德国wille高温高压岩石三轴试验系统

德国wille三轴岩石力学测试系统能够帮助客户按照ASTM标准或ISRM方法满足岩石研究试验中的所有试验需求。
高温高压岩石三轴仪模块化设计，系统可以配置各种作动器、液压源、各式夹具及附件，完成单轴抗压强度、三轴强度、破坏后、抗折、间接拉伸、直接拉伸、断裂韧性、渗透性、蠕变、水压致裂等复杂的岩石力学测试。

高温高压岩石三轴仪系统能够试验从软岩石（如砂岩）到硬岩石的各种材料，用于岩石力学研究中的不同领域，如石油、天然气的勘探和生产，采矿、建筑、隧道技术和地热能开发等。

GEOsys软件具有多个试验模块/应用程序来控制岩石力学测试程序，可以作为全自动系统工作，而且提供了创建自定义试验模块的简便方法。用户可在试验后和试验期间，通过功能强大的图形和数据显示界面，输出和保存各种应力、应变等曲线。试验完成后，导出数据便于数据后处理。
高温高压岩石三轴仪提供各种试验夹具和配套附件来进行岩石单轴抗压强度、三轴强度、屈服破坏、弯曲、间接拉伸、直接拉伸、断裂韧性、水压致裂、渗透性、蠕变、挠曲和循环加载等岩石力学测试。

凭借多年经验，德国wille能够根据您的目标和需求量身定制产品和服务。定制解决方案可以帮助您达到个性化及独特的需求，可以为高温高压试验等不同领域提供各种试验系统，如：

● 岩石力学研究  ● 采矿和建筑  ● 隧道  ● 化石燃料的勘探和生产  ● 地热能开发

产品特点

▍具有不同荷载范围的高刚度4柱式加载架，双向作动器可达5,000kN，包括德国MOOG伺服阀
▍加载架的刚度高达10,000kN / mm
▍可根据需求提供门式加载架
▍先进的高质量液压源，有降噪措施，有紧急停机功能
▍三轴室压力可达210 Mpa，温度可达200℃
▍可选的三轴室底座滑动系统，轻松拆卸和放置三轴室；也可定制自动提升三轴室外壁系统
▍可选带保护门的透明试验区防护罩
▍可选试验组件：三轴试验组件、渗透性试验（稳态或非稳态）、水压致裂试验、单轴压缩试验组件、直接拉伸试验组件、间接拉伸组件（巴西试验）、断裂韧性试验组件、点荷载试验组件
▍高速动态控制器（2.5 kHz或10 kHz），用于控制测量值和试验程序，如：力、位移或速度
▍灵活的控制软件，适用于所有单轴、三轴试验、水压致裂、渗透性，以及用户编程实现几乎无限的试验程序

主要配置

① 包括双向伺服液压作动器的加载架
② 伺服液压源
③ 三轴室压力控制器
④ 液体加注、排空系统
⑤ 三轴室和内置传感器
⑥ 高压注射泵，用于反压、渗透性或水压致裂试验
⑦ 高速动态控制器
⑧ 软件系统

加载架
可定制试验空间（柱间距和上下压盘之间的垂直距离），高刚度和坚固结构的加载架，可用于直接剪切和三轴试验的不同试样。加载架可选配透明防护罩，以确保试验过程中对操作人员的保护。加载架可以选横梁型，横梁一般安装在四立柱加载架中，或者可以设计为壁装式加载架。
● 配套荷载传感器：力值测量精度在系统量程的10％至100％范围内为±1％
● 位移传感器：高精度位移传感器，直接集成到作动器
● 加载架刚度：从750 kN / mm到10.000 kN / mm（> 10 X 10 ^ 9 N / m）

加载架组成：•MOOG伺服阀  •在工厂进行的满量程荷载校准（EN ISO9001认证）单位kN  •在工厂进行的满量程位移校准（EN ISO 9001认证），单位mm
•带前保护门的透明防护罩（可选）  •可集成高压三轴室与数字伺服控系统组合  •其他试验组件

说明：所有加载架都可以根据需求升级到更高刚度。 

液压源
德国wille液压源系列产品，液压增压器和伺服液压试验系统提供合适的液压油，以满足其试验系统的需求。
液压系统的动态性能取决于输入的液压油流量和作动器中的压力，因此我们提供了多种流量以满足您的应用所需的动态性能。所有组件均方便安装、易于检修。
液压动力总成的主要特点是它们提供了与需求相关的流量控制，可在210Bar、280Bar或340Bar的稳定压力下工作，可在位于加载架旁边或距离比较远的位置。
通过水冷系统或风冷系统控制液压油温度。当液压油温度超过预设值时，温度开关会关闭液压动力装置，前面板上的指示灯会亮起提示温度超限。
可按需求提供闭环再冷却系统（用于油、水冷却），并可将其集成到系统中。

