CN209215296U - 三轴试验声发射探头固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于岩石检测技术领域，公开一种三轴试验声发射探头固定装置，包括位于岩石试件两端的上压头和下压头，上压头和下压头朝向岩石试件的端面分别设有用于稳定安装声发射探头的容纳槽，声发射探头一端插入容纳槽内、另一端与岩石试件端面抵接，岩石试件、上压头和下压头均用橡胶套套住。通过设置上压头和下压头，使声发射探头嵌设在容纳槽中，通过三轴试验仪对上压头和下压头的作用力使得声发射探头可直接与岩石试件作良好接触，同时因上压头、岩石试件和下压头采用橡胶套套住了，油液不会与它们接触，无法对声发射探头产生影响，从而有效提高声发射测试的精确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石加载试验技术领域，具体地，涉及一种三轴试验声发射探头固定装置。
背景技术
声发射是一种常见的物理现象，大多数材料变形和断裂时有声发射发生，但很多材料的声发射信号强度弱，人耳不能直接听见，需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。利用仪器（如声发射探头）来探测、记录、分析声发射信号来检测、推断工件内部缺陷的技术，称为声发射测试。
在岩石试件的三轴声发射试验中，由于三轴腔中存在油压，声发射探头不能在岩石试件表面直接固定，一般将声发射探头固定在三轴腔外表面，但这样一来，声发射信号通过油压衰减和油压脉动的影响，将与真实声发射信号产生很大差别，为确保试验结果的准确性，亟需研制一种适用于三轴加载的、可得到精确试验结果的声发射探头固定装置。
发明内容
本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种不受油压影响、可使探头与试件表面紧贴配合、能精确反应岩石状况的三轴试验声发射探头固定装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种三轴试验声发射探头固定装置，包括位于岩石试件两端的上压头和下压头，上压头和下压头朝向岩石试件的端面分别设有用于稳定安装声发射探头的容纳槽，声发射探头一端插入容纳槽内、另一端与岩石试件端面抵接，岩石试件、上压头和下压头均用橡胶套套住。
进一步地，容纳槽周向尺寸与声发射探头外周尺寸适配。
更进一步地，上压头/下压头设置容纳槽的端面上分别设有连通容纳槽和上压头/下压头外周的端面凹槽，端面凹槽用于放置声发射探头引线伸出端。
更进一步地，上压头/下压头外周设有贯通上压头/下压头高度方向的外周凹槽，外周凹槽与端面凹槽接通。
再进一步地，外周凹槽的槽壁呈半圆柱状，外周凹槽的最大深度为1.5mm。
还进一步地，容纳槽、端面凹槽和/或外周凹槽内填充有橡胶。
进一步地，上压头和下压头设有容纳槽的端面分别设有压盖，压盖在与容纳槽对应的位置开设有可供声发射探头穿过的通孔，压盖与上压头、压盖与下压头均为螺栓连接。
更进一步地，通孔直径比容纳槽直径大1.2～2mm。
更进一步地，压盖厚1.5～2.5mm，声发射探头凸出于压盖表面0.8～1.2mm。
进一步地，下压头远离岩石试件的端部呈台阶设置，靠近容纳槽的端部为台阶小端，远离容纳槽的端部为台阶大端，台阶大端外周尺寸与三轴试验仪试验底座的内孔尺寸适配。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1）通过设置上压头和下压头，使声发射探头嵌设在容纳槽中，通过三轴试验仪对上压头和下压头的作用力使得声发射探头可直接与岩石试件作良好接触，同时因上压头、岩石试件和下压头采用橡胶套套住了，油液不会与它们接触，无法对声发射探头产生影响，从而有效提高声发射测试的精确性；
2）端面凹槽和外周凹槽可为声发射探头引线提供规律的走线路径，引线不会被强行折弯断裂等，可显著提高声发射探头的使用寿命；
3）上压头和下压头上均连接压盖，可进一步保证声发射探头的稳定工作，一方面，压盖将端面凹槽封闭，即声发射探头的引线伸出端被夹设在压盖和上压头/下压头之间，此时声发射探头不会发生脱出可能；另一方面，声发射探头仅凸出于压盖表面0.8～1.2mm，即声发射探头大部分嵌插在容纳槽和压盖通孔中，压盖通孔可进一步防止声发射探头发生倾斜；
4）下压头设计成台阶结构，其与三轴试验仪本身的结构相适应，一般来说，三轴试验仪试验底座的内孔比下端盖内孔稍大，如若无台阶设计，则下压头将会在试验底座内孔内发生随意摆动和倾斜，无法保证试验的顺利进行和试验结果的精确性。
附图说明
图1为实施例1所述的上压头的俯视和主视方向结构示意图；
图2为实施例1所述的下压头的俯视和主视方向结构示意图；
图3为实施例1所述的压盖的俯视结构示意图；
图4为实施例1中上压头和下压头装载至三轴试验仪上的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1至3所示，提供一种三轴试验声发射探头固定装置，其包括设于岩石试件两端的呈圆柱形设计的上压头1和下压头2，上压头1和下压头2朝向岩石试件的端面分别设有用于稳定安装声发射探头的容纳槽A（容纳槽的数量根据试验需要来设定），声发射探头一端插入容纳槽A内、另一端与岩石试件端面抵接，本实施例的容纳槽A为圆柱形（声发射探头一般为圆柱形），容纳槽A的深度和直径依声发射探头的尺寸来定。
具体地，岩石试件、上压头1和下压头2均用橡胶套套住（附图未示出，橡胶套套住岩石试件是常规操作，在此不作赘述），本实施例创造性地在岩石试件两端近距离设置上压头、下压头，同时将嵌插有声发射探头的上压头和下压头与岩石试件一起套住，此时作用于岩石试件的油液不会直接与岩石试件、上压头和下压头接触，自然也不会对声发射探头产生任何影响，同时也可防止油液被污染。
一般地，容纳槽A周向尺寸与声发射探头外周尺寸适配，以便声发射探头在与岩石试件接触检测时，不会轻易发生倾斜。
