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专利号: 2021109363068
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤体变形测试系统,其特征在于,包括:测试装置,其为煤体变形测试装置,包括:

筒体,其为水平放置的中空结构,中部空腔呈圆柱型,中部空腔与筒体两端面连通;

样品放置板,其水平可拆卸布置于筒体中空内壁中,样品放置板上设有放置煤样的放置位;

堵头,其可拆卸式连接于筒体中部空腔两端,堵头中部水平贯穿设置有通气孔;

所述筒体顶部对应放置位的位置处贯穿至中空内壁开设有窗口;还包括:护板,其固定于筒体顶面上,护板对应窗口位置处贯穿开设有让位孔一;

玻璃窗,其嵌设于护板的让位孔一处;

压盖,其通过紧固件固定于护板顶面上,压盖对应窗口位置处贯穿开设让位孔二,让位孔二的大小与窗口大小相同;

所述护板的让位孔一孔面积大于窗口面积;

所述玻璃窗顶面边缘与压盖底面间通过密封垫一压紧接触;

所述玻璃窗底面边缘与筒体顶面间通过密封垫二压紧接触;

压帽,其可拆卸式连接于筒体外壁两端,压帽对应通气孔位置处开设有让位孔三;

所述样品放置板为弧形板,与筒体中部空腔内壁面相匹配;

所述样品放置板上设有多处放置位,每处放置位由两片竖直凸起于样品放置板顶面的挡板构成;

每处煤样放置位中两挡板的间距大于两倍的煤样长度;

恒温箱,测试装置置于恒温箱中;

增压单元,其与测试装置的一端通气孔连通,向测试装置内输入实验用测试气体;

抽真空单元,其与测试装置的一端通气孔连通,在实验开始时将测试装置的中部空腔抽真空;

显微镜摄像头,其设于测试装置的窗口正上方,采集窗口下方煤样长度变化信息;

终端设备,其接收显微镜摄像头采集的煤样长度变化信息、恒温箱温度信息及测试装置中空腔体内压力信息,并呈现给用户;

气体自动计量装置,其与测试装置的另一端通气孔连通,监测测试装置内煤样的气体吸附量;所述增压单元包括:气源瓶、空压机、气体增压泵、增压进气阀、储气罐、高压气体出口阀、气体减压阀、调压压力表和调压气体出口阀;所述气源瓶内盛装实验用气体,气源瓶与空压机均与气体增压泵进口连通,气体增压泵出口管路设置增压进气阀,储气罐与气体增压泵的出口管路连通,高压气体出口阀也设于气体增压泵的出口管路上,储气罐的连通处位于增压进气阀与高压气体出口阀之间,气体减压阀、调压压力表和调压气体出口阀依次设置于高压气体出口阀之后的出口管路上,出口管路最终于测试装置的一端通气孔连通;

标准室,其连通于调压气体出口阀与测试装置的一端通气孔之间的管路上;

压力传感器一,其与标准室连接,监测标准室内部气体压力;

装置进气阀一,其设置于测试装置的一端通气孔的进口管路上;

压力传感器二,其与测试装置连接,监测测试装置中部空腔的气体压力;

所述测试装置有多个,多个测试装置相互并联;

所述气源瓶有多种,多个气源瓶相互并联;

所述储气罐个数与气源瓶种类数相同,多个储气罐相互并联。

2.一种煤体变形测试方法,其特征在于,采用一种如权利要求1所述的煤体变形测试系统;

包括如下步骤:

一、装样,取下测试装置筒体一端的压帽与堵头,取出样品放置板,将煤样放置在样品放置板的放置位中,煤样的一端部与放置位一挡板抵接,放置好后将样品放置板放回筒体内,塞好堵头并盖好压帽;

二、抽真空,启动抽真空单元将测试装置中部空腔抽真空,然后关闭测试装置两端的阀门;

三、控温,打开恒温箱电源,调节至实验所需温度并恒定;

四、调试,将显微镜摄像头布置于测试装置窗口正上方,通过终端设备控制显微镜摄像头的位置移动,使显微镜摄像头对准窗口下的煤样端面,调节显微镜摄像头的目镜和物镜,直至终端设备显示出清晰的煤样端面轮廓,定时对窗口下煤样端面拍摄图片;

五、增压,通过增压单元向标准室内注入实验所需气体至压力传感器一上的压力达到实验所需压力,关闭调压气体出口阀,打开装置进气阀,气体进入测试装置中部空腔被煤样吸附,显微镜摄像头将定时拍摄的图片传输至终端设备,得出煤样随时间伸长变形的数据;

六、实验结束,关闭恒温箱,待内部温度降低至常温后,打开放空阀放空测试装置内的压力,取出测试装置内的煤样,实验完毕。