一种光学环向变形测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验量测仪器技术领域，尤其涉及一种光学环向变形测量系统，适用于圆柱形试样在单轴压缩条件下的环向变形测量。
【背景技术】
[0002]现有环向变形测量有用应变片或者铰链的方法，都是将试样的环向微小变形转换成电信号，然后通过专用的设备进行采集、专用的软件进行分析才能得到试样的环向变形。
[0003]缺点是测量系统不同组件单元之间需要连线连接，限制了应用；单个试样测量多个截面时，测量截面数量受空间以及应变片或者铰链、连接线、采集设备接口数量的限制；信号采集系统需要专用设备，价格昂贵；要求采集环境无强烈电磁干扰。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出一种光学环向变形测量系统，可以对圆柱形试样的环向变形进行放大、采集记录、识别。
[0005]本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:
[0006]一种光学环向变形测量系统，包括绕样线圈，所述的绕样线圈缠绕在被测试样上，绕样线圈的两端分别与标示橡胶条两端连接，标示橡胶条与被测试样之间设置有平板支架，平板支架位于被测试样的一侧为凹形，平板支架位于标示橡胶条一侧为平面。
[0007]如上所述的平板支架位于标示橡胶条一侧上设置有预定间距的点阵。
[0008]如上所述的标示橡胶条两端均设置有预埋钢丝，绕样线圈与预埋钢丝连接。
[0009]如上所述的预埋钢丝设置在标示橡胶条内的一端为凸部或者螺旋部。
[0010]一种光学环向变形测量系统，还包括用于监测标示橡胶条变形长度的相机单元。
[0011]一种光学环向变形测量系统，还包括设置在标示橡胶条周围的消影灯泡。
[0012]如上所述的绕样线圈缠绕在被测试样上的圈数大于I。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0014]I)采用分离式设计，测量系统的各单元之间无连接线，可自由设置，不受接口以及操作空间的限制，也没有信号的干扰。
[0015]2)采用普通高清光学相机采集变形，无其他电子采集设备，无特殊接口，通用性高，且可以同时采集多个变形而不需要额外增加采集单元。
[0016]3)绕样单元整体加工简单、廉价，体积小，可同时在多个截面设置。
[0017]4)绕样线圈缠绕试样的圈数大于I时将放大试样的环向变形，便于观测。
【附图说明】
[0018]图1本实用新型主视结构示意图。
[0019]图2本实用新型俯视结构示意图。
[0020]图3本实用新型侧视结构示意图。[0021 ] 图4为标示橡胶条结构示意图。
[0022]图5为平板支架展开结构示意图。
[0023]图6为标示橡胶条与绕样线圈连接示意图。
[0024]图中:1_绕样线圈；2_标示橡胶条；3_平板支架；4_消影灯泡；5_相机单元；6-预埋钢丝；7-被测试样。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
[0026]实施例1
[0027]一种光学环向变形测量系统，包括绕样线圈1，所述的绕样线圈I缠绕在被测试样上，绕样线圈I的两端分别与标示橡胶条2两端连接，标示橡胶条2与被测试样之间设置有平板支架3，平板支架3位于被测试样的一侧为凹形，平板支架3位于标示橡胶条2 —侧为平面。
[0028]优选的，所述的平板支架3位于标示橡胶条2 —侧上设置有预定间距的点阵。
[0029]优选的，所述的标示橡胶条2两端均设置有预埋钢丝6，绕样线圈I与预埋钢丝6连接。
[0030]优选的，所述的预埋钢丝6设置在标示橡胶条2内的一端为凸部或者螺旋部。
[0031]一种光学环向变形测量系统，还包括用于监测标示橡胶条2变形长度的相机单元5。
[0032]一种光学环向变形测量系统，还包括设置在标示橡胶条2周围的消影灯泡4。
[0033]优选的，所述的绕样线圈I缠绕在被测试样上的圈数大于I。
[0034]实施例2:
[0035]1、实验环境
[0036]试样为直径50mm，长10mm的岩石试样；绕样线圈I为线径0.5mm的铜丝；标示橡胶条2采用耐热硅橡胶浇筑而成，其尺寸为2X2X20mm，黑色，两端预埋直径0.4mm的预埋钢丝6，如图4所示；平板支架3为0.4mm铅板裁剪、切削而成，白色喷漆，刻制间距Imm黑色点阵(刻度条)，其平面展开形状如图5所示，沿虚线向内折叠。
[0037]试验要求室温变化幅度低于2°C。
[0038]本实用新型连接方式如图1~3所示。绕样线圈I缠绕被测试样7 (的待测截面)多圈后其两端分别与标示橡胶条2的预埋钢丝6采用焊锡焊接；平板支架3的凹面与被测试样7表面紧密贴合；标示橡胶条2搁置于平板支架3的平面上。
