CN112255258B - 一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法，通过增压装置能增加冻融实验箱内的气压，通过真空泵能降低冻融实验箱内的气压，两者结合能对冻融实验箱内的气压进行调节；温度及气压监测装置能对试样的温度变化进行监测，同时对箱体内的环境温度和环境气压进行监测；温度调节装置能对试样进行冻融循环提供升温和降温工作，并能设定循环次数，图像采集装置结合温度及气压监测装置能在试样进行冻融循环过程中分别获取试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；因此本发明能模拟不同海拔的环境气压状态，然后在该环境下进行冻融循环实验过程中获得试样温度全尺度变化情况和试样的全场变形，为后续冻融循环的研究提供数据支撑。

Description

一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种监测系统及方法，具体是一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法。

背景技术

高海拔高寒地区的四季温差大，有些地方一年内最大温差可达45℃，因此地表存在着明显的融化和冻结过程。甚至在一天中，温度也存在零上和零下的时间段。由于水体结冰会使体积膨胀约9％，这种特性导致岩石内部孔隙在水冰的相互转换过程中不断受到破坏，造成岩体损伤；矿山开采和道路建设等形成的人工边坡、天然存在的边坡在这种长时间的冻融循环作用下离散块体的铰接状态不断破坏，最终导致滑坡等地质灾害。

基于高海拔高寒地区的特殊条件，学者围绕冻融循环过程中岩土体的破坏规律而开展的研究越来越多。相较于微观参量变化，试样变形是实验最直观的数据，而针对冻融循环过程中试样变形监测，往往依赖于应变片。但是应变片仅能监测试样局部位置的形变状态，如需监测不同的位置就需要增加应变片数量。多个应变片连接线路繁杂易受到人为因素的干扰，并且受限于设备的信号接收通道数量。此外，温度的变化本身会干扰应变片的测试精度，对实验结果造成影响。因此，如何在冻融循环过程中获取试样全场变形是行业的研究方向。

冻融循环实验过程中的温度测试是另一个重要方面。清楚冻融循环中的温度传递规律有利于理解高海拔高寒地区冻融失稳的灾变机理。传统测温方法仅限于用温度传感器测试试样内部某处的温度，对于非均质性材料来说不能很好的反应试样不同区域的温度变化规律。另外，试样冻融过程中表面最容易先破坏，监测试样表面温度有利于探究破坏区的温度演化过程，而传统的热电偶很难实现试样全尺度的温度监测。因此试样冻融循环过程中的温度全尺度表征试样方法也是一个亟待解决的问题。

在进行上述实验时，由于实际情况中不同海拔对应不同的环境压力。因此，为了模拟不同海拔下进行试样实验，也是所需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法，能模拟不同海拔的环境气压情况，然后在该环境下进行冻融循环实验过程中获得试样温度全尺度变化情况和试样的全场变形，为后续冻融循环的研究提供数据支撑。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于试样冻融循环实验的监测系统，包括模拟气压装置、冻融实验箱、温度及气压监测装置、温度调节装置、图像采集装置和计算机，

所述冻融实验箱包括箱体和放置台，放置台固定在箱体内部，放置台上放置试样，箱体侧部装有能开闭的密封门，密封门上开设透明观察窗，箱体外表面包裹一层聚酯保温层；所述箱体侧壁设有抽气口、通讯口、第一排气口、第二排气口和进气口，抽气口、第一排气口、第二排气口和进气口处均装有球阀；

所述温度调节装置包括升温控制装置、降温控制装置、电热丝和制冷管，升温控制装置和降温控制装置并排固定在箱体顶部，电热丝固定在箱体内顶板，制冷管固定在箱体内底板，升温控制装置与电热丝电连接，降温控制装置与制冷管电连接；

所述模拟气压装置包括氮气瓶、第一注气管、增压装置、第二注气管、抽气装置和阀门控制器，氮气瓶通过第一注气管与增压装置的进气端连接，增压装置的出气端通过第二注气管与箱体的进气口连接，第一注气管上装有压力表和减压阀，第二注气管上装有第一电控减压阀，第一排气口装有第二电控减压阀，第一电控减压阀和第二电控减压阀均与阀门控制器电连接，阀门控制器与计算机电连接；抽气装置通过管路与抽气口连接；

所述温度及气压监测装置包括温度监测装置、环境温度传感器、温度采集仪和气压传感器，温度监测装置由多个温度传感器组成，多个温度传感器插入试样内部且不均匀分布，多个温度传感器通过数据线穿出通讯口与温度采集仪连接，环境温度传感器和气压传感器均固定在箱体内，环境温度传感器通过数据线与温度采集仪连接，温度采集仪通过数据线与计算机连接，气压传感器通过数据线与计算机连接；

