[发明专利]一种低温冻土三轴仪

权利要求书

1.一种低温冻土三轴仪，其特征在于，所述低温冻土三轴仪包括：控制器、用于容置试样的压力室、用于容置低温氮气的双层高压隔离器和为所述双层高压隔离器提供防冻液的推力油源，所述低温氮气的控制温度范围是0℃到-50℃；

所述推力油源包括缸头、缸筒、活塞、滚珠丝杠和伺服电机，所述缸筒用于容置防冻液，所述缸头与所述双层高压隔离器的进口相连；所述双层高压隔离器的出口与所述压力室相连；

所述伺服电机驱动滚珠丝杠推动所述活塞，将所述缸筒中的防冻液推入所述双层高压隔离器，推动所述双层高压隔离器中的氮气进入所述压力室，通过所述滚珠丝杠位移确定所述试样体积的变化量；

所述通过所述滚珠丝杠位移确定所述试样体积的变化量，具体为：通过所述滚珠丝杠位移量乘以所述滚珠丝杠的截面积得到进出推力油源的液体体积，进而计算出所述试样的总体积变形量，扣除所述压力室形变量确定所述试样体积的变化量。

2.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述双层高压隔离器包括低温油浴恒温槽，所述低温油浴恒温槽用于对所述防冻液进行降温。

3.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述低温冻土三轴仪还包括伺服驱动器，所述伺服驱动器分别与所述伺服电机和所述控制器相连。

4.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述压力室的外壳为双层金属外壳，所述双层金属外壳中间填充保温棉。

5.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述压力室的内部布置用于循环液体的循环排管，所述循环排管通入冷冻油。

6.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述低温冻土三轴仪还包括温度传感器、压力传感器、膨胀阀和液氮瓶；所述膨胀阀分别与所述液氮瓶和所述压力室连接；所述温度传感器用于测量所述压力室的温度，所述温度传感器与所述控制器相连，所述压力传感器用于测量所述压力室的压力，所述压力传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述膨胀阀连接；

所述控制器根据所述温度传感器测量的所述压力室的温度和所述压力传感器测量的所述压力室的压力控制所述膨胀阀对所述压力室的温度和压力进行调节，使所述压力室达到预设的温度和预设的压力。

7.根据权利要求6所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述低温冻土三轴仪还包括24位模数转换器，所述24位模数转换器与所述温度传感器相连。

8.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述低温冻土三轴仪还包括光栅位移计，所述光栅位移计用于测量所述滚珠丝杆的位移量，所述光栅位移计的分辨率为0.001mm。

9.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述试样的最大围压为3.0MPa。

10.根据权利要求1所述的低温冻土三轴仪，其特征在于，所述推力油源的最大荷重为100kN。