[發明專利]一種基于中子照相實驗臺的加載裝置

有效

• 申請號: 201710227382.5
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107202807B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 趙毅鑫;武洋;薛善彬;樊國偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N23/05
• 分類號: G01N23/05;G01N23/02;G05D27/02
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本發明公開了一種基于中子照相實驗臺的加載裝置，是一種利用中子射線成像技術于多場環境下研究多孔介質非飽和滲流過程的加載裝置。所述加載裝置包括加載箱、加載套筒、環繞加載器、實驗試樣、溫度控制器、供液器、固定臺、分度旋轉器和支撐柱。其中所述加載箱、加載套筒和環繞加載器，可分別實現對實驗試樣的加載；所述溫度控制器、供液器可分別實現對實驗試樣的加溫和供液。因此本發明可滿足對實驗試樣多環境場的模擬。所述分度旋轉器可以以一定角度轉動，可實現中子射線的多角度照射與觀測，得到三維立體的實驗數據和圖像。

技術領域

本發明涉及中子射線照相技術，尤其是涉及一種基于中子照相實驗臺的加載裝置，具體是一種運用中子射線掃描成像技術，在可加溫加壓狀態下研究多孔介質非飽和滲流過程的加載裝置。

背景技術

NR(Neutron?Radiography)即中子射線照相技術，作為一種先進的無損檢測技術，在工業生產中應用越來越廣泛。在做檢測或實驗研究時需要選擇合適的中子源，目前可選用的中子源主要有核反應堆中子源、含有大型加速裝置的中子源、小放射性或有加速裝置的中子源。根據中子源的不同，可產生快中子、慢中子、伽馬等射線，對中子散射和成像儀器的設計及其性能有直接的影響。該技術的基本原理是：發射中子射線束對被測試件進行掃描，探測器陣列測定透過試件的射線束強度，并轉換成電信號，數據采集系統對電信號經過一系列處理后，獲取與掃描透射射線強度成比例的數字化像素陣列數據，最后經由圖像重建系統成像。

目前，利用中子照相技術研究巖石非飽和滲流大多為無加載狀態下多孔介質試件自發滲吸，部分研究將多孔介質試件進行加載處理后再進行掃描，且無法對試件進行多角度掃描，從而生成圖像多為二維圖像。較少有研究在原位加載條件下進行，并對工件進行多角度掃描，實時定量化研究流體在非飽和受載多孔介質試件滲吸過程中，飽和度隨著入滲時間的空間演化過程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于中子照相實驗臺的加載裝置，其可滿足對實驗試樣的多環境場的模擬。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

一種基于中子照相實驗臺的加載裝置，所述加載裝置包括加載箱、加載套筒、環繞加載器、實驗試樣、溫度控制器、供液器、固定臺，分度旋轉器和支撐柱；所述加載箱由支撐柱支撐，置于固定臺上方；所述加載套筒固定于固定臺上并位于加載箱下方；所述環繞加載器固定于加載箱側幫，所述溫度控制裝置固定于加載套筒上；所述供液器固定于固定臺中部空隙并位于加載套筒正下方；所述固定臺由螺釘固定在分度旋轉器上。

如上所述的基于中子照相實驗臺的加載裝置，所述加載箱有箱體、頂蓋和底蓋，底蓋上設有第一通孔，頂蓋、底蓋分別由螺釘與箱體相連，加載箱內部由加載器、加載電機和壓力傳感器組成，其中加載器包含減速器和螺紋絲杠，壓力傳感器與螺紋絲杠連接，由加載電機驅動進行前進和后退，實現加載功能，壓力傳感器可以實時監測與記錄施加的壓力。

如上所述的基于中子照相實驗臺的加載裝置，所述加載套筒包括：套筒，其上端面設有第二通孔，下端為開口設置，由下端部側耳固定在固定臺上，內側壁上圍設了一圈圍壓凹槽，圍壓凹槽的環形外壁有一側孔；加載柱，包括上端頭、連接圓柱和下端頭,呈啞鈴型。下端頭位于套筒內部與所述實驗試樣的上端相接，連接圓柱穿過第二通孔與上端頭連接，上端頭穿過第一通孔頂部與壓力傳感器相接，由壓力傳感器傳動實現對實驗試樣的加載；下端柱，其為凸型，上部與所述實驗試樣下端相接，下部置于固定臺上，下端柱上表面布有圓環形凹槽并以十字形凹槽導通，由軸向通孔與所述供液器相連接；密封膠墊，其為倒凹型，套于所述加載柱中間圓柱上，密封膠墊上端與所述套筒內部頂端連接，底部抵在所述加載柱下端頭上部，起到密封作用；密封套，其為圓環形，高度大于所述實驗試樣高度，頂端與所述密封膠墊連接，底端抵在下端柱的臺階上；密封圈，其為環形，套于下端柱下端，上端抵住套筒底座臺階，下端抵住所述固定臺，以實現密封功能；所述圍壓凹槽環繞在所述密封套的外部，高度大于實驗試樣高度，小于密封套高度，經由圍壓凹槽的環形外壁的側孔與所述環繞加載器連接。