多场耦合相似材料特性测试实验方法
【专利摘要】本发明公开了多场耦合相似材料特性测试实验方法，涉及岩矿分析技术领域。在实验台上设置进行试件在不同温度场和电磁场环境下的渗透率测试的实验设备，以及进行试件在不同温度场和电磁场环境下巴西劈裂实验的实验设备，实验人员可在一个实验台上进行多种参数的测量，且能方便的测量试件在不同温度场和电磁场环境下的参数，为研究试件的真实物理特性提供了真实、准确的数据支持。
【专利说明】
多场耦合相似材料特性测试实验方法
技术领域
[0001]本发明涉及岩矿分析技术领域，特别是涉及多场耦合相似材料特性测试实验方法。
【背景技术】
[0002]地质勘探中经常进行岩矿的特性测试，例如抗压强度、气体渗透率等参数，测定这些参数对了解岩矿的特性具有很重要的意义。
[0003]现有的岩矿特性测试设备大多都是一种设备负责一种参数的测试，测试多种参数时需要在多种设备之间切换，使用不方便。而且现有的岩矿特性测试装置都是在常温常电磁环境下测试岩矿的相关参数，由于岩矿所处的实际环境复杂多变，常温常电磁环境下的参数有时候并不能体现岩矿的真实特性。而现有的测试装置均不能做到可变温度场和电磁场下岩矿参数的测试。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了多场耦合相似材料特性测试实验方法，可以解决现有技术中测试设备使用不方便且不能做到可变温度场和电磁场下岩矿参数的测试的问题。
[0005]多场耦合相似材料特性测试实验方法，该方法包括:将试件放置在试件座上，所述试件座固定在实验台上，所述试件座外部围绕设置有第一橡胶套，所述试件座下方设有第一压力传感器;控制第一液压缸调整第一活塞杆的高度，使试件承受不同的压力，所述第一液压缸位于所述第一橡胶套上方，所述第一液压缸底部伸出所述第一活塞杆，所述第一活塞杆末端插入所述第一橡胶套并处于所述试件座正上方;控制控制阀通过排气管向第一橡胶套中排放气体，所述排气管上安装有流量计;通过第一电压调节装置调节第一线圈上的电压，使第一线圈产生不同的温度和电磁场，所述第一线圈绕设在所述第一橡胶套的侧壁中，所述第一线圈与所述第一电压调节装置电连接;所述流量计和第一压力传感器分别检测气体流量值和压力值;显示屏显示试件在不同温度和电磁场环境下的气体流量值和压力值，所述显示屏安装在所述实验台上。
[0006]优选地，所述方法进一步包括:将试件放置在下压头上，所述下压头固定在固定杆顶端，所述固定杆底端固定在所述实验台上，所述实验台上固定有第二橡胶套，所述下压头位于所述第二橡胶套内部，所述固定杆下方设有第二压力传感器;控制第二液压缸调整上压头的高度，使试件承受不同的压力，所述第二液压缸位于所述第二橡胶套上方，所述第二液压缸底部伸出第二活塞杆，所述第二活塞杆插入所述第二橡胶套并在末端固定有所述上压头，所述上压头位于所述所述下压头的正上方，所述上压头上安装有位移传感器;通过第二电压调节装置调节第二线圈上的电压，使第二线圈产生不同的温度和电磁场，所述第二线圈绕设在所述第二橡胶套的内侧壁中，所述第二线圈与所述第二电压调节装置电连接；所述位移传感器和第二压力传感器分别检测试件的位移值和受到的压力值;所述显示屏显示试件在不同温度和电磁场环境下的位移值和压力值。
[0007]优选地，所述排气管与平衡罐连通，所述平衡罐与缓冲罐连通，所述缓冲罐与空气压缩机连通。
[0008]优选地，所述平衡罐上安装有气压传感器，所述气压传感器与PLC控制柜电连接，所述控制阀与脉冲信号发射箱电连接，所述PLC控制柜还与所述脉冲信号发射箱电连接。
[0009]优选地，所述第一液压缸上安装有液位计。
[0010]本发明实施例中多场耦合相似材料特性测试实验方法，在实验台上设置进行试件在不同温度场和电磁场环境下的渗透率测试的实验设备，以及进行试件在不同温度场和电磁场环境下巴西劈裂实验的实验设备，实验人员可在一个实验台上进行多种参数的测量，且能方便的测量试件在不同温度场和电磁场环境下的参数，为研究试件的真实物理特性提供了真实、准确的数据支持。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本发明实施例提供的多场耦合相似材料特性测试实验平台的结构示意图；
