CN103412054B - 煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架及使用方法，试验架包括内设煤岩试样的圆架、呈120度分布固定圆架的三个脚架，圆架上设有固定与煤岩试样相接触的声发射传感器的紧贴装置，圆架包括上圆架和下圆架，上圆架和下圆架分别固定在三个脚架的上下部；紧贴装置为多个，分别固定在上圆架和下圆架上。使用时，将传感器固定试验架放置在单轴压缩试验机上；在声发射传感器的信号采集端表面均匀涂抹耦合剂；安装声发射传感器后放置煤岩试样，即可进行单轴压缩声发射试验。本发明解决了目前在实验室内进行单轴压缩声发射试验时传感器空间位置固定不精确、试验过程中传感器脱落、传感器反复拆装劳动强度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器固定试验架及使用方法，尤其是一种适用于煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架及使用方法。
背景技术
实验室进行煤岩类材料单轴压缩声发射试验时，要求声发射传感器与煤岩试样紧密接触，且能够固定在试样表面。目前，还没有专门用于煤岩等标准圆柱试样表面固定声发射传感器的装置，声发射传感器的固定采用传感器表面涂固体黄油，然后用橡皮筋固定，存在传感器的空间位置固定不精确、试验过程中传感器脱落的问题，且需要反复多次对声发射传感器进行拆装，这样的情况下，增加了试样损耗和试验耗时，影响单轴压缩声发射试验的正常进行。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、固定效果好的用于煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架。
技术方案：本发明的煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架，包括内设煤岩试样的圆架、呈120度分布固定圆架的三个脚架，圆架上设有固定与煤岩试样相接触的声发射传感器的紧贴装置，所述的圆架包括上圆架和下圆架，上圆架和下圆架分别固定在三个脚架的上下部；所述的紧贴装置为多个，分别固定在上圆架和下圆架上。
所述的紧贴装置包括有壳体、罩盖和弹簧，所述的壳体一端固定在所述的圆架上，另一端为直径小于所述的罩盖直径的环形挡板，所述的罩盖为一圆盘，设置在壳体内，所述的弹簧一端固定在所述的圆架上，另一端连接所述的罩盖，所述的壳体上与轴线平行开有便于声发射传感器导线出入的条形缺口。
所述的紧贴装置为四个，两两分别固定在上圆架和下圆架上，固定在同一圆架上的两个紧贴装置间隔180度对称分布，上圆架与下圆架之间的紧贴装置以圆架轴心为中心在空间上间隔90度分布。
使用上述传感器固定试验架的煤岩单轴压缩声发射试验的使用方法，包括如下步骤：
（1）将传感器固定试验架放置在单轴压缩试验机上；
（2）在声发射传感器的信号采集端表面涂抹耦合剂，耦合剂选用固体黄油，应保证耦合剂涂抹均匀，并完全覆盖声发射传感器的信号采集端表面；
（3）安装声发射传感器，使声发射传感器的导线对准紧贴装置的条形缺口，并通过条形缺口从壳体中探出，声发射传感器未涂抹耦合剂的一端与罩盖接触，通过声发射传感器导线向声发射传感器施加压力将声发射传感器送向壳体内部，以便有足够的空间放置煤岩试样，并保证声发射传感器不从壳体内脱落，此时，弹簧被压缩，保持这种压缩状态等待下一步操作；
（4）放置煤岩试样，将煤岩试样从传感器固定试验架上端放入上圆架和下圆架之内，保证煤岩试样底部与脚架底端平齐，然后，缓慢释放施加在声发射传感器上的压力，直到声发射传感器信号采集端接触煤岩试样为止；
（5）检查四个声发射传感器的所有连接准确无误后，开始进行单轴压缩声发射试验；
