[发明专利]一种将表面微小变形放大化和可视化的装置及方法

说明书

本发明专利涉及一种将表面微小变形放大化和可视化的装置及方法，它包括导线，所述导线通过串联的方式同时与电流感应板和放大显示板相连，形成闭合回路；所述电流感应板和放大显示板之间设置有用于对两者相隔离的磁场隔绝板；所述放大显示板设置在双层薄玻璃层之间，所述薄玻璃层设置在玻璃橱窗的内部，所述玻璃橱窗的顶部设置有压电式喷墨喷头，所述压电式喷墨喷头内部储存有磁流体；所述玻璃橱窗的底部侧壁上设置有小孔。该装置通过特制钻孔机配合内部刀片取出处于高地应力状态下应力保真的岩体。

技术领域

本发明公开了一种将表面微小变形放大化和可视化的装置，属于岩土性能测试技术领域。

背景技术

近年来，随着经济和科学技术的发展，岩土工程发展迅速，大量的科学工作者对各种岩样与土样展开了研究，在压缩试验中，对于比较坚硬的试样，在加压情况下，岩样表面产生的微小变形是无法直接观察，只有岩样被破坏了或者发生大变形才能直接用肉眼观测，这在一定程度限制了科学研究。本发明公开了一种装置，可以在试样发生微小变形时通过磁流体或微细磁粉聚集的方式，直观的显示出来，从而可以明确的观测到试样破坏的整个过程，确定试样发生破坏的位置。本装置原理简单，通过试样表面变形改变使金属产生部分变形，变形的一部分金属网受到运动的磁场的作用而切割磁导线，导致磁通量变大，从而在闭合的回路中产生电流，电流在通过显示网时，因为电流的磁效应使磁流体或微细磁粉出现聚集的现象，从而对应确定试样表面微小变形的位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将表面微小变形放大化和可视化的装置及方法，该装置通过特制钻孔机配合内部刀片取出处于高地应力状态下应力保真的岩体。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种将表面微小变形放大化和可视化的装置，它包括导线，所述导线通过串联的方式同时与电流感应板和放大显示板相连，形成闭合回路；所述电流感应板和放大显示板之间设置有用于对两者相隔离的磁场隔绝板；所述放大显示板设置在双层薄玻璃层之间，所述薄玻璃层设置在玻璃橱窗的内部，所述玻璃橱窗的顶部设置有压电式喷墨喷头，所述压电式喷墨喷头内部储存有磁流体；所述玻璃橱窗的底部侧壁上设置有小孔。

所述导线采用导电性能优良的合金导线。

所述磁场隔绝板位于电流感应板与放大显示板之间，略靠近电流感应板的地方。

所述电流感应板采用细丝组合成的足够柔软的记忆金属导线，每条导线外都包裹柔软的绝缘材料，编制成网状的形状，两根导线交点都紧密贴合，但不能相互导电，整个网可以紧密贴附在岩样的表面。

所述放大显示板采用导电性能优良的合金导线编制成与电流感应板同等大小，位置一一对应的金属网，所述放大显示板可以移动。

还包括绕中心转轴旋转的单磁极，所述单磁极设置在待测试岩样的侧边。

所述磁流体采用磁粉制成。

任意一项所述一种将表面微小变形放大化和可视化的装置的使用方法，它包括以下步骤：

步骤1：将磁流体在实验开始后，由压电式喷墨喷头分三次均匀地喷到玻璃橱窗内的下底面；

步骤2：将电流感应板置于所要测试的岩石表面，调节磁极位置使单磁极通过中心转轴旋转，每隔一段固定时间便会对电流感应板上方的固定位置形成强磁场；

步骤3：对岩石施加外力，如果产生微小变形，岩石表面凸起的部分会使电流感应板也凸起，电流感应板的导线便会触碰到旋转的磁极所形成的旋转的磁线，因绕中心转轴旋转的单磁极会形成旋转的磁场，便会因磁线主动切割岩石表面凸起的部分而产生电流；由于磁线会持续的切割便会产生稳定的电流；

步骤4：由于导线相连电流感应板与放大显示板，故放大显示板对应于电流感应板的位置会产生电流而产生局部磁场；