通的导热油罐31、导热油泵32、导热油总管4和六条支管5，所述六个加载板11内设有呈s形的控温管道6，控温管道6两端分别设有入口和出口，六条支管6上分别设有手动调节阀7，并分别一一对应与加载板11上的控温管道6入口相通，所有控温管道6的出口通过回流管20与导热油罐31相通，所述导热油总管4上还设有电磁阀8，导热油罐31内设有电加热管9和油温传感器10，每个加载板11上设有温度传感器18，电磁阀8和电加热管9与信号传输模块22的信号输出端相连，油温传感器10和所有温度传感器18均与信号传输模块22的信号输入端相连。
20.所述加载板11由高强度不锈钢制成。所述加载板11包括四块侧加载板111、上加载板112和下加载板113，上加载板112和下加载板113均呈正方形，其四周边沿分别开有嵌槽，嵌槽内设有石棉密封条19，侧加载板111相互交错围成一个方形空间，所述上加载板112和下加载板113分别从上下两方封住该方形空间，上加载板112和下加载板113与四块侧加载板111之间通过石棉密封条19接触。
21.所述弹簧16包覆有绝缘涂层。所述控温装置3的温度控制范围为20℃
‑
200℃。