CN202710029U - 自动式岩石体积变形测量传感器 - Google Patents
自动式岩石体积变形测量传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202710029U CN202710029U CN 201220410276 CN201220410276U CN202710029U CN 202710029 U CN202710029 U CN 202710029U CN 201220410276 CN201220410276 CN 201220410276 CN 201220410276 U CN201220410276 U CN 201220410276U CN 202710029 U CN202710029 U CN 202710029U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stop valve
- oil
- piston
- oil cylinder
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
一种自动式岩石体积变形测量传感器，本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器，包括测量油缸、活塞、活塞杆、位移传感器、进油主管、出油主管、第一输油支管、第二输油支管、第三输油支管、第四输油支管、第一截止阀、第二截止阀和自动控制器。位移传感器安装在测量油缸的外侧壁上，其位移测量杆的自由端通过连接件与位于出油主管一侧的活塞杆连接；自动控制器的信号输入接口与位移传感器的信号输出接口连接，其信号输出接口与第一截止阀和第二截止阀连接，根据来自位移传感器的信号控制第一截止阀和第二截止阀所处的状态。
Description
技术领域
本实用新型属于岩石性能测试领域，特别涉及一种对岩石试件体积变形进行定量测试的器具。
背景技术
现有岩石试件的体积变形是利用安装在岩石试件上的纵向和横向引伸计，或贴在岩石试件表面的纵向和横向应变片，分别测量其两个方向的应变后，再根据公式计算出岩石的体积变形。然而，上述测量器具和方法只适用于小变形的硬岩，而对于可发生大变形的软岩则无法测量，且上述测量器具和方法测得的仅是岩石中部横截面对应的变形，并不是岩石的真实体积变形。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动式岩石体积变形测量传感器，以便能获得岩石试件在试验过程中体积变形的全过程数据，准确测量出岩石真实体积变形，且操作更加简便。
本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器，包括测量油缸、活塞、活塞杆、位移传感器、进油主管、出油主管、第一输油支管、第二输油支管、第三输油支管、第四输油支管、第一截止阀、第二截止阀和自动控制器；活塞位于测量油缸内，将测量油缸分为第一腔室和第二腔室，第一截止阀安装在进油主管上，第二截止阀安装在出油主管上，第一输油支管的一端与第一截止阀连接，其另一端与测量油缸的第一腔室连接，第二输油支管的一端与第二截止阀连接，其另一端与测量油缸的第二腔室连接，第三输油支管的一端与第一截止阀连接，其另一端与出油主管连接，且连接处位于第二截止阀与出油主管的端口之间，第四输油支管的一端与第二截止阀连接，其另一端与进油主管连接，且连接处位于第一截止阀与进油主管的端口之间；活塞杆为两根，两活塞杆的一端分别与活塞两端面的中心部位固连，且它们的中心线与活塞的中心线重合，两活塞杆的另一端分别从测量油缸两端的端盖伸出；位移传感器安装在测量油缸的外侧壁上，其位移测量杆的自由端通过连接件与位于出油主管一侧的活塞杆连接；自动控制器的信号输入接口与位移传感器的信号输出接口连接，其信号输出接口与第一截止阀和第二截止阀连接，根据来自位移传感器的信号控制第一截止阀和第二截止阀所处的状态。
本实用新型所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其活塞杆的长度应大于测量油缸的长度，以满足测量的需要。
本实用新型所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其连接件优选两端设置有连接孔的杆件或条形板。
本实用新型所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其自动控制器为单片机，也可由三轴压力试验机的控制系统兼具自动控制器的功能。
本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器的使用方法：
①将岩石试件安装在三轴压力试验机的三轴压力室内的试样台上，将所述岩石体积变形测量传感器的出油主管的出油端口与所述三轴压力室的输油管连接，将所述岩石体积变形测量传感器的进油主管的进油端口与供油油箱连接，将所述岩石体积变形测量传感器的位移传感器的信号输出接口与三轴压力试验机的控制系统连接；
②开启所述岩石体积变形测量传感器的第一截止阀和第二截止阀，将其测量油缸的第一腔室、第二腔室及三轴压力试验机的三轴压力室充满油液；
③测量岩石试件的体积变形时，操作自动控制器，使第二截止阀处于仅将测量油缸的第二腔室与三轴压力室导通的状态，使第一截止阀处于仅将测量油缸的第一腔室与油箱导通的状态；
在岩石试件受压发生压缩体积变形的过程中，测量油缸的第二腔室中的油液连续输入三轴压力试验机的三轴压力室内，致使活塞向出油主管端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，当活塞运动到所述第二腔室的极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀处于仅将测量油缸的第一腔室与三轴压力室导通的状态，使第二截止阀处于仅将测量油缸的第二腔室与油箱导通的状态，致使活塞向进油主管端运动，与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，当活塞运动到所述第一腔室极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀处于仅将测量油缸的第一腔室与油箱导通的状态，使第二截止阀处于仅将测量油缸的第二腔室与三轴压力室导通的状态，致使活塞又向出油主管端运动，如此反复进行，直至岩石试件的压缩体积变形终止，在上述过程中，位移传感器同时向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的压缩体积变形；