所述图像采集装置包括红外热像仪和试样应变采集系统，红外热像仪处于箱体外部且朝向透明观察窗，试样应变采集系统上装有两个图像采集器，两个图像采集器均朝向透明观察窗；红外热像仪和试样应变采集系统均通过数据线与计算机连接。

进一步，所述抽气装置为真空泵。

进一步，所述增压装置为空气压缩机。

进一步，所述透明观察窗由双层玻璃组成。双层玻璃能有效起到隔热作用，使冻融实验箱与外界降低热传递速度，提高实验效果。

一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，具体步骤为：

A、先按照所需尺寸制作试样，然后在试样表面的不同位置打设不同深度的钻孔，在每个钻孔内分别装入各个温度传感器并进行密封，采用哑光油漆在试样表面制作散斑，散斑用于图像采集器采集试样的全场应变；

B、将试样放在放置台上，并将各个温度传感器通过数据线与温度采集仪连接，然后将整个监测系统连接完成；

C、关闭箱体上的第一排气口、第二排气口和进气口处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口对箱体内部抽气，抽气30s后关闭抽气装置，并关闭抽气口处的球阀，然后通过气压传感器实时采集箱体内的实时气压值，并持续一段时间，若该段时间内气压值稳定，则说明箱体的气密性合格，打开抽气口、第一排气口、第二排气口和进气口处的球阀并进入步骤D；若该段时间内气压值出现持续升高，则说明箱体的气密性不合格，对箱体进行维修，并再次重复步骤C；

D、通过计算机设定一个箱体内气压值，通过气压传感器监测当前箱体内的气压值，并反馈给计算机；

若设定的气压值大于当前箱体内的气压值，则关闭抽气口、第一排气口和第二排气口处的球阀，打开氮气瓶，氮气经过减压阀进入增压装置，增压装置对氮气进行增压，并将增压后的氮气通过进气口充入箱体内，气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，直至实时监测气压值达到设定的气压值时，停止增压装置，并关闭抽气口处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

若设定的气压值小于当前箱体内的气压值，则关闭进气口、第一排气口和第二排气口处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口对箱体内部抽气，气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，直至实时监测气压值降低到设定的气压值时，停止抽气装置，并关闭抽气口处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

E、通过升温控制装置和降温控制装置分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置和降温控制装置，进而使电热丝和制冷管交替工作，实现对试样的冻融循环过程，直至达到设定循环次数；在冻融循环全过程，通过红外热像仪和温度监测装置实时监测试样表面温度及试样内部温度，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下各个温度传感器在试样内部的温度和试样表面温度的变化情况，同时通过试样应变采集系统实时采集试样数据，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下试样的全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和E，从而能得出不同设定气压条件下试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；

F、打开进气口和第一排气口处的球阀，通过升温控制装置和降温控制装置分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置和降温控制装置，进而使电热丝和制冷管交替工作，实现对试样的冻融循环过程；同时气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，在降温控制装置进行工作时，由于热胀冷缩原理监测的实时气压值会小于设定气压值，则计算机通过阀门控制器控制第一电控减压阀打开对箱体内充入氮气进行增压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第一电控减压阀；在升温控制装置进行工作时，监测的实时气压值会大于设定气压值，则计算机通过阀门控制器控制第二电控减压阀打开使箱体内的氮气部分排出进行降压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第二电控减压阀，维持箱体内的气压恒定；在气压恒定的冻融循环全过程，通过红外热像仪、温度监测装置和试样应变采集系统实时监测试样的数据，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该恒定气压条件下试样温度全尺度变化情况和显示试样全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和F，从而能得出不同恒定气压条件下试样温度全尺度变化情况和显示试样全场变形情况。

与现有技术相比，本发明采用模拟气压装置、冻融实验箱、温度及气压监测装置、温度调节装置、图像采集装置和计算机相结合方式，通过增压装置能增加冻融实验箱内的气压，通过真空泵能降低冻融实验箱内的气压，两者结合能对冻融实验箱内的气压进行调节；温度及气压监测装置能对试样内部的温度变化进行监测，同时对箱体内的环境温度和环境气压进行监测；温度调节装置能对试样进行冻融循环提供升温和降温工作，并能设定循环次数，图像采集装置结合温度及气压监测装置能在试样进行冻融循环过程中分别获取试样温度全尺度变化情况和显示试样全场变形情况；并且本发明能在不考虑温度变化影响箱体内气压的情况下进行试验，获取对应的数据，同时能在考虑温度变化影响箱体内气压的情况下，对气压进行动态调节维持内部箱体内气压在实验过程中恒定，从而获取对应的数据。两者进行对比能进行冻融循环数据分析；因此本发明能模拟不同海拔的环境气压状态，然后在该环境下进行冻融循环实验过程中获得试样温度全尺度变化情况和试样的全场变形，为后续冻融循环的研究提供数据支撑。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中冻融实验箱的立体结构示意图。

