一种无线式CT扫描单轴加载实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线式CT扫描单轴加载实验装置及实验方法，包括无线式CT扫描单轴加载实验装置，所述无线式CT扫描单轴加载实验装置包括单轴加载组件、CT扫描组件、支撑组件和远程控制组件。本发明专利技术中，一方面，采用无线连接的远程控制方式取代传统的有线连接方式，摆脱连接线的束缚，使得实验不论是在装配方面还是操作方面均具有较大的简便性，既利于实验的顺利开展，也有助于延长煤岩加载系统的使用寿命；另一方面，采用密封性较强的单轴加载组件来放置煤岩样品，抗干扰性强，再配合动力驱动的支撑组件使用，可实现煤岩加载过程中CT实时扫描，掌握煤岩样品在单轴加载时的裂隙演化特征，有助于提高实验结果的精准性。有助于提高实验结果的精准性。有助于提高实验结果的精准性。

【技术实现步骤摘要】
一种无线式CT扫描单轴加载实验装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及煤岩CT扫描
，具体地说涉及一种无线式CT扫描单轴加载实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]CT扫描技术是一项无损检测和评估的技术，目前已广泛应用在汽车、材料、能源等产业领域，为机械产品质量判定、地质结构分析、石油储量预测等提供了的重要技术手段。
[0003]基于CT在扫描方面的优势，将煤岩力学实验与CT实时监测技术相结合，可以清晰、准确、直观地展示煤岩体内部结构、材质及裂隙演化情况。然而，现有的煤岩加载系统与CT扫描技术结合方面依旧存在一些缺陷：一方面，传统的煤岩加载设备由于装配复杂、布线繁多、占据较多实验空间，不便于实验顺利开展；另一方面，传统的煤岩加载系统受到材料限制，较难构建出封闭性较佳的扫描空间，进而较难实现在加载的同时进行CT扫描，影响实验结果的精确度。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种操作更便捷、测试更精准的无线式CT扫描单轴加载实验装置及实验方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种无线式CT扫描单轴加载实验装置，包括单轴加载组件、CT扫描组件、支撑组件和远程控制组件；
[0006]煤岩样品置于所述单轴加载组件内，所述单轴加载组件转动安装在所述支撑组件上；
[0007]所述CT扫描组件至少包括分别位于所述单轴加载组件两侧的CT发射源和CT接收板，所述CT发射源朝向所述单轴加载组件内的所述煤岩样品发射X射线，所述CT接收板接收穿透所述煤岩样品后的X射线，并实时呈现显像；
[0008]所述远程控制组件至少包括分别安装在所述支撑组件内以及连接至远程端计算机、总控模块的不少于两个的无线传输模块，多个所述无线传输模块之间保持无线传输。
[0009]进一步地，所述单轴加载组件包括保护套筒、皮套管、上顶棒和下顶棒，所述煤岩样品置于所述皮套管内，所述上顶棒与所述下顶棒分别可滑动伸入或伸出所述保护套筒，且所述上顶棒和下顶棒分别由上至下、由下至上塞入所述皮套管内，直至完全抵触至所述煤岩样品的顶部和底部，并抵紧所述煤岩样品。
[0010]进一步地，所述支撑组件包括底座、转台和电动千斤顶，所述转台安装在所述底座的顶部，并可在所述底座内设有的电机驱动作用下旋转，所述电动千斤顶居中固定在所述转台的内部底面；
[0011]所述下顶棒居中置于所述电动千斤顶的活塞输出轴的顶面，所述保护套筒由上至下罩设在所述上顶棒、皮套管和下顶棒的外部，所述保护套筒的顶端和底端分别连通有螺纹管接头，底端的所述螺纹管接头与所述转台顶端居中开设的螺纹安装口螺纹匹配，使得
