[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装置

摘要

本发明公开了一种带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验装置，包括上位机、超声触发/接收板和超声相控阵换能器，上位机与超声触发/接收板连接，超声相控阵换能器与试样耦合；超声触发/接收板由阵元切换电路、信号放大调整电路、数模转换器、超声阵元触发电路、触发延迟电路、数据采集器、微处理器；阵元切换电路与信号放大调整电路和超声阵元触发电路连接，信号放大调整电路通过数模转换器与数模转换器连接，超声阵元触发电路通过触发延迟电路与数模转换器连接，数模转换器连接通过微处理器与上位机连接，本发明具有信噪比好、分辨率高、使用方便的优点。

主权项

带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验装置，包括真三轴加载系统和超声相控阵列检测系统；其特征在于：所述真三轴加载系统包括X方向加载系统、Y方向加载系统、Z方向加载系统，X方向加载系统、Y方向加载系统、Z方向加载系统各自独立,X方向加载系统包括：手动操作加载部分(7)、泵动加载部分(8)和水平压头(9)；Y方向加载系统包括：围压加压系统排气口(10)，围压加压系统进油口(11)、围压加压系统出油口(12)；Z方向加载系统包括：轴压室(22)、垂直加载活塞(1)、正方形上压头(5)、正方形下压头(6)；正方形上压头(5)和正方形下压头(6)均设置于围压室(16)内,轴压室(22)安装在围压室(16)正上方，垂直加载活塞(1)位于正方形上压头(5)正上方，正方形上压头(5)和下正方形压头(6)分别设置于试样(13)的上、下两端；所述轴压室(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)包括垂直加载活塞横向部分(1.1)和垂直加载活塞纵向部分(1.2)，垂直加载活塞纵向部分(1.2)与垂直加载活塞横向部分(1.1)垂直，垂直加载活塞纵向部分(1.2)位于垂直加载活塞横向部分(1.1)下端的中心，垂直加载活塞横向部分(1.1)位于轴压室(22)内，垂直加载活塞纵向部分(1.2)下端位于通孔内或向下伸出轴压室(22)进入围压室(16)，垂直加载活塞横向部分(1.1)与垂直加载活塞纵向部分(1.2)为一体式结构；有左轴杆(14)、右轴杆(15)分别以轴对称形式设置于围压室(16)两侧,且分别穿过围压室(16)外壁；泵动加载部分(8)右端连接于左轴杆(14)左端，手动操作加载部分(7)左端连接于右轴杆(15)右端；围压加压系统进油口(11)、围压加压系统出油口(12)分别以轴对称形式设置于围压室(16)外壁下端的左、右两侧，围压加压系统排气口(10)设置于围压室(16)外壁上端的右侧；有底座(17)垂直连接于围压室(16)下端；试样(13)为底面为正方形的矩形体，水平压头(9)有两个，分别位于试样(13)左、右两端，水平压头(9)为长方体，且与试样(13)接触的截面与试样(13)形状及尺寸相同；正方形上压头(5)和正方形下压头(6)的底面形状均为正方形、且与所述试样(13)底面尺寸相同；所述Z方向加载系统还包括轴向加载系统进油口(2)、轴向加载系统出油口(3)和轴向加载系统排气口(4)，轴向加载系统进油口(2)和轴向加载系统出油口(3)分别以轴对称形式设置于轴压室(22)外壁上端的左、右两侧，轴向加载系统排气口(4)设置于轴压室(22)外壁下端的右侧；所述超声相控阵列检测系统包括上位机(21)、超声触发/接收板(20)和超声相控阵换能器(18)，所述上位机(21)与超声触发/接收板(20)连接，超声相控阵换能器(18)声波发射面通过耦合剂耦合在试样(13)的前方或后方，上压头(5)及下压头(6)位于橡胶套内，卡箍分别设置于橡胶套上下两端；所述超声触发/接收板(20)和上位机(21)均设置于围压室(16)外。