图中：1-氮气瓶，11-压力表，12-减压阀，13-空气压缩机，14-第一电控减压阀，15-第二电控减压阀，16-阀门控制器，17-第二排气口，18-抽气口，19-真空泵，120-气压传感器，121-进气口，122-第一排气口，2-箱体，21-升温控制装置，22-电热丝，23-降温控制装置，24-制冷管，25-通讯口，26-透明观察窗，27-放置台，28-聚酯保温层，3-试样应变采集系统，31-图像采集器，4-红外热像仪，41-温度监测装置，42-环境温度传感器，43-温度采集仪，5-试样，51-散斑，6-计算机。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种用于试样冻融循环实验的监测系统，包括模拟气压装置、冻融实验箱、温度及气压监测装置、温度调节装置、图像采集装置和计算机，

所述冻融实验箱包括箱体2和放置台27，放置台27固定在箱体2内部，放置台27上放置试样5，箱体侧部装有能开闭的密封门，密封门上开设透明观察窗26，箱体2外表面包裹一层聚酯保温层28；所述箱体2侧壁设有抽气口18、通讯口25、第一排气口122、第二排气口17和进气口121，抽气口18、第一排气口122、第二排气口17和进气口121处均装有球阀；

所述温度调节装置包括升温控制装置21、降温控制装置23、电热丝22和制冷管24，升温控制装置21和降温控制装置23并排固定在箱体2顶部，电热丝22固定在箱体2内顶板，制冷管24固定在箱体2内底板，升温控制装置21与电热丝22电连接，降温控制装置23与制冷管24电连接；

所述模拟气压装置包括氮气瓶1、第一注气管、增压装置、第二注气管、抽气装置和阀门控制器16，氮气瓶1通过第一注气管与增压装置的进气端连接，增压装置的出气端通过第二注气管与箱体2的进气口连接，第一注气管上装有压力表11和减压阀12，第二注气管上装有第一电控减压阀14，第一排气口122装有第二电控减压阀15，第一电控减压阀14和第二电控减压阀15均与阀门控制器16电连接，阀门控制器16与计算机6电连接；抽气装置通过管路与抽气口18连接；

所述温度及气压监测装置包括温度监测装置41、环境温度传感器42、温度采集仪43和气压传感器120，温度监测装置41由多个温度传感器组成，多个温度传感器插入试样5内部且不均匀分布，，多个温度传感器通过数据线穿出通讯口25与温度采集仪43连接，环境温度传感器42和气压传感器120均固定在箱体2内，环境温度传感器42通过数据线与温度采集仪43连接，温度采集仪43通过数据线与计算机6连接，气压传感器120通过数据线与计算机6连接；

所述图像采集装置包括红外热像仪4和试样应变采集系统3，红外热像仪4处于箱体2外部且朝向箱体2，试样应变采集系统3上装有两个图像采集器31，两个图像采集器31均朝向箱体2；红外热像仪4和试样应变采集系统3均通过数据线与计算机6连接。

上述升温控制装置21、降温控制装置23、温度采集仪43、阀门控制器16、红外热像仪4和试样应变采集系统3均为现有设备。

进一步，所述抽气装置为真空泵19。

进一步，所述增压装置为空气压缩机13。

进一步，所述透明观察窗26由双层玻璃组成。

一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，具体步骤为：

A、先按照所需尺寸制作试样5，然后在试样5表面的不同位置打设不同深度的钻孔，在每个钻孔内分别装入各个温度传感器并进行密封，采用哑光油漆在试样表面制作散斑51，散斑51用于图像采集器31采集试样5的全场应变；

B、将试样5放置在双层玻璃罩26与放置台27组成的空间内，并将各个温度传感器通过数据线与温度采集仪43连接，然后将整个监测系统连接完成；

C、关闭箱体2上的第一排气口122、第二排气口17和进气口121处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口18对箱体2内部抽气，抽气30s后关闭抽气装置，并关闭抽气口18处的球阀，然后通过气压传感器120实时采集箱体2内的实时气压值，并持续一段时间，若该段时间内气压值稳定，则说明箱体2的气密性合格，打开抽气口18、第一排气口122、第二排气口17和进气口121处的球阀并进入步骤D；若该段时间内气压值出现持续升高，则说明箱体2的气密性不合格，对箱体进行维修，并再次重复步骤C；

