德國WILLE三軸巖石力學測試系統(tǒng)能夠幫助客戶按照ASTM標準或ISRM方法滿足巖石研究試驗中的所有試驗需求。高溫高壓巖石三軸儀模塊化設計，系統(tǒng)可以配置各種作動器、液壓源、各式夾具及附件，完成單軸抗壓強度、三軸強度、破壞后、抗折、間接拉伸、直接拉伸、斷裂韌性、滲透性、蠕變、水壓致裂等復雜的巖石力學測試。

高溫高壓巖石三軸儀系統(tǒng)能夠試驗從軟巖石（如砂巖）到硬巖石的各種材料，用于巖石力學研究中的不同領域，如石油、天然氣的勘探和生產(chǎn)，采礦、建筑、隧道技術和地熱能開發(fā)等。

GEOsys軟件具有多個試驗模塊/應用程序來控制巖石力學測試程序，可以作為全自動系統(tǒng)工作，而且提供了創(chuàng)建自定義試驗模塊的簡便方法。用戶可在試驗后和試驗期間，通過功能強大的圖形和數(shù)據(jù)顯示界面，輸出和保存各種應力、應變等曲線。試驗完成后，導出數(shù)據(jù)便于數(shù)據(jù)后處理。

高溫高壓巖石三軸儀提供各種試驗夾具和配套附件來進行巖石單軸抗壓強度、三軸強度、屈服破壞、彎曲、間接拉伸、直接拉伸、斷裂韌性、水壓致裂、滲透性、蠕變、撓曲和循環(huán)加載等巖石力學測試。

憑借多年經(jīng)驗，德國wille能夠根據(jù)您的目標和需求量身定制產(chǎn)品和服務。定制解決方案可以幫助您達到個性化及獨特的需求，可以為高溫高壓試驗等不同領域提供各種試驗系統(tǒng)，如：

??巖石力學研究? ??采礦和建筑? ??隧道? ??化石燃料的勘探和生產(chǎn)? ??地熱能開發(fā)

加載架

可定制試驗空間（柱間距和上下壓盤之間的垂直距離），高剛度和堅固結構的加載架，可用于直接剪切和三軸試驗的不同試樣。加載架可選配透明防護罩，以確保試驗過程中對操作人員的保護。加載架可以選橫梁型，橫梁一般安裝在四立柱加載架中，或者可以設計為壁裝式加載架。

??配套荷載傳感器：力值測量精度在系統(tǒng)量程的10％至100％范圍內(nèi)為±1％

??位移傳感器：高精度位移傳感器，直接集成到作動器

??加載架剛度：從750 kN / mm到10.000 kN / mm（> 10 X 10 ^ 9 N / m）

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加載架組成：MOOG伺服閥、在工廠進行的滿量程荷載校準（EN ISO9001認證）單位kN、在工廠進行的滿量程位移校準（EN ISO 9001認證），單位mm

帶前保護門的透明防護罩（可選）、可集成高壓三軸室與數(shù)字伺服控系統(tǒng)組合、其他試驗組件

液壓源

德國wille液壓源系列產(chǎn)品，液壓增壓器和伺服液壓試驗系統(tǒng)提供合適的液壓油，以滿足其試驗系統(tǒng)的需求。液壓系統(tǒng)的動態(tài)性能取決于輸入的液壓油流量和作動器中的壓力，因此我們提供了多種流量以滿足您的應用所需的動態(tài)性能。所有組件均方便安裝、易于檢修。液壓動力總成的主要特點是它們提供了與需求相關的流量控制，可在210Bar、280Bar或340Bar的穩(wěn)定壓力下工作，可在位于加載架旁邊或距離比較遠的位置。

通過水冷系統(tǒng)或風冷系統(tǒng)控制液壓油溫度。當液壓油溫度超過預設值時，溫度開關會關閉液壓動力裝置，前面板上的指示燈會亮起提示溫度超限?？砂葱枨筇峁╅]環(huán)再冷卻系統(tǒng)（用于油、水冷卻），并可將其集成到系統(tǒng)中。

主要特點

??產(chǎn)生平穩(wěn)的液壓流體，不會出現(xiàn)壓力尖峰

??流速范圍從 3.8 LPM 到 54 LPM

??使用特殊隔音罩以降低噪音水平

??自動可變流量/恒壓

??電源操作鍵位于前面板，也可作為附加選項進行遙控操作

??設備上有實體的緊急停止按鈕

??高溫度保護（限制）

??熱恒溫調(diào)節(jié)閥確保非常小用水量

??安靜的內(nèi)置齒輪泵，具有恒定的供油量

??帶電氣保護模式的電機功率指示

??可提供控制軟件

??各種油箱容量

??使用壽命長

??整個液壓源包括：高壓伺服閥、熱交換器、液壓油加注口、液壓軟管組（標準長度）、油濾清器、油壓和/或液位計、溫度指示器、緊急停止按鈕、多重隔振、靜音內(nèi)置齒輪泵、泄壓閥

