[发明专利]利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置及系统

说明书

本发明涉及利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置及系统，该磁力测试装置包括第一测力装置、支架、距离度量部件和用于夹持磁力座的夹持机构，夹持机构安装在支架上并位于第一测力装置上方，第一测力装置用于测量阀瓣对其向下的作用力；夹持机构与第一测力装置之间的距离可调节，距离度量部件用于测量夹持机构与第一测力装置之间的距离。本发明的磁力测试装置结构简单，操作方便，可用于测量磁力小于重力时，磁力与距离的关系；本发明的测试系统可测量磁力座与阀瓣在逐渐接近的整个过程中的磁力与距离的关系，可用于测试和比较不同磁场组合方式下保压控制器的磁力大小，对保压控制器的研究和性能改善具有重要意义。

技术领域

本发明涉及磁力测量设备技术领域，尤其涉及利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置及系统。

背景技术

岩石取芯钻机在深地取芯中的一种重要工艺是保压取芯，保压岩心是岩石力学研究中的珍贵样品，如何实现钻机高效保压是取芯钻机的一个发展方向，我国近些年来对于保压取芯及其钻机设计做了不少研究，谢和平院士首次提出“五保”取芯概念中便有“一保”为保压取芯。对于保压取芯中的各部分结构设计，目前还有很多技术需要研究。

专利文献CN110847856A公开了一种保压取芯器翻板阀结构，其阀座具有磁性，可吸引阀瓣关闭。因其阀瓣关闭不依托于自身重力，因而不受钻进方向的限制。利用磁力机械产生的磁力远距离牵引是一种理想的无结构牵引装置。

但是，目前缺少测量该阀座磁力大小的测试装置，因而无法进一步验证磁力关闭的可靠性，对取芯器保压控制器的改进造成阻碍。

由于保压取芯器磁性阀座在数值仿真与实际相似模拟实验中都较为复杂，难以研究其在不同磁场组合下的动态受力情况，导致力学模型模糊不清，故在实验时通常以保压控制器的简化模型代替。如图1所示，保压控制器的简化模型包括圆板状的阀瓣（序号7）和圆筒状的磁力座（序号6）。通过研究简化模型磁力场的磁力大小来深入改进取芯器保压控制器的阀座磁场组合以及力学模型。

此外，如图2、3所示，当简化模型的磁力座（序号6）具有多个方向的磁场时（图中箭头代表永磁体充磁方向），该磁力座（序号6）由多个磁体（61）拼接而成的，如何去测量整个磁力座在其轴线方向上对阀瓣施加的磁力大小是现有技术无法解决的。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置及系统。

本发明通过下述技术方案实现：

利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置，包括第一测力装置、支架、距离度量部件和用于夹持磁力座的夹持机构，所述夹持机构安装在所述支架上并位于第一测力装置上方，所述第一测力装置用于测量阀瓣对其向下的作用力；

所述夹持机构与第一测力装置之间的距离可调节，所述距离度量部件用于测量夹持机构与第一测力装置之间的距离，和/或夹持机构的位移，和/或第一测力装置的位移。

进一步的，第一测力装置置于置物平台上，所述夹持机构和/或置物平台的高度可调节。

进一步的，所述夹持机构可相对于支架上下移动，所述距离度量部件包括位移传感器，或距离传感器，或设于支架上的高度刻度标识。

进一步的，利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置还包括用于带动夹持机构竖直移动的直线驱动机构，所述夹持机构与所述支架滑动连接，所述直线驱动机构的输出端与夹持机构连接。

或者，支架为升降支架，所述夹持机构与升降支架固接。

进一步的，所述夹持机构夹紧时具有容置磁力座的空间。

优选地，所述夹持机构为卡箍。

进一步的，利用自重检测的磁力保压控制器的磁力测试装置还包括圆柱芯，可通过圆柱芯与夹持机构将磁力座夹在中间。