D、通过计算机6设定一个箱体2内气压值，通过气压传感器120监测当前箱体2内的气压值，并反馈给计算机6；

若设定的气压值大于当前箱体2内的气压值，则关闭抽气口18、第一排气口122和第二排气口17处的球阀，打开氮气瓶1，氮气经过减压阀12进入增压装置，增压装置对氮气进行增压，并将增压后的氮气通过进气口121充入箱体2内，气压传感器120实时监测箱体内气压值并反馈给计算机6，直至实时监测气压值达到设定的气压值时，停止增压装置，并关闭抽气口18处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

若设定的气压值小于当前箱体内的气压值，则关闭进气口121、第一排气口122和第二排气口17处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口18对箱体2内部抽气，气压传感器120实时监测箱体内气压值并反馈给计算机6，直至实时监测气压值降低到设定的气压值时，停止抽气装置，并关闭抽气口18处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

E、通过升温控制装置21和降温控制装置23分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置21和降温控制装置23，进而使电热丝22和制冷管24交替工作，实现对试样5的冻融循环过程，直至达到设定循环次数；在冻融循环全过程，通过红外热像仪4和温度监测装置41实时监测试样5表面温度及试样5内部温度，，并将监测数据反馈给计算机6，计算机6通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下各个温度传感器在试样5内部的温度和试样5表面温度的变化情况，；同时通过试样应变采集系统3实时采集试样数据，并将监测数据反馈给计算机6，计算机6通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下试样的全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和E，从而能得出不同设定气压条件下试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；

F、打开进气口121和第一排气口122处的球阀，通过升温控制装置21和降温控制装置23分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置21和降温控制装置23，进而使电热丝22和制冷管24交替工作，实现对试样的冻融循环过程；同时气压传感器120实时监测箱体内气压值并反馈给计算机6，在降温控制装置23进行工作时，由于热胀冷缩原理监测的实时气压值会小于设定气压值，则计算机6通过阀门控制器16控制第一电控减压阀14打开对箱体2内充入氮气进行增压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第一电控减压阀14；在升温控制装置21进行工作时，监测的实时气压值会大于设定气压值，则计算机通过阀门控制器16控制第二电控减压阀15打开使箱体2内的氮气部分排出进行降压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第二电控减压阀15，维持箱体2内的气压恒定；在气压恒定的冻融循环全过程，通过红外热像仪4、温度监测装置41和试样应变采集系统3实时监测试样的数据，并将监测数据反馈给计算机6，计算机6通过已知数据处理软件得出在该恒定气压条件下试样温度变化情况和试样全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和F，从而能得出不同恒定气压条件下试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；

最后将步骤E和步骤F得出的数据进行比对分析，能获得不同情况下的冻融循环对试样的影响情况，为后续冻融循环的研究提供数据支撑。

Claims (4)

1.一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，其特征在于，采用的监测系统包括模拟气压装置、冻融实验箱、温度及气压监测装置、温度调节装置、图像采集装置和计算机，

所述冻融实验箱包括箱体和放置台，放置台固定在箱体内部，放置台上放置试样，箱体侧部装有能开闭的密封门，密封门上开设透明观察窗，箱体外表面包裹一层聚酯保温层；所述箱体侧壁设有抽气口、通讯口、第一排气口、第二排气口和进气口，抽气口、第一排气口、第二排气口和进气口处均装有球阀；

所述温度调节装置包括升温控制装置、降温控制装置、电热丝和制冷管，升温控制装置和降温控制装置并排固定在箱体顶部，电热丝固定在箱体内顶板，制冷管固定在箱体内底板，升温控制装置与电热丝电连接，降温控制装置与制冷管电连接；

所述模拟气压装置包括氮气瓶、第一注气管、增压装置、第二注气管、抽气装置和阀门控制器，氮气瓶通过第一注气管与增压装置的进气端连接，增压装置的出气端通过第二注气管与箱体的进气口连接，第一注气管上装有压力表和减压阀，第二注气管上装有第一电控减压阀，第一排气口装有第二电控减压阀，第一电控减压阀和第二电控减压阀均与阀门控制器电连接，阀门控制器与计算机电连接；抽气装置通过管路与抽气口连接；

