[发明专利]带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法

摘要

本发明公开了一种带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，涉及一种用于对岩石真三轴的试验方法。它包括将试样放置于正方形上压头和正方形下压头之间，将超声相控阵换能器通过耦合剂耦合至试样的前方或后方；操作手动操作加载部分确保操作后试样不发生偏离；操作泵动加载部分，对试样施加X方向力；加载过程中上位机传递电脉冲信号给超声相控阵换能器；超声相控阵换能器将电脉冲信号转化为声波信号并传递给试样；试样接收到声波信号后产生回波信号,并将回波信号传递给超声相控阵换能器，超声相控阵换能器将接收到的回波信号转化为电信号，上位机接收传递的电信号，并转化成图像。本发明具有信噪比好、分辨率高、使用方便的优点。

主权项

带超声相控阵列实时成像系统的岩石真三轴试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将试样(13)放置于位于围压室(16)内的正方形上压头(5)和位于围压室(16)内的正方形下压头(6)之间，用橡胶套将试样(13)、正方形上压头(5)及正方形下压头(6)套上，并用卡箍将橡胶套密封；围压室(16)下方设置有底座(17)；将超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)的声波发射面通过耦合剂耦合至试样(13)的前方或后方；将两块水平压头(9)通过耦合剂分别耦合至试样(13)的左右两侧面上；将超声相控阵列检测系统的上位机(21)与超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)连接,将超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)通过超声相控阵列检测系统的USB接口(19)与超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)连接；步骤二：对超声相控阵检测系统进行调整并检测，对超声相控阵检测系统参数进行设置，确保超声相控阵检测系统的正常工作；步骤三：轴压伺服泵通过位于轴压室(22)外壁上端的左侧的轴向加载系统进油口(2)与位于轴压室(22)外壁上端的右侧的轴向加载系统出油口(3)控制位于轴压室(22)内的垂直加载活塞(1)；轴压室(22)下端面设置有通孔，轴压室(22)与围压室(16)通过通孔连通；垂直加载活塞(1)通过通孔进入围压室(16)，并贴近正方形上压头(5)的正上方，从而给试样(13)施加Z方向力；轴向加载系统排气口(4)用于排除轴压室(22)内的空气；步骤四：围压伺服泵通过围压加压系统进油口(11)与围压加压系统出油口(12)将液压油泵入围压室(16)，从而给试样(13)施加Y方向力，围压加压系统排气口(10)排除围压室(16)内的空气，在排除空气后关闭围压伺服阀；步骤五：操作手动操作加载部分(7)，使右轴杆(15)左进，并与水平压头(9)贴近，以确保操作后试样(13)不发生偏离；操作泵动加载部分(8)，使左轴杆(14)右进，并贴近水平压头(9)，从而对试样(13)施加X方向力；步骤六：给试样(13)施加X方向力、Y方向力和Z方向力的过程中，上位机(21)依次通过超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)上的微处理器(20.7)、数据采集器(20.6)、触发延迟电路(20.5)、超声阵元触发电路(20.4)和阵元切换电路(20.1)传递电脉冲信号给超声相控阵换能器(18)；超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)将传递过来的电脉冲信号转化为声波信号，并将声波信号传递给试样(13)；步骤七：试样(13)接收到声波信号后产生回波信号,并将回波信号传递给超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)，超声相控阵列检测系统的超声相控阵换能器(18)将接收到的回波信号转化为电信号，并将电信号依次传递给超声相控阵列检测系统的超声触发/接收板(20)上的阵元切换电路(20.1)、信号放大调理电路(20.2)、数模转换器(20.3)、数据采集器(20.6)和微处理器(20.7)；步骤八：超声相控阵列检测系统的上位机(21)接收超声相控阵列检测系统的微处理器(20.7)传递的电信号，并转化成图像显示在超声相控阵列检测系统的上位机(21)；通过超声相控阵列检测系统的上位机(21)直观、清楚地观察裂纹的萌生、扩展、贯通至破坏的演化进程。