[發明專利]一種圍壓狀態下固體介質波速測量系統及方法

在審

• 申請號: 202011076135.8
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112326408A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 劉晨康;鄧樹新;張國凱;王振;高飛;陳建宇;紀玉國
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/06;G01N3/12;G01N3/307
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

1.一種圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，包括發射管(1)、撞擊塊(2)、密封艙體(3)、活塞(5)、加壓裝置(7)、液體(8)、固體試件(9)，

所述密封艙體(3)的前端具有一開口，所述活塞(5)設置于所述開口內，所述發射管(1)的后端與密封艙體(3)的前端固定連接，所述撞擊塊(2)能夠在發射管(1)內運動并撞擊所述活塞(5)，所述密封艙體(3)內裝滿所述液體(8)，所述加壓裝置(7)用于對所述液體(8)加壓，所述固體試件(9)位于所述液體(8)內且其內沿密封艙體(3)前后方向設置有多個傳感器(9-1)，所述多個傳感器(9-1)能夠檢測到所述液體(8)的壓力；

所述固體試件(9)為多層結構，包括n層依次固定連接的子試件，每兩層相鄰的子試件之間設置有兩個傳感器(9-1)，所述n≥3。

2.根據權利要求1所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，還包括引線(11)，每兩層相鄰的子試件之間設置有傳感器槽(9-2)和引線槽(9-4)，所述傳感器(9-1)位于所述傳感器槽(9-2)內，所述引線(11)通過引線槽(9-4)與所述傳感器(9-1)連接。

3.根據權利要求2所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，還包括測量裝置(12)和計算機(13)，所述密封艙體(3)上開設有引線孔(3-3)，所述引線(11)穿過所述引線孔(3-3)與測量裝置(12)連接，所述測量裝置(12)與計算機(13)連接。

4.根據權利要求1-3任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，發射管(1)末端設置有開口槽(1-1)，開口槽(1-1)外側在發射管(1)軸向設置兩組激光測速儀(10)。

5.根據權利要求1-3任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，所述發射管(1)與密閉艙體(3)連接端為一大徑的凸臺結構(1-2)，凸臺結構(1-2)上開設含有螺紋孔(1-3)，所述凸臺結構(1-2)與所述密封艙體(3)之間通過穿過螺紋孔(1-3)的螺栓(4)連接。

6.根據權利要求1-3任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，所述密封艙體(3)上還開設有進氣孔(3-1)和排液孔(3-2)，所述加壓裝置(7)通過一進氣管(6)與進氣孔(3-1)連接。

7.根據權利要求1-3任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，所述密封艙體(3)的開口后的內表面(3-4)為一漸擴的錐形面。

8.根據權利要求1-3任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統，其特征在于，所述撞擊塊(2)為圓柱形鋼塊。

9.根據權利要求1-8任一項所述的圍壓狀態下固體介質波速測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將固體試件(9)放入密封艙體(3)內，向密封艙體(3)內注入液體(8)，通過加壓裝置(7)向液體(8)加壓；

(2)采用驅動裝置驅動所述撞擊塊(2)向密封艙體(3)側運動；

(3)所述撞擊塊(2)撞擊活塞(5)，沖擊波擴散后加載到固體試件(9)上，設傳感器(9-1)記錄沖擊到達第一層子試件的時間為t₁,到達第二層子試件的時間為t₂，到達第三層子試件的時間為t₃，…，到達第n層子試件的時間為t_n，對傳播到每層子試件的時間取平均值，記為T：

已知每層子試件的厚度均為L，則得到對應材質的固體試件(9)在該圍壓環境下的沖擊波波速為v：