在岩石试件受压发生膨胀体积变形的过程中，三轴压力试验机的三轴压力室内的油液连续输入测量油缸的第二腔室中，致使活塞向进油主管端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，当活塞运动到所述第一腔室的极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀处于仅将测量油缸的第一腔室与三轴压力室导通的状态，使第二截止阀处于仅将测量油缸的第二腔室与油箱导通的状态，致使活塞向出油主管端运动，与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，当活塞运动到所述第二腔室极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀处于仅将测量油缸的第一腔室与油箱导通的状态，使第二截止阀处于仅将测量油缸的第二腔室与三轴压力室导通的状态，致使活塞又向进油主管端运动，如此反复进行，直至岩石试件的膨胀体积变形终止，在上述过程中，位移传感器同时向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的膨胀体积变形。
从上述方法可以看出，当岩石试件发生压缩体积变形时，将通过测量油缸及管路向三轴压力室内补充油液，当岩石试件发生膨胀体积变形时，三轴压力室内的油液将通过测量油缸及管路回至油箱，因此，测量油缸中油液的体积变化值减去三轴压力试验机加载立柱进入三轴压力室内的体积变化值则为岩石试件发生体积变形的体积变形值。根据上述机理进行软件设计并在三轴压力试验机的控制系统安装所述软件，三轴压力试验机的控制系统即可根据位移测量杆运动数据的电信号记录并显示岩石的压缩体积变形和膨胀体积变形。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型为岩石试件体积变形的测量提供了一种与现有技术不同构思的新测量仪器，此种传感器与三轴压力试验机配合使用，可以得到岩石试件在被施压过程中体积变形的全过程数据及岩石试件的真实体积变形。
2、使用本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器，有效解决了具有大变形特征的软岩的体积变形测量问题，可为软岩的利用提供可靠的数据支持。
3、本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器不仅结构简单，而且与三轴压力试验机配套使用操作简便，因而易于推广。
4、本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器可采用小直径的测量油缸和小量程的位移传感器，因而可以大大提高测量精度。
附图说明
图1是本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的A-A剖视图；
图4是本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器中的自动控制器与位移传感器、第一截止阀、第二截止阀之间的连接关系图；
图5是三轴压力试验机的三轴压力室的结构示意图。
图中，1-活塞杆，2-测量油缸（2-1：第一腔室、2-2：第二腔室），3-活塞，4-位移传感器外壳，5-位移测量杆，6-连接件，7-进油主管，8-出油主管，9-第一输油支管，10-第二输油支管，11-第三输油支管，12-第四输油支管，13-第一截止阀，14-第二截止阀，15-岩石试件顶部加载立柱，16-三轴压力室，17-保护膜，18-岩石试件，19-岩石试件底部加载立柱，20-三轴压力室输油管，21-三轴压力室底座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所述自动式岩石体积变形测量传感器及其使用方法作进一步说明。
实施例1
本实施例中，自动式岩石体积变形测量传感器的结构如图1、图2、图3、图4所示，由测量油缸2、活塞3、活塞杆1、位移传感器、连接件6、进油主管7、出油主管8、第一输油支管9、第二输油支管10、第三输油支管11、第四输油支管12、第一截止阀13、第二截止阀14和自动控制器构成。
测量油缸2的长度为90mm，内径为40mm，活塞3的外径与测量油缸2的内径公称尺寸相同，且为动配合，所述活塞3位于测量油缸2内，将测量油缸分为第一腔室2-1和第二腔室2-2；第一截止阀13和第二截止阀14为三位四通高压电磁换向阀（型号：4WE6H/CW220RA-9C5L，中国德州市华泰液压机具有限生产），第一截止阀13安装在进油主管7上，第二截止阀14安装在出油主管8上，第一输油支管9的一端与第一截止阀13连接，其另一端与测量油缸的第一腔室2-1连接，第二输油支管10的一端与第二截止阀14连接，其另一端与测量油缸的第二腔室2-2连接，第三输油支管11的一端与第一截止阀13连接，其另一端与出油主管8连接，且连接处位于第二截止阀14与出油主管的端口之间，第四输油支管12的一端与第二截止阀14连接，其另一端与进油主管7连接，且连接处位于第一截止阀13与进油主管的端口之间；活塞杆1为两根，两活塞杆的长度均比测量油缸2的长度长20mm，两活塞杆的一端分别与活塞3两端面的中心部位固连，且它们的中心线与活塞3的中心线重合，两活塞杆的另一端分别从测量油缸两端的端盖伸出；位移传感器为市售商品（型号：WYDC-100L，生产企业：中国厦门柯原测控技术有限公司），其量程大于测量油缸2的长度，所述位移传感器安装在测量油缸的外侧壁上，其位移测量杆5的自由端通过连接件6与位于出油主管8一侧的活塞杆连接，所述连接件6为两端设置有连接孔的条形板；自动控制器为单片机（型号：PC6220，生产企业：恒研科技有限公司），其信号输入接口与位移传感器的信号输出接口连接，其信号输出接口与第一截止阀13和第二截止阀14连接，如图4所示，根据来自位移传感器的信号控制第一截止阀13和第二截止阀14所处的状态，实现通过测量油缸及管路向三轴压力室内补充油液，或将三轴压力室内的油液通过测量油缸及管路回至油箱。
