[发明专利]多场耦合原位实验仪

说明书

本发明涉及多场耦合原位实验仪，该方案包括压力室，压力室上盖和压力室下盖；样品套，样品套设于压力室内部，样品套上端套在压力室上盖轴压传动轴上，轴压传动轴内设有孔压管路，样品套下端套在压力室下盖顶部凸起的中轴上，且该中轴内部设有孔压管路，上下孔压管路于样品套内部连通；驱动器，该驱动器能够驱动压力传感器和轴压传动轴向下运动以实现对样品套内样品的轴压施加；底座，该底座连接压力室下盖底部；围压循环系统，该围压循环系统包括离心泵、围压循环管路以及导流管；温控系统，该温控系统设于底座上。本申请设计紧凑，具有显著提高图像分辨率、提高X射线能量利用率、提升图像质量及精准控制样品温度的优点。

技术领域

本发明涉及原位实验仪设备技术领域，具体涉及一种多场耦合原位实验仪。

背景技术

基于CT扫描技术的多场耦合原位实验仪可以给样品施加轴压、围压及孔压以控制样品受力状态，通过控制进出口孔压测量样品渗流特性，调控样品温度，并利用CT成像技术分析样品应变及形状变化，从而分析样品的力学、渗流和其他物理性质。

然而目前的原位实验仪的压力室与压力室上下盖之间采用法兰连接方式，使得压力室上下两端外径过大，由此增大了X射线源、样品与接收器的距离，导致图像分辨率低，扫描时间加长，影响图像质量，并妨碍CT扫描仪的高效利用。同时目前的原位实验仪由于缺少环流结构，还存在温度控制困难的问题，导致样品内部温度不均匀性大，严重影响数据可信度。

因此，亟待开发一种设计紧凑、能够显著提高图像分辨率、提高X射线能量利用率、提升图像质量及精准控制样品温度的用于原位实验的多场耦合原位实验仪。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种多场耦合原位实验仪。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：多场耦合原位实验仪包括：

中空设置的压力室，该压力室的上下两端分别通过卡扣件连接压力室上盖和压力室下盖；

压力室、压力室上盖及压力室下盖上均设有供卡扣件扣入的扣槽，且压力室上盖和压力室下盖上均设有与固定孔配合的通孔，以使得能够通过连接件依次插入通孔和固定孔，以固定压力室和压力室上盖以及压力室和压力室下盖；

当卡扣件完全扣入扣槽后，卡扣件外表面与压力室、压力室上盖及压力室下盖的外表面平齐或位于压力室、压力室上盖及压力室下盖的外表面内侧；

样品套，该样品套设于压力室内部，样品套上端套在压力室上盖轴压传动轴上，轴压传动轴内设有孔压管路，样品套下端套在压力室下盖顶部凸起的中轴上，且该中轴内部设有孔压管路，上下孔压管路于样品套内部连通；

驱动器，该驱动器通过电机连接轴套连接压力室上盖，该电机连接轴套内设有设于轴压传动轴顶部的压力传感器，且驱动器能够驱动压力传感器和轴压传动轴向下运动以实现对样品套内样品的轴压施加，位于轴压传动轴一端的孔压管路从连接轴套穿出；

底座，该底座连接压力室下盖底部；

围压循环系统，该围压循环系统包括设于底座上的离心泵、与该离心泵连通的围压循环管路以及设于该样品套和压力室之间的导流管，通过该导流管将压力室内样品套之外的空间进一步分为内腔和外腔，围压循环管路从底座出发依次经过压力室下盖、导流管内腔、导流管外腔，再从压力室下盖回到底座的离心泵，以配合温控系统实现对样品套内的样品温度进行精准控制，同时对样品套施加围压；

温控系统，该温控系统设于底座上，用于对围压循环系统中的围压液实现温度控制。