（6）试验结束后，通过声发射传感器导线将声发射传感器压向紧贴装置的壳体内部，使声发射传感器与煤岩试样脱离接触，取走做完试验的煤岩试样，然后释放施加在声发射传感器上的压力，将声发射传感器从壳体中取出。
有益效果：本发明适用于在煤岩标准圆柱试样表面固定声发射传感器，可满足在实验室内反复进行煤岩类材料单轴压缩过程中声发射监测的传感器固定需要。采用圆架与脚架将紧贴装置相对固定的设计方法，标准煤岩试样放置在圆架内，声发射传感器放置在紧贴装置内，并与煤岩试样紧密接触，既可保证安放位置的精确、传感器固定压力的提供，又可保证试验架重复利用。在实验室内反复大量进行标准煤岩试样单轴压缩声发射试验时可减轻调整拆装的劳动强度，减小试样损耗，降低试验耗时，提高试验效率和成功率。适用于在煤岩标准圆柱试样表面固定声发射传感器的试验架，可满足在实验室内反复进行煤岩类材料单轴压缩过程中声发射监测的传感器固定需要。解决了目前在实验室内进行单轴压缩声发射试验时传感器空间位置固定不精确、试验过程中传感器脱落、传感器反复拆装劳动强度大的问题。其结构简单，固定效果，方便快捷，稳定性好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明的紧贴装置结构示意图；
图4是图3的左视结构图；
图5是图3的剖面结构图。
图中：1-圆架，11-上圆架，12-下圆架，2-脚架，3-紧贴装置，31-壳体，32-罩盖，33-弹簧，34-挡板，35-缺口，4-声发射传感器，41-声发射传感器导线，5-煤岩试样。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1、图2所示，本发明的传感器固定试验架的圆架1为圆柱形壳体构件，它包括上圆架11和下圆架12，上圆架11和下圆架12通过三个均匀分布的脚架2焊接在一起，共同起着固定紧贴装置3空间位置的作用。上圆架11和下圆架12上分别焊接有两个紧贴装置3，所述的紧贴装置3为圆柱形壳体，形状大小相同，其轴心与所述的圆架1中心线对齐。同一圆架上的两个紧贴装置3间隔180度对称分布，上圆架11上的紧贴装置3与下圆架12上的紧贴装置3间隔90度分布。如图3、图4、图5所示，紧贴装置3包括壳体31、罩盖32和弹簧33，壳体31一端固定在圆架1上，另一端为直径小于罩盖32直径的环形挡板34，壳体31上开有条形缺口35，可方便声发射传感器导线41通过，壳体31内放置罩盖32，罩盖32可以在壳体内移动，弹簧33一端焊接在圆架1上，另一端焊接在罩盖32上。如图1、图2所示，煤岩试样5放置在圆架1内，声发射传感器4放置在紧贴装置3的壳体31内，声发射传感器导线41通过壳体31上的缺口35与外界相连，声发射传感器4一端与罩盖32紧密接触，另一端与煤岩试样5紧密接触，弹簧33通过罩盖32均匀地将固定压力传递到声发射传感器4上。所述的上圆架11和下圆架12为圆柱形壳体，形状大小相同，所述的上圆架11和下圆架12的中心线至所述的脚架2底端距离分别为十毫米和九十毫米，其轴心在同一竖直直线上。
使用上述传感器固定试验架的煤岩单轴压缩声发射试验的使用方法，具体步骤如下：
（1）将传感器固定试验架放置在单轴压缩试验机上；
（2）在声发射传感器4的信号采集端表面涂抹耦合剂，四个声发射传感器4的信号采集端均需涂抹，耦合剂选用固体黄油，应保证耦合剂涂抹均匀，并完全覆盖声发射传感器4的信号采集端表面；
（3）安装声发射传感器4，使声发射传感器4的导线对准紧贴装置3的条形缺口35，并通过条形缺口35从壳体中探出，声发射传感器4未涂抹耦合剂的一端与罩盖32接触，通过声发射传感器导线41向声发射传感器4施加压力将声发射传感器4送向壳体31内部，以便有足够的空间放置煤岩试样5，并保证声发射传感器4不从壳体31内脱落，此时，弹簧33被压缩，保持这种压缩状态等待下一步操作，涂有耦合剂的四个声发射传感器4需同时安装完成，才可进行下一步操作；