[0039]2、试验步骤
[0040]步骤1:在被测岩石试样待测表面绘制一圈水平线，沿该水平线将绕样线圈I缠绕于被测岩石试样表面，用夹具临时固定绕样线圈I的两端；
[0041]步骤2:将平板支架3的凹面贴紧被测岩石试样表面，并将步骤I中的绕样线圈I两端引至平板支架3的平面上；
[0042]步骤3:张拉标示橡胶条2并将其两端的预埋钢丝6分别与步骤I中的绕样线圈I两端采用焊锡焊接，随后撤除张拉力并将标示橡胶条2搁置于平板支架3上；
[0043]步骤4:设置消影灯泡4并照射标示橡胶条2，设置相机单元5并将相机单元5的镜头对准平板支架3与标示橡胶条2 ;
[0044]步骤5:开始单轴压缩试验，并同时通过相机单元5采集各实验阶段的照片；
[0045]步骤6:将采集到的照片输入计算机进行处理，得到各试验阶段的试样环向变形值。
[0046]3、试验有益效果的说明
[0047]如图6所示绕样线圈I与标示橡胶条2组成的封闭回路缠绕于被测岩石试样的待测截面，由于试样受压膨胀时其环向周长增加会牵扯回路，迫使回路的周长也增加同时内部出现拉力。另一方面，由于硅橡胶(标示橡胶条2)与铜的弹性模量之比为1:15000，标示橡胶条2与绕样线圈I的横截面积之比为20:1，长度之比为1:24，最终两者的伸长量之比为1:32，试样的环向变形全部集中于标示橡胶条2。在实验中，被测岩石试样的最终环向应变可以达到1%，合伸长量AL=3.14X50X1%=1.57mm。当绕样线圈I缠绕被测试样η圈时，可以将试样的环向变形放大η倍并集中于标示橡胶，便于光学采集。消影灯泡4环绕标示橡胶条2可以消除由于标示橡胶条2体积引起的阴影，增加与平板支架3之间的对比度，提高光学采集的准确性。
[0048]经试验，缠绕试样三圈的标示橡胶条2的最终变形量达到了 3.7mm。
[0049]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种光学环向变形测量系统，包括绕样线圈(1)，其特征在于，所述的绕样线圈(I)缠绕在被测试样上，绕样线圈(I)的两端分别与标示橡胶条(2)两端连接，标示橡胶条(2)与被测试样之间设置有平板支架(3)，平板支架(3)位于被测试样的一侧为凹形，平板支架(3)位于标示橡胶条(2) —侧为平面。
2.根据权利要求1所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，所述的平板支架(3)位于标示橡胶条(2)—侧上设置有预定间距的点阵。
3.根据权利要求1所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，所述的标示橡胶条(2 )两端均设置有预埋钢丝(6 )，绕样线圈(I)与预埋钢丝(6 )连接。
4.根据权利要求3所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，所述的预埋钢丝(6)设置在标示橡胶条(2)内的一端为凸部或者螺旋部。
5.根据权利要求1所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，还包括用于监测标示橡胶条(2)变形长度的相机单元(5)。
6.根据权利要求5所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，还包括设置在标示橡胶条(2)周围的消影灯泡(4)。
7.根据权利要求1所述的一种光学环向变形测量系统，其特征在于，所述的绕样线圈(I)缠绕在被测试样上的圈数大于I。
【专利摘要】本实用新型公开了一种光学环向变形测量系统，包括绕样线圈，所述的绕样线圈缠绕在被测试样上，绕样线圈的两端分别与标示橡胶条两端连接，标示橡胶条与被测试样之间设置有平板支架，平板支架位于被测试样的一侧为凹形，平板支架位于标示橡胶条一侧为平面。采用分离式设计，测量系统的各单元之间无连接线，可自由设置，不受接口以及操作空间的限制，也没有信号的干扰；采用普通高清光学相机采集变形，无其他电子采集设备，无特殊接口，通用性高，且可以同时采集多个变形而不需要额外增加采集单元；绕样单元整体加工简单、廉价，体积小，可同时在多个截面设置；绕样线圈缠绕试样的圈数大于1时将放大试样的环向变形，便于观测。
【IPC分类】G01N3-06
【公开号】CN204439459
【申请号】CN201520148685
【发明人】肖正龙, 陈卫忠, 杨建平
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月16日