主要特点

▍产生平稳的液压流体，不会出现压力尖峰
▍流速范围从 3.8 LPM 到 54 LPM
▍使用特殊隔音罩以降低噪音水平
▍自动可变流量/恒压
▍电源操作键位于前面板，也可作为附加选项进行遥控操作
▍设备上有实体的紧急停止按钮
▍高温度保护（限制）
▍热恒温调节阀确保非常小用水量
▍安静的内置齿轮泵，具有恒定的供油量
▍带电气保护模式的电机功率指示
▍可提供控制软件

▍各种油箱容量

▍使用寿命长

▍整个液压源包括：高压伺服阀、热交换器、液压油加注口、液压软管组（标准长度）、油滤清器、油压和/或液位计、温度指示器、紧急停止按钮、多重隔振、静音内置齿轮泵、泄压阀

选配：●循环水系统（冷水机），减少冷却水用量  ●提供风冷和水冷两种类型

前面板布局

指示灯：主开关、紧急停止、“开始”、“启动”（指示灯）、重置、压力表、油滤（脏）、油位低（闪烁）、油温高（闪烁）、电机温度（油泵电机过载）、急停（按下急停按钮后亮起）

风冷方式

风冷却方法使用大型风扇，该风扇迫使空气通过散热器的叶片，以快速有效地降低热液压油的温度。热液压油在散热器中循环变凉恢复工作状态。对于大流量的动力装置，风扇须产生大量的冷风，或者建议使用水冷方法。

水冷方式
在这种方法中，使用冷却水来降低油的温度，使其达到工作温度条件。 须根据液压源的功率，正确计算冷水的流量，以提供非常适合的制冷性能。 采用水冷方式装置的噪音水平要优于风冷方式。 例如，流量为7LPM的液压源，水冷方式的噪音水平为51db，非常安静，而风冷方式为62db（该值以1米距离为单位测量）。

注液和排液装置
注液和排液装置与储液箱相结合，可控制填充和排空所有相关组件的压力。如，三轴室、围压增压器等。
包括一个与冷却回路相结合的循环泵，以降低油温并将其输送给系统。在某些系统中，集成在液压源总成内部，而在某些系统中，它作为独立的部件提供。包括恒压泵、集成水冷系统，用于在试验后冷却或加热的三轴室

高温高压三轴室
高温高压三轴室，设计用于在三轴高压/温度条件下，用直径大为102mm的试样做试验。圆柱形岩石试样长度/直径比至少为2。轴向载荷可达5000kN。
三轴室设计用于试验三轴应力条件下岩心或固体材料（如花岗岩、蒸发岩、胶结土或粘土）的剪切和蠕变特性。
高温高压三轴室适用于各种类型的加载架。为了施加围压，可提供不同类型的高压泵以及在不同压力范围内的增压体积压力控制器。
轴向和径向应变是通过内部轴向和径向变形测量装置测量的，该组件能在高压和高温条件下工作。这些可以准确测量局部变形和计算泊松比。
三轴室可置于滑动机构上，能够更轻松地滑入和滑出试验区，从而易于安装试样和吊起三轴室外壁。也可以使用自动提示机构和加载架相结合。

主要特点
▍不锈钢三轴室配有易锁功能组件
▍特别设计的低摩擦加载轴密封
▍试样直径从25mm（1英寸）到102mm（4英寸）
▍轴向载荷高达5000 kN
▍高压可达210MPa
▍温度范围高达200℃
▍易于安装试样
▍多组内置传感器的耐压过线孔，如：内置荷载传感器、可内置轴向变形测量装置、可内置径向变形测量装置、超声波传感器、声发射传感器、温度感应器
▍内置传感器通过耐高压过孔穿线，高耐受200 MPa
▍顶部和底部都开有孔隙水进出口，用于不同类型的渗透率试验
▍配备球形座，以补偿试样端面的不平行
可选配件：内置压力传感器、用于超声波速度测量的底座上帽试验、水压致裂试验的上帽或底座、三轴室提升装置、渗气性试验装置、适合腐蚀性孔隙液体的三轴室