实施例2
本实施例对软岩试件在三轴压力试验中的体积变形进行测量，使用的三轴压力试验机型号为：MTS815（美国MTS公司生产）；使用实施例1所述的自动式岩石体积变形测量传感器，操作如下：
①将岩石试件18安装在三轴压力试验机的三轴压力室16内的试样台上（如图5所示），将所述岩石体积变形测量传感器的出油主管8的出油端口与所述三轴压力室的输油管20连接，将所述岩石体积变形测量传感器的进油主管7的进油端口与供油油箱连接，将所述岩石体积变形测量传感器的位移传感器的信号输出接口与三轴压力试验机的控制系统连接；
②开启所述岩石体积变形测量传感器的第一截止阀13和第二截止阀14，将其测量油缸的第一腔室2-1、第二腔室2-2及三轴压力试验机的三轴压力室16充满油液；
⑶操作自动控制器，使第二截止阀14处于仅将测量油缸的第二腔室2-2与三轴压力室导通的状态，使第一截止阀13处于仅将测量油缸的第一腔室2-1与油箱导通的状态，然后操作三轴压力试验机，对岩石试件18施加围压压力，当围压压力加至目标值后，操作三轴压力试验机对岩石试件18施加轴向荷载；
在围压压力的作用下，岩石试件18发生压缩体积变形，在轴向载荷作用下，岩石试件18首先发生压缩体积变形，然后发生膨胀体积变形，在岩石试件18受压发生压缩体积变形的过程中，测量油缸的第二腔室2-2中的油液连续输入三轴压力试验机的三轴压力室内，致使活塞3向出油主管8端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆5向活塞运动的方向运动，当活塞3运动到所述第二腔室2-2的极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀13处于仅将测量油缸的第一腔室2-1与三轴压力室导通的状态，使第二截止阀14处于仅将测量油缸的第二腔室2-2与油箱导通的状态，致使活塞3向进油主管7端运动，与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆5向活塞运动的方向运动，当活塞3运动到所述第一腔室2-1极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀13处于仅将测量油缸的第一腔室2-1与油箱导通的状态，使第二截止阀14处于仅将测量油缸的第二腔室2-2与三轴压力室导通的状态，致使活塞3又向出油主管8端运动，如此反复进行，直至岩石试件18的压缩体积变形终止，在上述过程中，位移传感器同时向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的压缩体积变形；
在岩石试件18受压发生膨胀体积变形的过程中，三轴压力试验机的三轴压力室内的油液连续输入测量油缸的第二腔室2-2中，致使活塞3向进油主管7端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆5向活塞运动的方向运动，当活塞3运动到所述第一腔室2-1的极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀（13）处于仅将测量油缸的第一腔室2-1与三轴压力室导通的状态，使第二截止阀14处于仅将测量油缸的第二腔室2-2与油箱导通的状态，致使活塞3向出油主管8端运动，与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆5向活塞运动的方向运动，当活塞3运动到所述第二腔室2-2极限位置时，自动控制器根据来自位移传感器的信号使第一截止阀13处于仅将测量油缸的第一腔室2-1与油箱导通的状态，使第二截止阀14处于仅将测量油缸的第二腔室2-2与三轴压力室导通的状态，致使活塞3又向进油主管7端运动，如此反复进行，直至岩石试件18的膨胀体积变形终止，在上述过程中，位移传感器同时向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的膨胀体积变形。
Claims (5)
1.一种自动式岩石体积变形测量传感器，其特征在于包括测量油缸（2）、活塞（3）、活塞杆（1）、位移传感器、进油主管（7）、出油主管（8）、第一输油支管（9）、第二输油支管（10）、第三输油支管（11）、第四输油支管（12）、第一截止阀（13）、第二截止阀（14）和自动控制器；
活塞（3）位于测量油缸（2）内，将测量油缸分为第一腔室（2-1）和第二腔室（2-2），第一截止阀（13）安装在进油主管（7）上，第二截止阀（14）安装在出油主管（8）上，第一输油支管（9）的一端与第一截止阀（13）连接，其另一端与测量油缸的第一腔室（2-1）连接，第二输油支管（10）的一端与第二截止阀（14）连接，其另一端与测量油缸的第二腔室（2-2）连接，第三输油支管（11）的一端与第一截止阀（13）连接，其另一端与出油主管（8）连接，且连接处位于第二截止阀（14）与出油主管的端口之间，第四输油支管（12）的一端与第二截止阀（14）连接，其另一端与进油主管（7）连接，且连接处位于第一截止阀（13）与进油主管的端口之间；
活塞杆（1）为两根，两活塞杆的一端分别与活塞两端面的中心部位固连，且它们的中心线与活塞的中心线重合，两活塞杆的另一端分别从测量油缸两端的端盖伸出；
位移传感器安装在测量油缸的外侧壁上，其位移测量杆（5）的自由端通过连接件（6）与位于出油主管（8）一侧的活塞杆连接；自动控制器的信号输入接口与位移传感器的信号输出接口连接，其信号输出接口与第一截止阀（13）和第二截止阀（14）连接，根据来自位移传感器的信号控制第一截止阀（13）和第二截止阀（14）所处的状态。