所述保护套筒安装在所述转台的顶部，顶端的所述螺纹管接头的外部螺纹安装有螺栓帽，所述上顶棒的顶部抵触至所述螺栓帽。
[0012]进一步地，所述上顶棒的顶部固定有第一定位凸起，所述螺栓帽的顶部开设有与所述第一定位凸起卡合匹配的定位孔，所述下顶棒的底部固定有第二定位凸起，所述活塞输出轴的顶面开设有与所述第二定位凸起卡合匹配的所述定位孔。
[0013]进一步地，所述支撑组件还包括油压控制模块，所述油压控制模块固定在所述转台的内部底面，并位于所述电动千斤顶的一侧，所述油压控制模块至少包括分别连通至所述电动千斤顶的进油管和出油管；
[0014]所述活塞输出轴包括顶板、底板，以及固定连接在所述顶板和底板之间的活塞柱，所述顶板位于所述电动千斤顶的外部，所述下顶棒置于所述顶板上，所述底板塞入所述电动千斤顶的内部，所述进油管连通至所述底板的下方，所述出油管连通至所述底板的上方。
[0015]进一步地，还包括压力传感器，所述压力传感器安装在所述底板的底面。
[0016]进一步地，还包括红外传感器，所述红外传感器安装在所述转台的内部顶面，并竖直指向所述顶板。
[0017]进一步地，所述无线传输模块至少包括用于传递模拟信号的信号传输端以及用于连接设备的数据传输接口，设置在所述转台内的所述无线传输模块与设置在远程端的所述无线传输模块之间经由无线信号传输指令及数据。
[0018]进一步地，所述计算机和总控模块分别经由传输导线连接至远程端的所述无线传输模块。
[0019]一种无线式CT扫描单轴加载实验装置的实验方法，包括以下步骤：
[0020]S1：准备阶段：
[0021]1)将所述上顶棒和下顶棒分别由上至下、由下至上塞入至装有所述煤岩样品的所述皮套管内，直至完全抵触至所述煤岩样品的顶部和底部，并抵紧所述煤岩样品，使得所述上顶棒、皮套管和下顶棒竖向相连；
[0022]2)通过所述计算机远程控制所述电动千斤顶的所述活塞输出轴降至最低点，将所述下顶棒向下放入至所述顶板上，并校准位置至正中心；
[0023]3)将所述保护套筒罩设在上顶棒、皮套管和下顶棒的外部，并螺纹安装在所述转台上；
[0024]4)通过所述计算机远程控制所述电动千斤顶的所述活塞输出轴上升，直至所述上顶棒的顶端伸出于所述保护套筒的顶端，将所述螺栓帽螺纹安装在所述保护套筒的顶部，并校准与所述上顶棒的位置；
[0025]S2：CT扫描及试样加载阶段：
[0026]1)通过所述计算机远程开启所述CT发射源及所述底座内的电机，使得所述转台带动所述单轴加载组件旋转，依次调节所述CT发射源的发射高度、所述CT发射源与所述转台的间距、所述CT接收板的位置，保证所述显像位于所述CT接收板中央；
[0027]2)通过所述计算机远程调节电压、电流，观测所述显像的图像效果；
[0028]3)通过所述计算机设置实验参数，远程操控实验，并经由数据收集端实时监控实验参数的变化；
[0029]S3：结束阶段：实验结束，打开所述保护套筒，取出所述煤岩样品，完成实验。
[0030]本专利技术的有益效果体现在：
[0031]本专利技术中，一方面，采用无线连接的远程控制方式取代传统的有线连接方式，摆脱连接线的束缚，使得实验不论是在装配方面还是操作方面均具有较大的简便性，既利于实验的顺利开展，也有助于延长煤岩加载系统的使用寿命；另一方面，采用密封性较强的单轴加载组件来放置煤岩样品，抗干扰性强，再配合动力驱动的支撑组件使用，可实现煤岩加载过程中CT实时扫描，掌握煤岩样品在单轴加载时的裂隙演化特征，有助于提高实验结果的精准性。
附图说明
[0032]图1是本专利技术一实施例的整体结构示意图。
[0033]图2是本专利技术一实施例的单轴加载组件与转台的装配剖视图。
[0034]图3是本专利技术一实施例的单轴加载组件与CT扫描组件使用示意图。