滑动机构
三轴室置于滑动机构上，可更轻松地滑入和滑出试验区，从而易于安装试样和拆卸三轴室外壁。

高温系统
高温系统控制和监控三轴室内部的温度，以及从环境温度到200℃的岩石，三轴室内部的温度精度为0.1℃。高温系统使三轴室和试样内的温度差异非常小。

高温系统包括一组加热线圈，该加热线圈连接到三轴室，温度传感器安装在三轴室内部，信号到达控制器以进行温度的反馈控制，该温度可显示在外部显示器上（可选配）和软件上。

主要特点
▍特殊加热室
▍保温罩可非常大程度地减少温度损失
▍通过内部温度传感器进行加热的闭环控制
▍温度范围从环境温度到200℃，准确度<0.1℃
▍在试验过程中同时监控温度
▍控制系统可在试验过程中同时控制和显示设定值和实际值
▍可编程，通过PC软件完全自动化
▍在试验过程中可以自由编程所有温度阶段，如定速增加或减少、恒定温度或循环控温
▍可选配外部温度传感器，可非常大程度地降低温度梯度，更好地限制高温度，安全等级更高

围压控制系统（高压体积压力控制器）
控制围压压力和围压液体积变化，该体积压力控制增压器主要提供闭环伺服控制的压力。与多通道控制系统（用来管理安装在增压器上的伺服阀）结合，可用来控制围压或孔隙水压力，还可用来测量渗透率或进行水压致裂试验。渗透性试验以及三轴试验中，施加所需压力的同时还可以测量体积变化。
需要单独的液压动力为增压器提供动力，在三轴岩石力学测试系统中，利用主液压源将液体增压至21 MPa（3,000 psi），驱动增压器的作动器。然后通过增压器将压力传递给围压液。
当需要循环加载时，可以选择带有两个伺服阀的双泵或双向增压器来进行准确的压力或体积控制。
压力控制的不同模式：•恒压  •连续无级很定速率增加或减少压力  •恒定流量  •恒定的体积变化率

闭环控制模式：•压力控制方式  •流量控制方式

主要特点
▍非常适合围压、孔隙压力、渗透率和水压致裂试验
▍所有需要的阀都安装在前面板上，便于操作
▍用于闭环伺服控制压力和体变
▍与控制器和GEOsys软件系统配套使用
▍压力测量和恒定压力或定速压力变化闭环控制
▍使用各种压力增量进行自动体积测量和自动体积校准
▍前面板上有阀门和示意图
▍在面板上显示液位
▍集成限位开关和压力过载限位（安全停止）
▍高频，双向（两级伺服阀），歧管蓄能器
▍更小化压力波动和高压控制电磁阀
▍流量控制模式
可选配件：腐蚀性孔隙液体特殊设计方案、特定压力范围的静音高精度电机控制增压器、孔隙液体的温控系统，控制高达140℃

前面板
前面板包括：阀门示意图、液位指示器、压力指示器、手动阀（压力开关，冲洗阀或压力供应/出口可选）
且可根据需求定制：开始/停止按钮、电子温度指示器、紧急关闭按钮
增压器具有温度极限范围须加以考虑。由于许多试验都是在高温下进行的，因此重要的是让三轴室中的液体在循环到增压器中之前先冷却下来。另外在试验过程中，孔隙压力也可能被加热到温度极限，也应特别请注意。如忽略了温度范围，储存器、密封件和其他挠性管可能会损坏。内部传感器能够应对各种试验所使用的温度。
德国wille增压器，可将液体加热到大约140℃，并施加孔隙压力或渗透性试验的液体。在该系列中，所有储液罐、管路和连接件都完全隔热，以确保将热量损失降至很低。

配置组成：金属柜（可选带脚轮）、水箱、带油箱的独立增压泵，用于二次加压、阀门控制系统、MOOG伺服阀、高精度压力传感器、泄压阀、高精度线性位移传感器，可指示活塞相对位置
增压器（作动器）、操作控制面板、连接到作动器的高压软管，连接到液压动力源的液压软管
备注：增压器需要液压动力装置来提供高达21 MPa（3,000 psi）的液压油（需另订购）。在打开液压动力装置之前，请检查使用相同液压动力源的所有系统，确保它们处于正确的状态。

闭环控制模式
在对三轴室加压期间以及整个试验过程中，增压器中有压力传感器、线性位移传感器和集成控制器，可从两个传感器接收反馈信号实现闭环控制，以不同的模式选择闭环控制。

