[发明专利]用于岩石损伤测试的可调式声发射测试传感器定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩石、混凝土等材料试件力学试验测试技术领域，特别涉及在岩石、混凝土等材料试件损伤测试中使用的声发射测试传感器固定装置。

背景技术

在岩石力学试验中，对岩石损伤过程中的声发射特征进行测试时，所使用的声发射测试传感器尚无专门的固定装置，目前试验测试普遍采用胶带缠绕或橡皮筋绑扎两种固定方式。声发射测试传感器直径通常在5mm-15mm之间，测试试验中，为了使声发射测试传感器与被测试件更好地耦合，通常需使用黄油或凡士林等作为耦合剂，涂抹于声发射测试传感器端面与被测试件之间。但这些措施不能保障声发射测试传感器端面与被测试件耦合面的平行度及与被测试件的良好耦合，尤其是形状不规则的试件，更是难于固定。再则，黄油或凡士林等耦合剂易导致胶带粘接性降低或失效，且在测试试件径向膨胀变形中，胶带易对声发射测试传感器形成较大约束，使其受力增大，甚至使其造成一定损坏；橡皮筋绑扎虽然在试样径向膨胀变形中受拉伸长，可发生一定变形，但该固定方式极易导致声发射测试传感器翻滚，难以保障声发射测试传感器与被测试件的良好接触。此外，上述两种固定方式均需在试验预加荷载前进行，且在试验过程中不能进行调整，并极难使声发射测试传感器精确对位。上述两种固定方式还存在以下问题：(1)难以保障同一批次被测试件测试中声发射测试传感器受力的一致性，而且极易在测试中形成较多伪信号，给测试结果的分析、判断造成了极大困难。(2)对其他变形测试传感器的安装极为不便。

为了克服上述问题，发明人先后研究开发出了声发射测试传感器固定装置(ZL200910059594.2)和万向式声发射测试传感器固定装置(ZL200910059593.8)，两个固定装置的基本结构均为：用于安装声发射测试传感器的两个基座分别安装在与联接杆两端固定联接的悬臂杆的自由端，安装在悬臂杆自由端的两个声发射测试传感器的端面相互平行。在这两种声发射测试传感器固定装置的使用中，发明人发现它们并不能很好地解决发明设想所要解决的问题。其原因在于，试件在试验测试过程中，从加载开始直至破坏的整个测试过程，试件变形一直在发生变化，安装传感器的两个臂杆自由端的声发射测试传感器，由于联接杆两端固定联接悬臂杆的联接长度在试件整个试验测试过程中是固定不变的，因而会导致传感器的端面会由初始的平行状态，变化为不平行的“八子”状态，这不仅难以保证传感器与试件相贴合部位为传感器端平面中心，而传感器的端面正中心则是信号监测有效部位，由于传感器端面正中心未能与被测试件有效接触，导致测量信号不准，甚至导致无法测得信号。除此之外，更为重要的是对于需要两对以上的声发射测试传感器进行测试的不规整截面样品试件，不能很好地胜任试件的测试。尽管ZL200910059593.8公开的万向式声发射测试传感器固定装置，可以对传感器端平面的方向进行调整，但实际操作中试验人员仍难以保证调整后传感器端平面中心与试件表面有效接触，更无法保证调整后两个对称传感器端平面中心的连线通过试件的设定测试方向，并会导致与控制软件中的设置位置不一致，因而仍未能完全确保测试成功和结果的可靠性。由于传感器安放位置在控制软件中设置有准确位置，对于圆柱形试件正好通过试件直径，方形试件正好通过截面中心，但已有的这两种固定装置都难以确保安装时与控制程序中的设置一致，因而导致测得的结果不准，与实际差异较大。此外，这两种固定装置，对于需要两对以上的声发射测试传感器进行测试的不规则样品试件，不能完成样品试件的测试。

发明内容

针对现有技术的声发射测试传感器固定装置存在的不足，本发明的目的旨在提供一种新结构的用于岩石损伤测试的可调式声发射测试传感器定位装置，以确保相向设置的声发射测试传感器端平面中心相对，并确保与控制软件中设置的位置一致，提高测试效率、测试的准确性和真实性。

本发明提供的用于岩石损伤测试的可调式声发射测试传感器定位装置，其构成主要包括定位装置框架、安装声发射测试传感器的安装座、将声发射测试传感器固定于安装座内的固定组件和将安装座安装于定位装置框架上的安装机构，所述定位装置框架为矩形环状框架，在其四个方向的框架壁面至少在一对相对的框架壁面上设计有用于安装安装机构的缝槽，且位于不同框架壁面上的缝槽位于矩形环状框架的同一截平面内；所述安装座为内腔与声发射测试传感器外缘相匹配的筒体结构，筒体壁上设计有传感器接线引出缺口；所述安装机构为可自动轴向调整安装座位置的安装机构，至少为两副，且两两相向设置，通过槽缝安装于矩形环状框架上，使相向设置的传感器端平面中心相对，位于一条线上。