上压头1设置容纳槽的端面上设有连通容纳槽和上压头外周的端面凹槽11，下压头2设置容纳槽的端面上设有连通容纳槽和下压头外周的端面凹槽21，为便于这些端面凹槽的加工简便，端面凹槽呈直线走向，端面凹槽用于放置声发射探头引线伸出端。
为防止上压头1和下压头2在安装至三轴试验仪B后，声发射探头伸出于上压头1和下压头2部分的引线B1与三轴试验仪干涉发生过分折弯等破坏，本实施例在上压头1外周还设有贯通上压头高度方向的外周凹槽12，下压头2外周也设有贯通下压头高度方向的外周凹槽22，上压头和下压头各自的外周凹槽与端面凹槽接通。
端面凹槽和外周凹槽可为声发射探头引线C提供规律的走线路径，引线C不会被强行折弯断裂等，可显著提高声发射探头的使用寿命。其中，外周凹槽的槽壁可为任意形状，本实施例设计成半圆柱状，外周凹槽的最大深度为1.5mm。
为保证声发射探头与岩石试件、声发射探头引线与端面凹槽及外周凹槽有良好的接触，容纳槽、端面凹槽和外周凹槽内均填充有橡胶材料（未示出），其中在容纳槽内填充的橡胶材料可有效保证声发射探头与岩石试件有合适的接触压力。
为进一步防止声发射探头在检测过程中发生倾斜，上压头1和下压头2设有容纳槽A的端面还分别设有压盖3，压盖3在与容纳槽A对应的位置开设有可供声发射探头穿过的通孔31，压盖3与上压头1、压盖3与下压头2均为螺栓连接（即压盖和上压头、压盖和下压头在对应位置开设有螺纹孔N，且在压盖上的螺纹孔需有沉台，防止连接压盖和上压头、压盖和下压头的螺钉最终突出于压盖表面对声发射探头与岩石试件的接触产生干涉影响）。
具体地，压盖通孔31直径比容纳槽A直径大1.5mm，压盖3厚2mm，声发射探头凸出于压盖3表面1mm。
本实施例的下压头2整体也呈圆柱形，但其远离岩石试件的端部呈台阶设置，靠近容纳槽的端部为台阶小端23，远离容纳槽的端部为台阶大端24，台阶大端24外周尺寸与三轴试验仪试验底座B1的内孔尺寸适配。该台阶设置是与三轴试验仪B本身的结构相适应的，一般来说，三轴试验仪试验底座的内孔比下端盖内孔稍大，如若无台阶设计，则下压头将会在试验底座内孔内发生随意摆动和倾斜，无法保证试验的顺利进行和试验结果的精确性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，包括位于岩石试件两端的上压头和下压头，上压头和下压头朝向岩石试件的端面分别设有用于稳定安装声发射探头的容纳槽，声发射探头一端插入容纳槽内、另一端与岩石试件端面抵接，岩石试件、上压头和下压头均用橡胶套套住。
2.根据权利要求1所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，容纳槽周向尺寸与声发射探头外周尺寸适配。
3.根据权利要求2所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，上压头/下压头设置容纳槽的端面上分别设有连通容纳槽和上压头/下压头外周的端面凹槽，端面凹槽用于放置声发射探头引线伸出端。
4.根据权利要求3所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，上压头/下压头外周设有贯通上压头/下压头高度方向的外周凹槽，外周凹槽与端面凹槽接通。
5.根据权利要求4所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，外周凹槽的槽壁呈半圆柱状，外周凹槽的最大深度为1.5mm。
6.根据权利要求3～5任意一项所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，容纳槽、端面凹槽和/或外周凹槽内填充有橡胶。
7.根据权利要求1或2所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，上压头和下压头设有容纳槽的端面分别设有压盖，压盖在与容纳槽对应的位置开设有可供声发射探头穿过的通孔，压盖与上压头、压盖与下压头均为螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，通孔直径比容纳槽直径大1.2～2mm。
9.根据权利要求7所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，压盖厚1.5～2.5mm，声发射探头凸出于压盖表面0.8～1.2mm。
10.根据权利要求1所述的三轴试验声发射探头固定装置，其特征在于，下压头远离岩石试件的端部呈台阶设置，靠近容纳槽的端部为台阶小端，远离容纳槽的端部为台阶大端，台阶大端外周尺寸与三轴试验仪试验底座的内孔尺寸适配。
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|---|---|---|---|---|
| CN110243948A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-17 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种针对非稳定对象的声发射探头保护装置 |
| CN110632182A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-31 | 太原理工大学 | 一种固定声发射探头或超声波探头的装置和方法 |
| CN111855420A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-30 | 中国石油大学(北京) | 岩石试验围压施加装置及其实验方法 |
| CN112665979A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-16 | 青岛理工大学 | 岩石压缩试验的声发射传感器固定密封装置及其使用方法 |
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