[发明专利]适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置和方法

权利要求书

1.一种适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：包括声发射测试分析装置、单轴加载装置；所述的单轴加载装置包括上法兰、拉杆、试件下支撑座、液压缸、小型传感器固定装置、加压装置，所述的上法兰通过左右各两个螺母固定于两根拉杆的上端部，所述的上法兰的下端是上压头，所述的上压头的外周均匀环绕设计有上环形槽和6个用于安装声发射传感器的上圆形凹槽；

小型传感器固定装置由长垫片和传感器紧定螺钉组成；

所述的上圆形凹槽外侧有固定于长垫片的传感器紧定螺钉，所述的长垫片有两个螺纹孔，有一端螺纹孔通过螺钉固定于所述的上法兰，另一端螺纹孔放置声发射传感器紧定螺钉；所述传感器紧定螺钉设置在每个传感器凹槽的外部，通过顺时针旋转螺钉将小型传感器进行固定；所述的试件下支撑座顶部外侧也均匀环绕设计有下环形槽和放置传感器的6个下圆形凹槽，所述的试件下支撑座的上部端面放置小尺寸岩石试件；所述的液压缸包括缸筒、活塞、活塞杆、油缸盖，在液压缸底部设有加压口，所述的活塞杆的上端与试件下支撑座的底部中心相连接，加压时活塞带动活塞杆推动试件下支撑座沿着拉杆向上移动，对试件进行单轴压缩试验，所述的加压口通过油管与加压装置相连接；

所述的加压装置包括油泵、电机、油箱、氮气蓄能器、加压泄压阀、显示屏；

所述的声发射测试分析装置包括：声发射主机、声发射传感线、声发射传感器，用于监测岩石试件声发射空间定位、裂纹演化破坏信息；声发射主机通过声发射传感线连接声发射传感器。

2.根据权利要求1所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：所述的拉杆材质为钛合金。

3.根据权利要求1所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：所述的上压头与下方的试件球面座相配合实现试件的对中。

4.根据权利要求1所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：所述的试件下支撑座顶部外侧的下圆形凹槽外部也设有小型传感器固定装置，该固定装置由长垫片和传感器紧定螺钉组成，所述的长垫片有两个螺纹孔，有一端螺纹孔通过螺钉固定于所述试件下支撑座下部的外侧边缘，另一端螺纹孔放置声发射传感器紧定螺钉。

5.根据权利要求1所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：所述的声发射主机共有两套6通道声发射主机，分别用于安装不同工作频率的传感器，所述的声发射主机通过声发射传感线与安装于加载设备的上、下圆形凹槽的声发射传感器相连。

6.根据权利要求1所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置，其特征在于：所述的上、下圆形凹槽能放置不同工作频率、型号的声发射传感器，且将声发射传感器进行不同方式的布设，便于对声发射信号的分析，布设之后用所述的传感器紧定螺钉将其固定。

7.一种权利要求1~6任一项所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

① 将单轴加载装置的加压口通过油管与加压装置相连接；

②声发射测试分析装置各设备的安装布置：声发射主机通过声发射传感线与安装于加载设备的上、下圆形凹槽的声发射传感器相连；

③ 在单轴加载装置试件下支撑座的上方放置小尺寸岩石试件，使上压头与下方试件的球面座相配合实现试件的对中；

④ 运行两套声发射测试分析装置，根据不同工作频率声发射传感器的选择，对声发射硬件参数、波速的参数以及声发射实验中所需采集的数据和图形进行相应的设置；

⑤开始实验，进行小尺寸岩石试件声发射信号的采集。

8.根据权利要求7所述的适用于小尺寸岩石试件的多频率声发射采集装置的使用方法，其特征在于：所述上圆形凹槽和下圆形凹槽内分别设有声发射传感器，其中3个上圆形凹槽和3个下圆形凹槽内布设第一声发射传感器，另外几个凹槽内布设第二声发射传感器，第一声发射传感器和第二声发射传感器为不同频率的传感器；

两套6通道声发射主机分别与不同工作频率的声发射传感器相连；环形槽的设置避免了安装声发射传感器时，传感器线交叉的情况。