[发明专利]一种测定孔隙水特征的环剪装置及测试方法

权利要求书

1.一种测定孔隙水特征的环剪装置，其特征是包括以下部件：

计算机系统（1），计算机系统（1）与环剪系统（4）侧面的环剪接口模块（19）电连接，计算机系统（1）与谱仪系统（3）的谱仪前接口模块（6）电连接；

磁体系统（2），磁体系统（2）包括磁体接口模块（11）、外保护壳（12）、射频脉冲体线圈（13）、三维梯度线圈（14）、室温匀场线圈（15）、永磁体（16）、自屏蔽线圈（17）和内保护壳（18），各部分依次连接固定，外保护壳（12）外侧设有磁体接口模块（11）；

谱仪系统（3），谱仪系统（3）包括谱仪前接口模块（6）、射频场发生控制模块（7）、信号接收控制模块（8）、梯度场发生控制模块（9）和谱仪后接口模块（10），谱仪系统（3）的谱仪后接口模块（10）与磁体系统（2）外侧的磁体接口模块（11）电连接；

环剪系统（4），环剪系统（4）包括上剪切盒（20）、下剪切盒（21）、剪切盒基座（22）、基础底座（23）和旋转升降中轴（24），剪切盒基座（22）上侧设有磁体系统（2），磁体系统（2）的外保护壳（12）与环剪系统（4）的剪切盒基座（22）固定连接；

所述的测定孔隙水特征的环剪装置的测试方法，包括以下步骤：

1）安置好土样后开启仪器，调试完成后开始试验，计算机系统（1）发送指令，控制环剪系统（4），使其正常工作；

2）计算机系统（1）发送指令，谱仪系统（3）的射频场发生控制模块（7）根据指令发出射频场信号，激发磁体系统（2）的射频脉冲体线圈（13）产生射频场，使土样中水质子产生核磁共振信号；

3）与步骤2）同时，梯度场发生控制模块（9）根据指令发出梯度场信号，激发磁体系统（2）的三维梯度线圈（14）产生梯度场，实现磁共振信号的空间编码；

4）射频场、梯度场、主磁场施加到土样中产生的磁共振信号，通过磁体接口模块（11）和谱仪后接口模块（10）接入到信号接收控制模块（8）；

5）信号接收控制模块（8）将磁共振信号转换为数字信号后，经谱仪前接口模块（6）接入计算机系统（1）；

6）计算机系统（1）将步骤5）所得的信号处理分析，得到土样孔隙水分布和迁移特征图像和数据。

2.根据权利要求1所述的一种测定孔隙水特征的环剪装置，其特征是：所述环剪系统（4）的基础底座（23）上侧设有剪切盒基座（22），剪切盒基座（22）机械固定在基础底座（23）上，剪切盒基座（22）内设有孔隙水压传感器；剪切盒基座（22）上侧设有下剪切盒（21），下剪切盒（21）通过第二螺母（30）固定在剪切盒基座（22）上；基础底座（23）中间设有旋转升降中轴（24），旋转升降中轴（24）穿过剪切盒基座（22）的中心，顶端通过第三螺母（31）与上剪切盒（20）固定连接；环剪系统（4）外侧通过管道（28）与空气压缩机（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种测定孔隙水特征的环剪装置，其特征是：所述磁体系统（2）为空心结构，环剪系统（4）的上剪切盒（20）、下剪切盒（21）和旋转升降中轴（24）位于磁体系统（2）的内保护壳（18）内。

4.根据权利要求1所述的一种测定孔隙水特征的环剪装置，其特征是：所述谱仪系统（3）的射频场发生控制模块（7）输入端连接谱仪前接口模块（6），输出端连接谱仪后接口模块（10）；信号接收控制模块（8）输入端连接谱仪后接口模块（10），输出端连接谱仪前接口模块（6）；梯度场发生控制模块（9）输入端连接谱仪前接口模块（6），输出端连接谱仪后接口模块（10）；谱仪前接口模块（6）和谱仪后接口模块（10）集成谱仪系统（3）相应传输导线接口，信号均通过接口模块输入输出谱仪系统（3）。

5.根据权利要求1所述的一种测定孔隙水特征的环剪装置，其特征是：所述射频场发生控制模块（7）包括射频控制器、频率合成器、正交调制器、功率放大器和射频开关，根据计算机系统（1）发出的指令，激发磁体系统（2）的射频脉冲体线圈（13）产生射频场。