[发明专利]带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法

权利要求书

1.带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将试样(13)放置于位于围压室(16)内的正方形上压头(5)和位于围压室(16)内的正方形下压头(6)之间，用橡胶套将试样(13)、正方形上压头(5)及正方形下压头(6)套上，并用卡箍将橡胶套密封；围压室(16)下方设置有底座(17)；将超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)的声波发射面通过耦合剂耦合至试样(13)的前方或后方；将两块水平压头(9)通过耦合剂分别耦合至试样(13)的左右两侧面上；将超声相控阵列检测系统的上位机(21)与超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)连接,将超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)通过超声相控阵列检测系统的USB接口(19)与超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)连接；

步骤二：对超声相控阵检测系统进行调整并检测，对超声相控阵检测系统参数进行设置，确保超声相控阵检测系统的正常工作；

步骤三：轴压伺服泵通过位于轴压室(22)外壁上端的左侧的轴向加载系统进油口(2)与位于轴压室(22)外壁上端的右侧的轴向加载系统出油口(3)控制位于轴压室(22)内的垂直加载活塞(1)；轴压室(22)下端面设置有通孔，轴压室(22)与围压室(16)通过通孔连通；垂直加载活塞(1)通过通孔进入围压室(16)，并贴近正方形上压头(5)的正上方，从而给试样(13)施加Z方向力；轴向加载系统排气口(4)用于排除轴压室(22)内的空气；

步骤四：围压伺服泵通过围压加压系统进油口(11)与围压加压系统出油口(12)将液压油泵入围压室(16)，从而给试样(13)施加Y方向力，围压加压系统排气口(10)排除围压室(16)内的空气，在排除空气后关闭围压伺服阀；

步骤五：操作手动操作加载部分(7)，使右轴杆(15)左进，并与水平压头(9)贴近，以确保操作后试样(13)不发生偏离；操作泵动加载部分(8)，使左轴杆(14)右进，并贴近水平压头(9)，从而对试样(13)施加X方向力；

步骤六：给试样(13)施加X方向力、Y方向力和Z方向力的过程中，上位机(21)依次通过超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)上的微处理器(20.7)、数据采集器(20.6)、触发延迟电路(20.5)、超声阵元触发电路(20.4)和阵元切换电路(20.1)传递电脉冲信号给超声相控阵换能器(18)；超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)将传递过来的电脉冲信号转化为声波信号，并将声波信号传递给试样(13)；

步骤七：试样(13)接收到声波信号后产生回波信号,并将回波信号传递给超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)，超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)将接收到的回波信号转化为电信号，并将电信号依次传递给超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)上的阵元切换电路(20.1)、信号放大调理电路(20.2)、数模转换器(20.3)、数据采集器(20.6)和微处理器(20.7)；

步骤八：超声相控阵列检测系统的上位机(21)接收超声相控阵列检测系统的微处理器(20.7)传递的电信号，并转化成图像显示在超声相控阵列检测系统的上位机(21)；通过超声相控阵列检测系统的上位机(21)直观、清楚地观察裂纹的萌生、扩展、贯通至破坏的演化进程。

2.根据权利要求1所述的带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，其特征在于：所述超声相控阵换能器(18)的声波发射面以外的其余面用密封盒密封，密封盒为空心矩形。

3.根据权利要求2所述的带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，其特征在于：所述超声相控阵列检测系统的USB接口(19)位于围压室(16)外壁下端。

4.根据权利要求3所述的带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，其特征在于：所述水平压头(9)及超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)设置于橡胶套外侧；步骤六中，超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)和超声相控阵列检测系统的上位机(21)均设置于围压室(16)外部。