[發明專利]一種煤巖集中應力下微電流測試系統及方法

有效

• 申請號: 202111436767.5
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114113224B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 李德行;王恩元;李忠輝;劉曉斐;馮小軍;鞠云強;王冬明;張昕
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧道花

1.一種煤巖集中應力下微電流測試系統，其特征在于：包括電磁屏蔽系統、加載系統和微電流采集系統，所述的加載系統包括放置在電磁屏蔽室（1）內的微控伺服壓機（4），設置在電磁屏蔽室（1）外的壓機控制臺，所述電流采集系統包括靜電計（15）和采集線路，所述靜電計置于電磁屏蔽室（1）外部，所述電磁屏蔽系統包括有信號轉接板（2），信號轉接板包括帶鉆孔木板（21）、銅網（22）和三同軸BNC轉接頭（23）；所述銅網（22）覆蓋在帶鉆孔木板（21）兩側，三同軸BNC轉接頭（23）穿過銅網（22）固定在鉆孔內，兩面對稱且與銅網之間保持密實，所述靜電計（15）通過射頻連接線（16）與電磁屏蔽室（1）上的信號轉接板（2）相連；電信號數據傳輸線（17）一端與信號轉接板（2）連接，另一端分別與第一銅電極片（11）和第二銅電極片（12）連接，所述電信號數據傳輸線（17）的正極與第一銅電極片（11）連接，負極與第二銅電極片（12）連接，屏蔽極空接；所述第二銅電極片（12）通過導線（18）與接地端口（19）連接，所述接地端口（19）接地；所述測試系統還包括濾波管（3）、微控伺服壓機（4）、壓機控制臺（7）、絕緣墊片（8）、不銹鋼墊塊（13）、計算機（20）；所述微控伺服壓機由穿過濾波管（3）的線纜（5）和油管（6）與電磁屏蔽室（1）外部的壓機控制臺（7）連接；所述壓機控制臺（7）用于控制微控伺服壓機（4）以及對力學參數數據進行顯示、存儲和處理；所述計算機（20）與靜電計（15）連接，用于對微電流數據的顯示、儲存和處理；所述微控伺服壓機（4）和不銹鋼墊塊（13）用于對試樣（10）施加集中載荷；所述第一銅電極片（11）和第二銅電極片（12）通過導電膠分別粘貼在試樣（10）非受載端表面及不銹鋼墊塊（13）側面，并用絕緣膠帶進行固定；所述試樣（10）置于平鋪在壓機工作臺（9）上的絕緣墊片（8）之上，所述不銹鋼墊塊（13）放置在試樣（10）受載端上方，并將另一絕緣墊片（8）放置在不銹鋼墊塊（13）之上。

2.一種煤巖集中應力下微電流測試系統的測試方法，使用權利要求1所述的煤巖集中應力下微電流測試系統，其特征在于，包括以下步驟：

首先將絕緣墊片（8）放置在壓機工作臺（9）上，煤巖試樣（10）放置在絕緣墊片（8）上，調整試樣（10）使其受載部分處于壓機工作臺（9）中心處；然后通過導電膠分別將第一銅電極片（11）和第二銅電極片（12）貼在試樣（10）非受載一側表面和不銹鋼墊塊（13）表面，并用絕緣膠帶固定；將不銹鋼墊塊（13）放置在試樣（10）受載部分上端，調整不銹鋼墊塊（13）使其中心與壓機工作臺（9）中心處于同一軸線，再將另一絕緣墊片（8）放置不銹鋼墊塊（13）上；

將電信號數據傳輸線（17）與信號轉接板（2）上的三同軸BNC轉接頭（23）相連，然后將電信號數據傳輸線（17）的正極接入第一銅電極片（11）、負極接入第二銅電極片（12）、屏蔽層電極空接；

打開微控伺服壓機（4）和靜電計（15），然后調整微控伺服壓機（4）使壓頭（14）與上部絕緣墊片（8）輕微接觸，再以0.1?mm/min的速率將載荷調整至10?N，等待電流恢復平穩；

電流平穩后，根據試驗方案對試樣（10）進行加載，并同時采集電流，電流數據儲存在計算機（20）中；

煤巖試樣破碎后，關閉微控伺服壓機（4）和靜電計（15），取下試樣上的第一銅電極片（11），移下不銹鋼墊塊（13）和絕緣墊片（8），清理試樣（10）。