压力控制模式
在此控制模式下，来自压力传感器的信号（显示为三轴室压力）将作为控制反馈信号。在岩石三轴试验中，压力控制模式是首要选择且常用的控制模式，适合在温度条件下进行试验。
请注意在温度条件下进行试验时，当密闭液体和试样的温度升高时，还须考虑热膨胀效应。热膨胀会增加三轴室压力，但是由于控制模式仅控制压力，因此当温度升高时，三轴室内部的压力通常不会增加。

位移控制模式
位移控制模式，将位移传感器的输出信号选择为系统的控制反馈信号。这种控制模式并不流行，因为在这种模式下控制器对压力变化不进行调整，位移的微小变化会导致三轴室的压力发生了显着变化。尤其是在温度条件下进行试验时，三轴室内部的密闭液体会发生热膨胀，三轴室内部的压力会增加，并且无法通过控制器来调整。

反压控制系统（注射泵）
高精度控制孔隙水压力及体积变化，可用于饱和试样、控制试样中的孔隙液，也可用于渗透率试验。我们建议在这些应用中使用我们的高精度注射泵，当然主要用于围压控制的体积压力控制器也可以用在上述场合。由注射泵或其他压力体积增压器加压的液体施加到试样的一端或两端，并且可以通过内置的传感器计算孔隙液体的流速。

压力控制的不同模式：•恒压  •连续无级定速增加或减少压力  •恒定流量  •恒定体变速率

渗透性试验
渗透率试验的测量是通过一个或两个注射泵组合完成的，方法是在试样的两端施加不同的压力，或测量压力随时间的衰减。每个直径的试样都有一套用于渗透性试验的上帽和底座。

稳态渗透性：该方法基于恒定压力差，需要两个单独的注射泵，两个注射泵在试样的顶部和底部产生恒定的压力差。在这种方法中，使用两个单独的注射泵或双机型注射泵进行试验。
瞬态渗透性：该方法需要一个注射泵，该泵控制试样顶部的孔隙压力，并需要监测底部的孔隙压力响应。
 

水压致裂试验
我们所有的岩石三轴系统都可以结合高压注射泵或高压增压器以及用于在空心试样上施加恒定高压液体的相关组件，对试样进行水压致裂试验。专用软件模块将集成到用于控制试验的主要软件中。请注意，每个直径的试样都需要专用于该尺寸的组件。

主要特点
▍可以在我们的任何岩石三轴室中进行水压致裂试验
▍可以在有或没有封闭压力的情况下进行试验
▍主要软件中包含水压致裂试验软件模块
▍特殊需求，可联系我们量身定制

试样表面轴向位移计
岩石试样的变形可以通过直接安装在试样上或上帽底座之间的轴向位移计进行测量。非常耐用，并且可以在很宽的工作压力和温度范围内测量试样的应变。
轴向位移计放置在两个夹具之间，两个夹具安装在要试验的岩石试样上–使用螺旋弹簧来完成，以避免压板干扰。该系列位移计是各种试验类型的理想选择，如：在温度受控条件下的单轴压缩拉伸试验高压/高温三轴试验静压压缩沥青，混凝土或岩石试验。两只传感器可以在试样上相对180°位置，并且可以分别记录或取平均值。
位移计通常直接连接到试验系统控制器上。每个传感器都带了所需的接头和线缆，方便直接连接控制器。

主要特点
▍易于安装和拆卸
▍可以平均或独立记录，高精度
▍温度补偿
▍大范围工作压力和温度范围内测量应变
▍轴向位移计直接安装于底座和上帽上
▍平均轴向位移计
▍可选配2或3个LVDT
▍可根据要求提供校准证书

环向传感器
岩石试样在被压缩时周长会发生变化，这种变化可通过环向位移计进行测量。与使用直径位移计相比，这是一种更准确的方法。环向位移计可测量局部周长的变化再换算成直径的应变变形。
传感器试验套件包括一个环向变形测量系统，该系统使用特制的高质量灵敏链条，LVDT位移传感器（位移计）以及耐压线缆和接头。特制的安装附件可帮助位移计安装于各种尺寸的试样。轴向位移计可与环向位移计同时安装。
这套环向传感器准确、耐用，可在大范围工作压力和温度下测量试样的应变。位移计通常直接连接到试验系统控制器上。位移计套件包括所需的插头和电线，可直接连接控制器。