（4）放置煤岩试样5，将煤岩试样5从传感器固定试验架上端放入上圆架11和下圆架12之内，保证煤岩试样5底部与脚架2底端平齐，然后，缓慢释放施加在声发射传感器4上的压力，直到声发射传感器4信号采集端接触煤岩试样5为止，这样，在传感器固定试验架作用下，四个声发射传感器4被同时固定在煤岩试样5表面；
（5）检查四个声发射传感器4的所有连接准确无误后，开始进行单轴压缩声发射试验；
（6）试验结束后，通过声发射传感器导线41将声发射传感器4压向紧贴装置3的壳体31内部，使声发射传感器4与煤岩试样5脱离接触，取走做完试验的煤岩试样5，然后释放施加在声发射传感器4上的压力，将声发射传感器4从壳体31中取出，以备下次使用。
Claims (3)
1. 一种煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架，其特征在于：它包括内设煤岩试样(5)的圆架(1)、呈120度分布固定圆架(1)的三个脚架(2)，圆架(1)上设有固定与煤岩试样(5)相接触的声发射传感器(4)的紧贴装置(3)，所述的圆架(1)包括上圆架(11)和下圆架(12)，上圆架(11)和下圆架(22)分别固定在三个脚架(2)的上下部；所述的紧贴装置(3)为多个，分别固定在上圆架(11)和下圆架(12)上；
所述的紧贴装置(3)包括有壳体(31)、罩盖(32)和弹簧(33)，所述的壳体(31)一端固定在所述的圆架(1)上，另一端为直径小于所述的罩盖(32)直径的环形挡板(34)，所述的罩盖(32)为一圆盘，设置在壳体(31)内，所述的弹簧(33)一端固定在所述的圆架(1)上，另一端连接所述的罩盖(32)，所述的壳体(31)上与轴线平行开有便于声发射传感器导线(41)出入的条形缺口(35)。
2.如权利要求1所述的煤岩单轴压缩声发射试验的传感器固定试验架，其特征在于，所述的紧贴装置(3)为四个，两两分别固定在上圆架(11)和下圆架(12)上，固定在同一圆架上的两个紧贴装置(3)间隔180度对称分布，上圆架(11)与下圆架(12)之间的紧贴装置(3)以圆架轴心为中心在空间上间隔90度分布。
3.一种使用如权利要求1所述传感器固定试验架的煤岩单轴压缩声发射试验的使用方法，其特征在于：
（1）将传感器固定试验架放置在单轴压缩试验机上；
（2）在声发射传感器(4)的信号采集端表面涂抹耦合剂，耦合剂选用固体黄油，应保证耦合剂涂抹均匀，并完全覆盖声发射传感器(4)的信号采集端表面；
（3）安装声发射传感器(4)，使声发射传感器(4)的导线对准紧贴装置(3)的条形缺口(35)，并通过条形缺口(35)从壳体中探出，声发射传感器(4)未涂抹耦合剂的一端与罩盖(32)接触，通过声发射传感器导线(41)向声发射传感器(4)施加压力将声发射传感器(4)送向壳体(31)内部，以便有足够的空间放置煤岩试样(5)，并保证发射传感器(4)不从壳体(31)内脱落，此时，弹簧(33)被压缩，保持这种压缩状态等待下一步操作；
（4）放置煤岩试样(5)，将煤岩试样(5)从传感器固定试验架上端放入上圆架(11)和下圆架(12)之内，保证煤岩试样(5)底部与脚架(2)底端平齐，然后，缓慢释放施加在声发射传感器(4)上的压力，直到声发射传感器(4)信号采集端接触煤岩试样(5)为止；
（5）检查声发射传感器(4)的所有连接准确无误后，开始进行单轴压缩声发射试验；
（6）试验结束后，通过声发射传感器导线(41)将声发射传感器(4)压向紧贴装置(3)的壳体(31)内部，使声发射传感器(4)与煤岩试样(5)脱离接触，取走做完试验的煤岩试样(5)，然后释放施加在声发射传感器(4)上的压力，将声发射传感器(4)从壳体(31)中取出。
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