所述温度及气压监测装置包括温度监测装置、环境温度传感器、温度采集仪和气压传感器，温度监测装置由多个温度传感器组成，多个温度传感器插入试样内部且不均匀分布，多个温度传感器通过数据线穿出通讯口与温度采集仪连接，环境温度传感器和气压传感器均固定在箱体内，环境温度传感器通过数据线与温度采集仪连接，温度采集仪通过数据线与计算机连接，气压传感器通过数据线与计算机连接；

所述图像采集装置包括红外热像仪和试样应变采集系统，红外热像仪处于箱体外部且朝向透明观察窗，试样应变采集系统上装有两个图像采集器，两个图像采集器均朝向透明观察窗；红外热像仪和试样应变采集系统均通过数据线与计算机连接，具体步骤为：

A、先按照所需尺寸制作试样，然后在试样表面的不同位置打设不同深度的钻孔，在每个钻孔内分别装入各个温度传感器并进行密封，采用哑光油漆在试样表面制作散斑；散斑用于图像采集器采集试样的全场应变；

B、将试样放在放置台上，并将各个温度传感器通过数据线与温度采集仪连接，然后将整个监测系统连接完成；

C、关闭箱体上的第一排气口、第二排气口和进气口处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口对箱体内部抽气，抽气30s后关闭抽气装置，并关闭抽气口处的球阀，然后通过气压传感器实时采集箱体内的实时气压值，并持续一段时间，若该段时间内气压值稳定，则说明箱体的气密性合格，打开抽气口、第一排气口、第二排气口和进气口处的球阀并进入步骤D；若该段时间内气压值出现持续升高，则说明箱体的气密性不合格，对箱体进行维修，并再次重复步骤C；

D、通过计算机设定一个箱体内气压值，通过气压传感器监测当前箱体内的气压值，并反馈给计算机；

若设定的气压值大于当前箱体内的气压值，则关闭抽气口、第一排气口和第二排气口处的球阀，打开氮气瓶，氮气经过减压阀进入增压装置，增压装置对氮气进行增压，并将增压后的氮气通过进气口充入箱体内，气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，直至实时监测气压值达到设定的气压值时，停止增压装置，并关闭抽气口处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

若设定的气压值小于当前箱体内的气压值，则关闭进气口、第一排气口和第二排气口处的球阀，启动抽气装置，抽气装置通过抽气口对箱体内部抽气，气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，直至实时监测气压值降低到设定的气压值时，停止抽气装置，并关闭抽气口处的球阀，完成环境气压模拟；若进行不考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤E，若进行考虑温度变化影响箱体内气压的冻融循环试验，则进入步骤F；

E、通过升温控制装置和降温控制装置分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置和降温控制装置，进而使电热丝和制冷管交替工作，实现对试样的冻融循环过程，直至达到设定循环次数；在冻融循环全过程，通过红外热像仪和温度监测装置实时监测试样表面温度及试样内部温度，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下各个温度传感器在试样内部的温度和试样表面温度的变化情况，同时通过应变采集系统实时采集试样数据，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该设定气压条件下试样的全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和E，从而能得出不同设定气压条件下试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；

F、打开进气口和第一排气口处的球阀，通过升温控制装置和降温控制装置分别设定冻融温度、冻融时长和循环次数；完成后按照设定轮流开启升温控制装置和降温控制装置，进而使电热丝和制冷管交替工作，实现对试样的冻融循环过程；同时气压传感器实时监测箱体内气压值并反馈给计算机，在降温控制装置进行工作时，由于热胀冷缩原理监测的实时气压值会小于设定气压值，则计算机通过阀门控制器控制第一电控减压阀打开对箱体内充入氮气进行增压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第一电控减压阀；在升温控制装置进行工作时，监测的实时气压值会大于设定气压值，则计算机通过阀门控制器控制第二电控减压阀打开使箱体内的氮气部分排出进行降压，直至使监测的实时气压值等于设定气压值时关闭第二电控减压阀，维持箱体内的气压恒定；在气压恒定的冻融循环全过程，通过红外热像仪、温度监测装置和试样应变采集系统实时监测试样的数据，并将监测数据反馈给计算机，计算机通过已知数据处理软件得出在该恒定气压条件下试样温度全尺度变化情况和显示试样全场变形情况；然后再设定多个箱体内气压值并多次重复步骤D和F，从而能得出不同恒定气压条件下试样温度全尺度变化情况和显示试样全场变形情况。

2. 根据权利要求1 所述的一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，其特征在于，所述抽气装置为真空泵。

3. 根据权利要求1 所述的一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，其特征在于，所述增压装置为空气压缩机。

4. 根据权利要求1 所述的一种用于试样冻融循环实验的监测系统的使用方法，其特征在于，所述透明观察窗由双层玻璃组成。

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