一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置，它包括有透明橡胶管（1），透明橡胶管（1）外表面覆盖有量子点环氧树脂薄膜（2），透明橡胶管（1）的一端封闭，透明橡胶管（1）开口端用硬质套管（3）封口，硬质套管（3）端头开有内窥镜安装孔（5）和充气孔（4）。本发明专利技术利用透明橡胶的高弹性、高强度特性，通过气体给透明橡胶管加压，使透明橡胶管外表面的量子点薄膜能够与钻孔孔壁紧密贴合，再利用量子点环氧树脂的荧光图像，将岩石裂纹的μm级变化能准确测量，使测量精度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程裂纹测试
，具体涉及一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置。
技术介绍
深部地应力的情况复杂，应力大，深部岩石微裂纹也更易于影响到岩石的力学变化。处于深部环境的岩石在工程力扰动下，大的构造层次由于其裂缝宽、强度低，岩石首先在这一层次上开始变形破坏，随着时间的延伸，低一级的构造层次也逐渐参与到岩石的变形破坏中。岩石埋藏越深，所处的应力环境越复杂，应力越高，参与岩石变形破坏的构造层次也越低。因此，研究深部岩石中的微裂纹及其对岩石力学变化的影响，对解释深部岩体力学的特征具有重要意义。目前，岩石微裂纹的检测分为直接检测法和间接检测法。直接检测法一般有：显微镜切片法、扫描电镜检测技术、激光全息干涉法等，这些方法存在着一些不足：1、这些方法都属于有害的检测方法，其制样加剧对岩石的损伤；2、这些方法仅限于平面测量，不能有效地检测材料的三维损伤情况，在工程应用中存在许多局限。间接检测法一般是通过一定的物理假设去建立岩石的宏观物理量与损伤变量之间的关系。这些方法一般有：质量密度变化检测法、弹性模量变化检测法、核磁共振、超声波检测法、声发射检测技术以及岩石损伤的CT检测等。但是这些技术方法存在的不足之处是：1、通过间接的方法判断的岩石裂纹，准确度低；2、不能显示出岩石很多细微的裂纹变化。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置，它能够直观的、精确的测量出岩石内部的微裂纹尺寸、分布及扩展情况，对岩石的损伤低。本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有透明橡胶管，透明橡胶管外表面覆盖有量子点环氧树脂薄膜，透明橡胶管的一端封闭，透明橡胶管开口端用硬质套管封口，硬质套管端头开有内窥镜安装孔和充气孔。本专利技术的使用过程是：测试时，装有共聚焦激光探头的透明橡胶管放置到所钻的孔里，内窥镜安装孔密封，通过硬质套管端头的充气孔施加气压，透明橡胶管的薄壁在气压作用下开始膨胀。当透明橡胶管外层的量子点环氧树脂薄膜膨胀至与钻孔的孔壁紧密贴合后，内窥镜前端的共聚焦激光探头用激光扫描与钻孔孔壁贴合的量子点环氧树脂薄膜，共聚焦激光探头的激光照射到量子点环氧树脂薄膜上，量子点发出荧光，并由共聚焦激光探头接收激光激发的荧光图像，荧光图像通过光纤传递到内窥镜中的共聚焦光谱分析系统储存起来。在裂纹扩展处，量子点环氧树脂薄膜的荧光强度与非裂纹处不同，进而可以精确测量出裂纹宽度。由于将量子点环氧树脂涂在透明橡胶管外表面，形成量子点环氧树脂薄膜。随着裂纹的扩展，量子点环氧树脂薄膜的荧光会增强，裂纹处的荧光与非裂纹处荧光强度明显不同。采用激光共聚焦显微内窥镜的激光探头透过透明橡胶管的外壁扫描量子点薄膜的荧光强度，并通过荧光强度数据及图像分析荧光强度，精确得到裂纹的宽度，测量精度可以达到μm。本专利技术利用透明橡胶的高弹性、高强度特性，通过气体给透明橡胶管加压，使透明橡胶管外表面的量子点薄膜能够与钻孔孔壁紧密贴合，再利用量子点环氧树脂的荧光图像，将岩石裂纹的μm级变化能准确测量，使测量精度提高。与现有技术相比，本专利技术的优点是：能够直观的、精确地测量出岩石内部的微裂纹尺寸、分布及扩展情况，对岩石的损伤低。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的透明橡胶管截面图。图中：1.透明橡胶管；2.量子点环氧树脂薄膜；3.硬质套管；4.充气孔；5.内窥镜安装孔；6.内窥镜；7. 共聚焦激光探头。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术包括有透明橡胶管1，透明橡胶管1外表面覆盖有量子点环氧树脂薄膜2，透明橡胶管1的一端封闭，透明橡胶管1开口端用硬质套管3封口，硬质套管3端头开有内窥镜安装孔5和充气孔4。所述内窥镜6为激光共聚焦显微内窥镜。测试时，装有共聚焦激光探头7的透明橡胶管1放置到所钻的孔里，内窥镜安装孔5密封，通过硬质套管3端头的充气孔4施加气压，透明橡胶管1的薄壁在气压作用下开始膨胀。当透明橡胶管外层的量子点环氧树脂薄膜2膨胀至与钻孔的孔壁紧密贴合后，内窥镜前端的共聚焦激光探头7用激光扫描与钻孔孔壁贴合的量子点环氧树脂薄膜2，共聚焦激光探头7的激光照射到量子点环氧树脂薄膜2上，量子点发出荧光，并由共聚焦激光探头7接收激光激发的荧光图像，荧光图像通过光纤传递到内窥镜6中的共聚焦光谱分析系统储存起来。在裂纹扩展处，量子点环氧树脂薄膜的荧光强度与非裂纹处不同，进而可以精确测量出裂纹宽度。为了使透明橡胶管与钻孔的孔壁贴合更紧密，如图2所示，透明橡胶管1的截面采用凹形。在透明橡胶管1放置到钻孔后，通过硬质套管3的充气孔给透明橡胶管1施加高压气体，在高压作用下，透明橡胶管膨胀后与钻孔的孔壁紧密贴合后，将孔壁气体排出，钻孔的孔壁回弹将透明橡胶管紧密嵌入到孔壁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置，其特征是：包括有透明橡胶管（1），透明橡胶管（1）外表面覆盖有量子点环氧树脂薄膜（2），透明橡胶管（1）的一端封闭，透明橡胶管（1）开口端用硬质套管（3）封口，硬质套管（3）端头开有内窥镜安装孔（5）和充气孔（4）。

【技术特征摘要】
1.一种基于量子点的膨胀式裂纹测试装置，其特征是：包括有透明橡胶管（1），透明橡胶管（1）外表面覆盖有量子点环氧树脂薄膜（2），透明橡胶管（1）的一端封闭，透明橡胶管（1）开口端...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，肖睿胤，毕靖，程浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50