2.根据权利要求1所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其特征在于所述活塞杆（1）的长度大于测量油缸（2）的长度。
3.根据权利要求1或2所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其特征在于所述连接件（6）为两端设置有连接孔的杆件或条形板。
4.根据权利要求1或2所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其特征在于所述自动控制器为单片机。
5.根据权利要求3所述的自动式岩石体积变形测量传感器，其特征在于所述自动控制器为单片机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220410276 CN202710029U (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 自动式岩石体积变形测量传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220410276 CN202710029U (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 自动式岩石体积变形测量传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202710029U true CN202710029U (zh) | 2013-01-30 |
Family
ID=47590320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220410276 Withdrawn - After Issue CN202710029U (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 自动式岩石体积变形测量传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202710029U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798372A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-28 | 四川大学 | 自动式岩石体积变形测量传感器与岩石试件体积变形测量方法 |
-
2012
- 2012-08-17 CN CN 201220410276 patent/CN202710029U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798372A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-28 | 四川大学 | 自动式岩石体积变形测量传感器与岩石试件体积变形测量方法 |
| CN102798372B (zh) * | 2012-08-17 | 2014-12-10 | 四川大学 | 自动式岩石体积变形测量传感器与岩石试件体积变形测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2012071761A1 (zh) | 液压容器或油缸液位变量精确测量计量方法及装置 | |
| CN203412845U (zh) | 便携式在线油缸内泄漏检测装置 | |
| CN209372663U (zh) | 一种钢管混凝土结构粘结力测试装置 | |
| CN103267681A (zh) | 一种油液体积弹性模量测量方法及装置 | |
| CN202562823U (zh) | 一种可压缩流体高温高压密度测试系统 | |
| CN204594548U (zh) | 一种大量程串联活塞式液体流量标准装置 | |
| CN102798371B (zh) | 岩石体积变形测量传感器与岩石试件体积变形测量方法 | |
| CN102169082A (zh) | 一种渗透变形测试仪 | |
| CN102175527A (zh) | 动静三轴试验机非饱和体变测量装置 | |
| CN203455227U (zh) | 点荷载测试仪 | |
| CN100439895C (zh) | 基于体积弹性模量定义的油液弹性模量检测装置 | |
| CN201926607U (zh) | 一种渗透变形测试仪 | |
| CN201983979U (zh) | 动静三轴试验机非饱和体变测量装置 | |
| CN102243086B (zh) | 油水两相流量计 | |
| CN202710029U (zh) | 自动式岩石体积变形测量传感器 | |
| CN102798372B (zh) | 自动式岩石体积变形测量传感器与岩石试件体积变形测量方法 | |
| CN2901296Y (zh) | 一种基于体积弹性模量定义的油液弹性模量检测装置 | |
| CN202710408U (zh) | 岩石体积变形测量传感器 | |
| CN203323945U (zh) | 一种液体活塞式压力计 | |
| CN205898581U (zh) | 钢管的耐高压破坏测试装置 | |
| CN206638560U (zh) | 实时读数火成岩岩心油气相对渗透率操作简易测量仪 | |
| CN214346293U (zh) | 一种天然气水合物原位合成与分解的三轴压力室装置 | |
| CN202092586U (zh) | 液压油缸活塞杆垂直度测量仪 | |
| CN109356575B (zh) | 岩心多向渗流耦合多监测底水锥进装置 | |
| CN111693106A (zh) | 一种高压高精度极低动态流量测量试验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130130 Effective date of abandoning: 20141210 |
|
| RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |