[发明专利]高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法

说明书

本发明属于矿业工程、岩土工程科研技术领域，提供了一种高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法。其中，高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统包括多物理量传感部，其埋设在高气压环境下试验材料内；放大部，其通过伸出试验材料的第一信号线与多物理量传感部连接；处理部，其设置在模型试验装置外部，且通过第二信号线与放大部连接；第一密封结构，其采用胶状柔性密封材料包裹试验材料；第二密封结构，其用于密封第一信号线；第三密封结构，其用于密封放大部；第四密封结构，其密封伸出模型试验装置外部的第二信号线。

技术领域

本发明属于矿业工程、岩土工程科研技术领域，尤其涉及一种高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

物理模型试验是煤与瓦斯突出、冲击地压等多相多场耦合煤岩动力灾害的重要研究手段。而物理模型试验必然会涉及到气-固-液耦合问题和传感器埋设、引线密封、数据采集等问题，这些问题能否得到解决是模型试验成功与否的关键。

目前，前人针对传感器引线密封已开展了大量的研究，创新出了一系列的密封装置与方法，有的装置仅能实现热电偶的密封，不涉及信号放大器的密封；有的装置不适用于在高压环境下的密封；有的装置不能拆卸和重复利用，还有的装置只能应用于硬质壳体材料的密封上，无法应用于模型试验所需的柔性材料的密封。发明人发现，现有的引线密封装置和方法，存在以下不足之处：

1)密封装置均为金属壳体等硬质材料的引线密封，未涉及模型试验所需的柔性材料的密封；

2)为保证传感器信号的精确度，需要将信号放大器置于模型试验装置内部，而信号放大器在高压环境下易损坏，这就要求实现信号放大器的独自密封，而以上装置和方法均未涉及传感器信号放大器高压环境下的密封；

3)密封装置的安装均为一次永久性的密封，无法满足模型试验的拆卸重复使用要求；

4)未形成一整套适用于高气压环境下模型试验的多物理量信息密封采集系统与方法。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供了一种高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统与方法，其密封采用胶状的柔性密封材料，放大部独自密封结构，保障了信号采集的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种高气压环境下模型试验多物理量信息密封采集系统，其包括：

多物理量传感部，其埋设在高气压环境下试验材料内；

放大部，其通过伸出试验材料的第一信号线与多物理量传感部连接；

处理部，其设置在模型试验装置外部，且通过第二信号线与放大部连接；

第一密封结构，其采用胶状柔性密封材料包裹试验材料；

第二密封结构，其用于密封第一信号线；

第三密封结构，其用于密封放大部；

第四密封结构，其密封伸出模型试验装置外部的第二信号线。

作为一种实施方式，所述第四密封结构为可拆卸结构且可重复性使用。

上述方案的优点在于，第四密封结构为可拆卸结构可在多次试验中重复使用，提高了元件的利用率。

作为一种实施方式，所述第一密封结构为橡胶囊，橡胶囊外部为顶底板岩石相似材料。

上述方案的优点在于，采用胶状的柔性密封材料，既可以有效的传递应力，又可以实现良好的密封效果。