[0013]图2为本发明实施例提供的多场耦合相似材料特性测试实验方法中渗透率测试的步骤流程图；
[0014]图3为本发明实施例提供的多场耦合相似材料特性测试实验方法中巴西实验的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]—并参照图1、图2和图3，为本发明实施例提供了多场耦合相似材料特性测试实验方法，如图2所示，该方法包括:
[0017]步骤500，将试件放置在试件座210上；
[0018]具体地，如图1所示，所述试件座210固定在实验台100上，所述试件座210外部围绕设置有第一橡胶套211，所述第一橡胶套211与所述实验台100形成密封空间，所述试件座210下方设有第一压力传感器217。
[0019]步骤501，控制第一液压缸215调整第一活塞杆214的高度，使试件承受不同的压力；
[0020]具体地，所述第一液压缸215位于所述第一橡胶套211上方，所述第一液压缸215底部伸出所述第一活塞杆214，所述第一活塞杆214末端插入所述第一橡胶套211并处于所述试件座210正上方，所述第一液压缸215上设有液位计216，以指示所述第一液压缸215中的液位高度。
[0021]步骤502，控制控制阀208通过排气管206向第一橡胶套211中排放气体；
[0022]具体地，所述排气管206与平衡罐203连通，所述平衡罐203与缓冲罐202连通，所述缓冲罐202与空气压缩机201连通，所述空气压缩机201抽取气体并存储在所述缓冲罐202中，所述缓冲罐202同时还对存储的气体进行一定的压力缓冲，所述平衡罐203存储少量从所述缓冲罐202中排出的气体，并对存储的气体进行进一步的压力平衡，使气体的压力趋于稳定。所述平衡罐203上安装有气压传感器207，用以检测所述平衡罐203中的气压值。
[0023]所述气压传感器207与PLC控制柜205电连接，所述控制阀208与脉冲信号发射箱204电连接，所述PLC控制柜205还与所述脉冲信号发射箱204电连接，所述PLC控制柜205根据所述气压传感器207检测到的气压值产生相应的控制命令，所述脉冲信号发射箱204接收所述控制命令，并生成相应的脉冲控制信号，所述控制阀208在所述脉冲控制信号的控制下调整开度大小，以调节所述平衡罐203排放气体的速度。所述排气管206上安装有流量计209，用于检测所述排气管206中流过气体的流量。
[0024]在本实施例中，所述气压传感器207能够检测较低低压，例如0.1MPa。所述控制阀208为西门子低压精密控制阀，可以实现高精度的气体流量控制。
[0025]可以理解的是，所述PLC控制柜205还可以根据用户的手动操作生成相应的控制命令，以控制所述控制阀208的开度大小。
[0026]步骤503，通过第一电压调节装置213调节第一线圈212上的电压，使第一线圈212产生不同的温度和电磁场；
[0027]具体地，所述第一线圈212绕设在所述第一橡胶套211的侧壁中，所述第一线圈212与所述第一电压调节装置213电连接。
[0028]步骤504，流量计209和第一压力传感器217分别检测气体流量值和压力值；
[0029]步骤505，显示屏400显示试件在不同温度和电磁场环境下的气体流量值和压力值；
[°03°] 具体地，所述显示屏400安装在所述实验台100上。
[0031]如图3所示，所述多场耦合相似材料特性测试实验方法进一步还包括:
[0032]步骤600，将试件放置在下压头308上；
[0033]具体地，如图1所示，所述下压头308固定在固定杆307顶端，所述固定杆307底端固定在所述实验台100上，所述实验台100上固定有第二橡胶套301，所述下压头308位于所述第二橡胶套301内部，所述固定杆307下方设有第二压力传感器310。
[0034]步骤601，控制第二液压缸303调整上压头305的高度，使试件承受不同的压力；
[0035]具体地，所述第二液压缸303位于所述第二橡胶套301上方，所述第二液压缸303底部伸出第二活塞杆304，所述第二活塞杆304插入所述第二橡胶套301并在末端固定有所述上压头305，所述上压头305位于所述所述下压头308的正上方，所述上压头305上安装有位移传感器306。
