[發明專利]傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202011331480.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112595598A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 高喜才;趙程;王琪;馬騰飛;劉帥;范凱;王燦華;肖前昌;胡彬
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N21/84;G01N29/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，包括：

電液伺服巖石力學加載系統Ⅰ，用于對傾斜層狀煤巖體試件加載應力，并將層狀煤巖體試樣軸向載荷、位移和側向位移信息傳遞至超聲波測試系統Ⅱ和聲發射測試系統Ⅲ；

超聲波測試系統Ⅱ，用于采集入射波形和通過獲取采集傾斜層狀煤巖體試件的接收波形信號，提取計算傾斜層狀煤巖體試件超聲波形、波速、幅值、頻率、頻譜特征參數；

聲發射測試系統Ⅲ，用于獲取傾斜層狀煤巖體試件1的聲發射信號波形、撞擊數、能量和幅度參數；

煤巖體裂隙發育動態記錄系統Ⅳ，用于實時全程監測傾斜層狀煤巖體試件1破裂過程中裂隙擴展方向、長度和寬度數據，并存儲；

所述電液伺服巖石力學加載系統Ⅰ分別連接超聲波測試系統Ⅱ和聲發射測試系統Ⅲ，分別提取傾斜層狀煤巖體試件受應力的變形超聲波形信息和聲發射信號，通過煤巖體裂隙發育動態記錄系統Ⅳ采集存儲，實現傾斜層狀煤巖體采動力學特性力-聲-光-波一體化測試。

2.根據權利要求1所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述電液伺服巖石力學加載系統Ⅰ包括一個帶有上、下壓頭4、5的加載機架2，還包括連接所述下壓頭5的動力油源3；所述上、下壓頭4、5分別加載在傾斜層狀煤巖體試件1上，傾斜層狀煤巖體試件1中設有應力傳感器；傾斜層狀煤巖體試件1連接到聲發射測試系統Ⅲ，上、下壓頭4、5連接到超聲波測試系統Ⅱ，應力傳感器、上下壓頭4、5和動力油源3分別連接到控制器8。

3.根據權利要求2所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述上、下壓頭4、5分別通過上、下承壓換能器密封壓頭13、14加載在傾斜層狀煤巖體試件1上。

4.根據權利要求2所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述應力傳感器包括加載應力傳感器、垂向引伸計6和側向引伸計7，加載應力傳感器、垂向引伸計6和側向引伸計7分別通過加載系統底座轉接口連接到聲發射測試系統Ⅲ。

5.根據權利要求1所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述聲發射測試系統Ⅲ包括依次與加載系統底座轉接口連接的聲發射傳感器17、聲發射放大器16、聲發射采集卡15和聲發射測試儀18。

6.根據權利要求1所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述超聲波測試系統Ⅱ包括高頻高壓放大器10、分別與高頻高壓放大器10連接的波形發生器9和示波器11，示波器11連接有超聲波數據采集及后處理模塊Ⅱ12。

7.根據權利要求1所述的一種傾斜層狀煤巖體力-聲-光-波一體化測試裝置，其特征在于，所述煤巖體裂隙發育動態記錄系統Ⅳ包括高速攝像機19和高亮度光源20，和一個連接高速攝像機19的后處理模塊Ⅰ21，高速攝像機19和高亮度光源20出射光束正對待測試傾斜層狀煤巖體試件1。