[发明专利]动态应变场观测系统

说明书

技术领域

本发明涉及动力学应变测量领域，尤其涉及一种动态应变场观测系统。

背景技术

地震动力学试验中，要分析介质在应力作用下应变的变化情况。对介质应力应变的观测是一个非常重要的环节。

因此，应变测量是进行介质应力分析的重要途径，通过介质应变的观测，可以得到介质在应力作用下的应变变化。传统的应变测量是通过贴在介质表面的应变片的电阻值变化来实现对介质应变的观测，只能进行对介质缓慢变形或者是短时段内的应变情况进行测量。传统应变观测具有通道数少、测量速度缓慢、采样信号频率低、漂移量大或者不能连续采集的缺点。因此，传统的应变测量方式对介质应变的情况的恢复也是非常不利的，不能适应瞬态变形场的测量。

由于来自上百通道，几十个张量测点的数据用户无法直接通过数据来判断其应变状态。传统地质学对达到百分之几到几十的大变形应变用应变椭圆来表达，而应变片所测量的应变量往往都小于千分之几，一般仅为万分之几，一般绘图无法看清。上述这些便成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种动态应变场观测系统，以解决对应变观测的通道数少、低速度、采样低频率、大漂移量和采集不连续，以及如何对微小应变张量的绘图表达等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种动态应变场观测系统，其特征在于，包括：张量测量布局模块、应变测量模块、张量分析模块和动态应变椭圆表达模块；其中，

所述张量测量布局模块，用于在样品表面待测的区域按照三边布局的方式设置应变片，并布设至少几十个应变片组成的应变测量网格；

所述应变测量模块，用于对所述应变测量网格中各个应变片的应变值进行连续采集，并将采集结果数据发送到所述张量分析模块；

所述张量分析模块，用于对所述采集结果数据计算得到表达结果，将该表达结果发送给所述动态应变椭圆表达模块；

所述动态应变椭圆表达模块，用于对所述表达结果进行处理，并输出被测样品上被测点的动态变形情况图。

进一步地，其中，所述张量分析模块，通过摩尔图解析对采集结果数据计算得到以作图方式的表达结果，将该表达结果发送给所述动态应变椭圆表达模块；

所述动态应变椭圆表达模块，对所述表达结果进行动态应变椭圆处理，并输出具有应变椭圆的被测样品上被测点的动态变形情况图。

进一步地，其中，所述应变测量模块，包括：高精度直流电桥、低噪声模数转换电路和多线程与压缩作图技术单元；其中，所述高精度直流电桥与低噪声模数转换电路相连接，所述低噪声模数转换电路与压缩作图技术单元相连接。

进一步地，其中，所述作图方式的表达结果为包含每三个应变片所围区域上的应变状态数据，该应变状态数据包括：最大主应变、最小主应变与主应变方位角三个数据来表达。

进一步地，其中，所述应变状态数据，进一步还包括：剪应变体应变，该剪应变体应变是所述最大主应变的导出数值。

进一步地，其中，所述最大主应变为所述含有每三个应变片所围区域上的某个方位的最大变形；

所述最小主应变为与所述含有每三个应变片所围区域上的某个方位的最大变形垂直的方位的应变值；

所述主应变方位角为所述最大主应变的方位角。

进一步地，其中，所述动态变形情况图是以椭圆长轴代表拉张轴、椭圆短轴代表压缩轴和椭圆轴线的方位代表主应变方位角的图形。

进一步地，其中，所述以椭圆长轴代表拉张轴、椭圆短轴代表压缩轴和椭圆轴线的方位代表主应变方位角的图形是通过动态应变夸张系数来控制椭圆长轴的长度和椭圆短轴的长度。

进一步地，其中，所述动态应变夸张系数是一个50～200的倍数，通过该动态应变夸张系数用以倍乘测量的应变量，并通过这个倍乘后的应变量来控制椭圆长轴的长度和椭圆短轴的长度。

进一步地，其中，所述应变量为用所述应变片测量到的应变值。

与现有技术相比，本发明所述的动态应变场观测系统解决了对应变观测的通道数量少、低速度、采样低频率、大漂移量和采集不连续等缺点，并且实现多通道(128通道及以上)、高速(4KHz)、高频、低漂移、连续采集并恢复介质应变场的观测，同时也实现了对微小应变张量的绘图表达。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的动态应变场观测系统的步骤流程图；

图2为本发明实施例一所述的三角形应变片结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。