超声波试验系统
这是一套完整的超声试验系统，包含所有需要的电气和机械硬件，如信号调节器和脉冲发生器、超声速度和数据采集控制器，包括P波和S波（可选S1和S2）组合换能器的超声底座、上帽以及所需的软件。该软件可对岩石试样进行超声波速测量试验。该试验适用于高达200℃的温度和高达210 MPa的压力。

荷载传感器
我们提供多种类型的荷载传感器，您可以选择内置于三轴室内部的荷载传感器或者外置型号，满足您的试验需求。所有荷载传感器均已在工厂完成满量程校准，单位kN。
●内置于三轴室中的内部耐压荷载传感器，读数都经过压力和温度补偿，可直接测量偏应力对应的荷载。
●外部荷载传感器的测量范围更大，可达到加载系统的更大荷载能力。您还可以选配更高刚度版本，可进行无侧限试验，以及进行破坏后试验。

GEOSYS 试验软件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模块化控制和数据采集软件。用户可以通过图形界面上的结构化 Windows 指令对复杂 的用户自定义试验序列进行简单编程。

GEOsys 利用灵活的可编程系统来控制协调各种试验流程的试验设备。灵活的操作面板提供了用于配置硬件设备的工具、 用于执行加载程序的编辑器以及分析、仿真和数据存储功能。

软件支持试验环境的模块化结构，从而实现灵活的配置。 该软件的重要关键特性是用户可以通过图形界面使用结构化的 Windows 操作，简单而自由地编写标准或复杂的试验序列。

Geosys 软件拥有强大的功能，它 不仅与我们的产品兼容，而且还可 以与其他制造商的硬件一起使用， 为类似或更高标准的硬件提供数据 采集和试验控制。

产品特点

▍满足所有试验需求的独特试验平台，无论是土力学、沥青、岩石还是其他的动态和静态试验

▍控制和数据采集软件

▍同步所有动态作动器

▍自由可编程的试验序列控制和公式编辑器（升级版）

▍使用的并行配置通道对每个通道进行完整的实时数据采集和闭环控制

▍灵活且用户友好

▍支持同类厂商功能 ASCII 数据转换选项

▍PID 参数的设置（参数优化或调整取决于材料）

▍易于管理的用户角色（系统管理员、服务人员、试验开发人员、实验员）——减少出错的可能性

▍独立于操作系统平台的软件，例如适用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍用户可以通过图形界面使用结构化的 Windows 操作，简单而自由地编程标准或复杂的试验序列

▍适用于多达任意数量的同步且独立的实时、闭环控制通道、机器或试验设备，例如轴向载荷、围压、孔隙水压、孔隙气压等

▍硬件组件的管理，自定义测量值计算

▍语言：英语、德语、俄语、中文、波兰语等

岩石试验模块
GEOsys专为材料试验中的所有试验应用场合设计，闭环控制静态和动态试验，如应力控制、应变控制、应力路径、循环加载、正弦波、矩形、三角形和自定义波等加载方式。
控制和数据采集软件，还具有根据ASTM或ISRM方法运行试验的不同模块。下面列出的某些试验需选配硬件。根据客户要求随主要软件一起提供一套或几套模块如：

用户可编程版软件
软件优势在于其应用程序方面，即使没有经验的用户也可以在短时间内学会编辑复杂的试验过程。提供了在运行期间优化试验效果的可能性，自动控制调整的效果立即可以在图形中看出来。
PID控制数据可以存储为文件，执行优化的自动控制调整的不同试验程序。可以设置虚拟试样，轻松对所有试验程序进行仿真验证加快编程进度，也可修改标准试验中现有的软件模块。

主要特点
▍同步闭环控制所有作动器，可周期性、动态设定参数或峰值控制
▍周期性和动态设定参数的峰值控制
▍并行控制，对每个通道进行实时数据采集和闭环控制
▍传感器库、波形库和试验库
▍物理量和状态显示，以及具有缩放和冻结功能的实时图形，可在试验后和/或试验期间随时输出打印机
▍可单独修改每个通道的数据采集
▍每个通道均可通过软件设置传感器参数（荷载，位移等）
▍可针对通道单独配置的数据采集，如采集速率，参数设置，记录类型（如ASCII）
▍交互式更改所有通道或试验系统的试验参数
▍操作人员权限管理，不同用户访问不同的界面。如，系统管理员可以设置系统参数，系统配置、PID参数设置、传感器配置和量程设定
▍集成仿真功能，无需安装真实试样也可以检查试验程序的功能