[发明专利]一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置

权利要求书

1.一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：包括煤样存放系统、液氮注入系统、液氮冷冲击系统、超声波采集处理系统和热成像采集处理系统。

2.根据权利要求1所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述煤样存放系统由恒温恒湿箱(22)和煤体(7)组成，所述煤体(7)放置在恒温恒湿箱(22)内。

3.根据权利要求1所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述液氮注入系统由自增压液氮罐(1)、阀门(2)、压力表(3)、调压阀(4)、超低温流量表(5)、超低温保温管(6)、液氮冷冲击致裂装置(9)组成，所述自增压液氮罐(1)的顶部安装有阀门(2)和压力表(3)，所述液氮注入系统与液氮冷冲击系统之间通过超低温保温管(6)连接，所述超低温保温管(6)上安装有调压阀(4)和超低温流量表(5)。

4.根据权利要求2所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述液氮冷冲击系统包括液氮冷冲击致裂装置(9)，所述液氮冷冲击致裂装置(9)包括装置壳体(9-1)，所述装置壳体(9-1)的顶部焊接有与其内部相通的超低温保温管(6)，所述装置壳体(9-1)的底部开设有废液出口(9-7)，所述废液出口(9-7)通过废液管(9-5)连接有废液存储箱(9-4)，所述废液管(9-5)上安装有耐超低温阀门(9-6)；

所述装置壳体(9-1)包括液氮冷冲击致裂装置底面(9-102)、相对的两个导杆穿透壳面(9-101)和装置开口煤样探出面(9-103)；所述装置开口煤样探出面(9-103)上设有开口，所述液氮冷冲击致裂装置底面(9-102)上安装有带孔载物环(9-3)，所述带孔载物环(9-3)上放置有煤体(7)，所述煤体(7)从装置开口煤样探出面(9-103)上的开口探出，所述装置壳体(9-1)与煤体(7)之间通过密封胶(24)连接；相对的两个导杆穿透壳面(9-101)上开设有安装孔，两个所述安装孔内安装有超低温超声波导杆(9-2)，所述超低温超声波导杆(9-2)的一端为第一平面换能器耦合端(9-201)，所述第一平面换能器耦合端(9-201)与超声波采集处理系统连接，所述超低温超声波导杆(9-2)的另一端为煤样耦合端(9-202)，所述煤样耦合端(9-202)与煤体(7)连接。

5.根据权利要求4所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述超低温超声波导杆(9-2)与导杆穿透壳面(9-101)之间通过螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述带孔载物环(9-3)为周身设有孔洞(9-301)的钢管。

7.根据权利要求4所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于所述装置开口煤样探出面(9-103)上切有正方形开口，正方形开口将煤体观测面(7-1)伸出，在装置开口煤样探出面(9-103)内外两侧与煤体(7)接触处涂上密封胶(24)。

8.根据权利要求4所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述超声波采集处理系统由非金属超声波测试仪(8)、系统电脑(12)和声波数据处理器(13)组成，所述非金属超声波测试仪(8)和声波数据处理器(13)之间通过电性连接，所述声波数据处理器(13)和系统电脑(12)之间通过电性连接，所述非金属超声波测试仪(8)通过信号线(10)电性连接有平面换能器(11)，所述平面换能器(11)的端部为第二平面换能器耦合端(11-1)，所述平面换能器(11)有两个，一个为超声波发生端、一个为接收端；两个所述平面换能器(11)的第二平面换能器耦合端(11-1)分别与两个所述超低温超声波导杆(9-2)的第一平面换能器耦合端(9-201)紧密贴合。

9.根据权利要求4所述的一种全过程观测冷冲击致裂煤体实验装置，其特征在于：所述热成像采集处理系统由系统显示屏(14)、热成像数据处理器(15)、红外热成像采集器(16)、红外探测器(17)、热电偶温度处理器(20)和K型热电偶(21)组成，所述红外探测器(17)、红外热成像采集器(16)、热成像数据处理器(15)和系统显示屏(14)之间通过电性连接，所述红外探测器(17)的底部安装有红外探测器起降台(19)，所述红外探测器起降台(19)与热成像数据处理器(15)之间通过控制线(18)连接，所述红外探测器(17)的位置与煤体观测面(7-1)相对应，便于红外探测器(17)采集煤体观测面(7-1)数据能量变化情况；

所述K型热电偶(21)、热电偶温度处理器(20)、热成像数据处理器(15)和系统显示屏(14)之间通过电性连接，所述K型热电偶(21)由K型热电偶感温端(21-1)和信号输入端(21-2)组成，所述K型热电偶感温端(21-1)贴在煤体观测面(7-1)上，所述信号输入端(21-2)与热电偶温度处理器(20)连接。