[0035]图4是本专利技术一实施例的保护套筒正视图。
[0036]图5是本专利技术一实施例的螺栓帽整体结构示意图。
[0037]附图中各部件的标记为：1、单轴加载组件；2、CT扫描组件；3、支撑组件；4、远程控制组件；5、保护套筒；501、螺纹管接头；6、皮套管；7、上顶棒；701、第一定位凸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线式CT扫描单轴加载实验装置，其特征在于：包括单轴加载组件(1)、CT扫描组件(2)、支撑组件(3)和远程控制组件(4)；煤岩样品(10)置于所述单轴加载组件(1)内，所述单轴加载组件(1)转动安装在所述支撑组件(3)上；所述CT扫描组件(2)至少包括分别位于所述单轴加载组件(1)两侧的CT发射源(11)和CT接收板(12)，所述CT发射源(11)朝向所述单轴加载组件(1)内的所述煤岩样品(10)发射X射线，所述CT接收板(12)接收穿透所述煤岩样品(10)后的X射线，并实时呈现显像(13)；所述远程控制组件(4)至少包括分别安装在所述支撑组件(3)内以及连接至远程端计算机(21)、总控模块(22)的不少于两个的无线传输模块(20)，多个所述无线传输模块(20)之间保持无线传输。2.如权利要求1所述的无线式CT扫描单轴加载实验装置，其特征在于：所述单轴加载组件(1)包括保护套筒(5)、皮套管(6)、上顶棒(7)和下顶棒(8)，所述煤岩样品(10)置于所述皮套管(6)内，所述上顶棒(7)与所述下顶棒(8)分别可滑动伸入或伸出所述保护套筒(5)，且所述上顶棒(7)和下顶棒(8)分别由上至下、由下至上塞入所述皮套管(6)内，直至完全抵触至所述煤岩样品(10)的顶部和底部，并抵紧所述煤岩样品(10)。3.如权利要求2所述的无线式CT扫描单轴加载实验装置，其特征在于：所述支撑组件(3)包括底座(14)、转台(15)和电动千斤顶(17)，所述转台(15)安装在所述底座(14)的顶部，并可在所述底座(14)内设有的电机驱动作用下旋转，所述电动千斤顶(17)居中固定在所述转台(15)的内部底面；所述下顶棒(8)居中置于所述电动千斤顶(17)的活塞输出轴(1701)的顶面，所述保护套筒(5)由上至下罩设在所述上顶棒(7)、皮套管(6)和下顶棒(8)的外部，所述保护套筒(5)的顶端和底端分别连通有螺纹管接头(501)，底端的所述螺纹管接头(501)与所述转台(15)顶端居中开设的螺纹安装口(1501)螺纹匹配，使得所述保护套筒(5)安装在所述转台(15)的顶部，顶端的所述螺纹管接头(501)的外部螺纹安装有螺栓帽(9)，所述上顶棒(7)的顶部抵触至所述螺栓帽(9)。4.如权利要求3所述的无线式CT扫描单轴加载实验装置，其特征在于：所述上顶棒(7)的顶部固定有第一定位凸起(701)，所述螺栓帽(9)的顶部开设有与所述第一定位凸起(701)卡合匹配的定位孔(901)，所述下顶棒(8)的底部固定有第二定位凸起(801)，所述活塞输出轴(1701)的顶面开设有与所述第二定位凸起(801)卡合匹配的所述定位孔(901)。5.如权利要求3所述的无线式CT扫描单轴加载实验装置，其特征在于：所述支撑组件(3)还包括油压控制模块(16)，所述油压控制模块(16)固定在所述转台(15)的内部底面，并位于所述电动千斤顶(17)的一侧，所述油压控制模块(16)至少包括分别连通至所述电动千斤顶(17)的进油管(1601)和出油管(1602)；所述活塞输出轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，王安铖，李少波，陈礼鹏，张宇，商瑞豪，刘化强，张帅，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：