[发明专利]一种棒状非金属材料试块综合检测装置

说明书

本发明公开了一种棒状非金属材料试块综合检测装置，对测试工装、检测探头、加压舱的集成设计，集多个检测项目探头于一体，能在同一试块上通过一次加载进行多项检测项目，大幅度提高检测效率；多探头集成检测后，不仅可以看到电阻率、弹性模量、泊松比的变化，而且可以动态检测过程中试块纵、横波速度的变化过程；渗透率测试也可以在围压加载情况下进行检测；在模拟压裂过程中，不仅可以动态监测压裂发生过程，而且同时可以监测纵横波速度、电阻率、渗透率的变化过程；声波测试和弹性模量及泊松比检测同时进行，使得两种弹性模量、泊松比的测试方法可以针对同一试块同时进行，使两种监测手段的比对更具有科学性和说服力。

技术领域

本发明涉及材料性能的测试技术，具体是一种棒状非金属材料试块综合检测装置。

背景技术

在材料检测、地质勘探、矿业研究、煤层气开发等行业内，经常需要对非金金属试块进行各种物理性能检测。常见的试块物理性能检测项目有电阻率测试、渗透率测试、声波测试、声发射检测、弹性模量及泊松比检测等，进而获取岩石物理模型、储层属性等，为材料检测评估、勘探开发、地质分析提供支撑。

目前在对非金属试块进行物理性能测试时，一般都是不同测试项目使用不同的测试装置，测试项目转换时，需要更换工装、测试设备，甚至在试块污染破损时需要更换试块。这样不仅效率低下，而且不同试块间特性的差异会导致测量数据不准确性加大。有部分科研院所已经在尝试将测试中的两项或3项融合在一起进行检测，以获取更高的检测效率。如部分煤炭试块检测装置将电阻率检测、渗透率测试与弹性模量及泊松比检测融合在一起，并在施加围压和轴压的过程中，监测电阻率变化并检测弹性模量和泊松比；随后撤去围压轴压后，加入水媒介，测试渗透率并同时监测电阻率变化。由此也能看出集成测试的优势还在于在进行某项监测的同时，可以观察其它监测参数的动态变化，使测试过程更全面更准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棒状非金属材料试块综合检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种棒状非金属材料试块综合检测装置包括：伺服油源、伺服控制系统和加压舱，所述伺服控制系统包括：伺服控制设备、比例减压阀、压力传感器、力传感器、伺服阀以及加载缸；

所述加压舱包括：上加载工装、下加载工装、加油阀、活塞传递机构、排空阀、形变测试工装及测试引线，所述上加载工装和下加载工装分别设置在径向变形量测试工装或轴向变形量测试工装的顶部和底部，上加载工装和下加载工装上均集成有：电阻率测试电流电极、电阻率测试电压电极以及各三只声发射传感器，此外，上加载工装上还设置有超声波探头、渗透率测试媒介入口，下加载工装上还设置有超声波接收器、渗透率测试媒介出口，所述测试引线分别连接弹性模量及泊松比测试设备、电阻率测试设备、声波测试设备、声发射测试设备以及渗透率测试设备。

作为本发明进一步的方案：所述伺服控制设备包括嵌入式控制器、双通道模拟量采集设备和双通道模拟量输出设备，所述压力传感器和力传感器均与双通道模拟量采集设备连接，所述伺服阀和比例减压阀均与双通道模拟量输出设备连接，双通道模拟量采集设备和双通道模拟量输出设备均与嵌入式控制器连接。

作为本发明进一步的方案：所述径向变形量测试工装和轴向变形量测试工装均包括环形基座、四根悬臂梁、应变片，所述应变片分别粘贴在四根悬臂梁的根部位置，此外，径向变形量测试工装还包括四组预紧螺栓，预紧螺栓安装在悬臂梁的顶部，轴向变形量测试工装还包括环形斜台，位于悬臂梁的顶部。

作为本发明进一步的方案：所述电阻率测试设备包括恒流源、电流表、电压表，恒流源与电流表串联，并分别连接设置在试块两端的电阻率测试电流电极，所述电压表分别连接设置在试块两端的电阻率测试电压电极。