[0036]步骤602，通过第二电压调节装置309调节第二线圈302上的电压，使第二线圈302产生不同的温度和电磁场；
[0037]具体地，所述第二线圈302绕设在所述第二橡胶套301的内侧壁中，所述第二线圈302与所述第二电压调节装置309电连接。
[0038]步骤603，所述位移传感器306和第二压力传感器310分别检测试件的位移值和受到的压力值；
[0039]步骤604，所述显示屏400显示试件在不同温度和电磁场环境下的位移值和压力值。
[0040]综上所述，本发明实施例中多场耦合相似材料特性测试实验方法，在实验台上设置进行试件在不同温度场和电磁场环境下的渗透率测试的实验设备，以及进行试件在不同温度场和电磁场环境下巴西劈裂实验的实验设备，实验人员可在一个实验台上进行多种参数的测量，且能方便的测量试件在不同温度场和电磁场环境下的参数，为研究试件的真实物理特性提供了真实、准确的数据支持。
[0041]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0042]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.多场耦合相似材料特性测试实验方法，其特征在于，该方法包括: 将试件放置在试件座上，所述试件座固定在实验台上，所述试件座外部围绕设置有第一橡胶套，所述试件座下方设有第一压力传感器； 控制第一液压缸调整第一活塞杆的高度，使试件承受不同的压力，所述第一液压缸位于所述第一橡胶套上方，所述第一液压缸底部伸出所述第一活塞杆，所述第一活塞杆末端插入所述第一橡胶套并处于所述试件座正上方； 控制控制阀通过排气管向第一橡胶套中排放气体，所述排气管上安装有流量计； 通过第一电压调节装置调节第一线圈上的电压，使第一线圈产生不同的温度和电磁场，所述第一线圈绕设在所述第一橡胶套的侧壁中，所述第一线圈与所述第一电压调节装置电连接； 所述流量计和第一压力传感器分别检测气体流量值和压力值； 显示屏显示试件在不同温度和电磁场环境下的气体流量值和压力值，所述显示屏安装在所述实验台上。2.如权利要求1所述的多场耦合相似材料特性测试实验方法，其特征在于，该方法进一步包括: 将试件放置在下压头上，所述下压头固定在固定杆顶端，所述固定杆底端固定在所述实验台上，所述实验台上固定有第二橡胶套，所述下压头位于所述第二橡胶套内部，所述固定杆下方设有第二压力传感器； 控制第二液压缸调整上压头的高度，使试件承受不同的压力，所述第二液压缸位于所述第二橡胶套上方，所述第二液压缸底部伸出第二活塞杆，所述第二活塞杆插入所述第二橡胶套并在末端固定有所述上压头，所述上压头位于所述所述下压头的正上方，所述上压头上安装有位移传感器； 通过第二电压调节装置调节第二线圈上的电压，使第二线圈产生不同的温度和电磁场，所述第二线圈绕设在所述第二橡胶套的内侧壁中，所述第二线圈与所述第二电压调节装置电连接； 所述位移传感器和第二压力传感器分别检测试件的位移值和受到的压力值； 所述显示屏显示试件在不同温度和电磁场环境下的位移值和压力值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排气管与平衡罐连通，所述平衡罐与缓冲罐连通，所述缓冲罐与空气压缩机连通。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述平衡罐上安装有气压传感器，所述气压传感器与PLC控制柜电连接，所述控制阀与脉冲信号发射箱电连接，所述PLC控制柜还与所述脉冲信号发射箱电连接。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一液压缸上安装有液位计。
【文档编号】G01N3/12GK105910914SQ201610224592
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】赵鹏翔, 李树刚, 林海飞, 肖鹏, 魏宗勇, 李莉, 成连华, 潘红宇, 严敏, 丁洋
【申请人】西安科技大学