選配：循環(huán)水系統(tǒng)（冷水機），減少冷卻水用量；提供風冷和水冷兩種類型

前面板布局

指示燈：主開關、緊急停止、“開始”、“啟動”（指示燈）、重置、壓力表、油濾（臟）、油位低（閃爍）、油溫高（閃爍）、電機溫度（油泵電機過載）、急停（按下急停按鈕后亮起）

風冷方式

風冷卻方法使用大型風扇，該風扇迫使空氣通過散熱器的葉片，以快速有效地降低熱液壓油的溫度。熱液壓油在散熱器中循環(huán)變涼恢復工作狀態(tài)。對于大流量的動力裝置，風扇須產(chǎn)生大量的冷風，或者建議使用水冷方法。

水冷方式

在這種方法中，使用冷卻水來降低油的溫度，使其達到工作溫度條件。 須根據(jù)液壓源的功率，正確計算冷水的流量，以提供非常適合的制冷性能。 采用水冷方式裝置的噪音水平要優(yōu)于風冷方式。 例如，流量為7LPM的液壓源，水冷方式的噪音水平為51db，非常安靜，而風冷方式為62db（該值以1米距離為單位測量）。

注液和排液裝置

注液和排液裝置與儲液箱相結合，可控制填充和排空所有相關組件的壓力。如，三軸室、圍壓增壓器等。

包括一個與冷卻回路相結合的循環(huán)泵，以降低油溫并將其輸送給系統(tǒng)。在某些系統(tǒng)中，集成在液壓源總成內(nèi)部，而在某些系統(tǒng)中，它作為獨立的部件提供。包括恒壓泵、集成水冷系統(tǒng)，用于在試驗后冷卻或加熱的三軸室

高溫高壓三軸室

高溫高壓三軸室，設計用于在三軸高壓/溫度條件下，用直徑大為102mm的試樣做試驗。圓柱形巖石試樣長度/直徑比至少為2。軸向載荷可達5000kN。

三軸室設計用于試驗三軸應力條件下巖心或固體材料（如花崗巖、蒸發(fā)巖、膠結土或粘土）的剪切和蠕變特性。

高溫高壓三軸室適用于各種類型的加載架。為了施加圍壓，可提供不同類型的高壓泵以及在不同壓力范圍內(nèi)的增壓體積壓力控制器。

軸向和徑向應變是通過內(nèi)部軸向和徑向變形測量裝置測量的，該組件能在高壓和高溫條件下工作。這些可以準確測量局部變形和計算泊松比。

三軸室可置于滑動機構上，能夠更輕松地滑入和滑出試驗區(qū)，從而易于安裝試樣和吊起三軸室外壁。也可以使用自動提示機構和加載架相結合。

主要特點

??不銹鋼三軸室配有易鎖功能組件

??特別設計的低摩擦加載軸密封

??試樣直徑從25mm（1英寸）到102mm（4英寸）

??軸向載荷高達5000 kN

??高壓可達210MPa

??溫度范圍高達200℃

??易于安裝試樣

??多組內(nèi)置傳感器的耐壓過線孔，如：內(nèi)置荷載傳感器、可內(nèi)置軸向變形測量裝置、可內(nèi)置徑向變形測量裝置、超聲波傳感器、聲發(fā)射傳感器、溫度感應器

??內(nèi)置傳感器通過耐高壓過孔穿線，高耐受200 MPa

??頂部和底部都開有孔隙水進出口，用于不同類型的滲透率試驗

??配備球形座，以補償試樣端面的不平行

可選配件：內(nèi)置壓力傳感器、用于超聲波速度測量的底座上帽試驗、水壓致裂試驗的上帽或底座、三軸室提升裝置、滲氣性試驗裝置、適合腐蝕性孔隙液體的三軸室

滑動機構

三軸室置于滑動機構上，可更輕松地滑入和滑出試驗區(qū)，從而易于安裝試樣和拆卸三軸室外壁。

高溫系統(tǒng)

高溫系統(tǒng)控制和監(jiān)控三軸室內(nèi)部的溫度，以及從環(huán)境溫度到200℃的巖石，三軸室內(nèi)部的溫度精度為0.1℃。高溫系統(tǒng)使三軸室和試樣內(nèi)的溫度差異非常小。

高溫系統(tǒng)包括一組加熱線圈，該加熱線圈連接到三軸室，溫度傳感器安裝在三軸室內(nèi)部，信號到達控制器以進行溫度的反饋控制，該溫度可顯示在外部顯示器上（可選配）和軟件上。

主要特點

??特殊加熱室

??保溫罩可非常大程度地減少溫度損失

??通過內(nèi)部溫度傳感器進行加熱的閉環(huán)控制

??溫度范圍從環(huán)境溫度到200℃，準確度<0.1℃

??在試驗過程中同時監(jiān)控溫度

??控制系統(tǒng)可在試驗過程中同時控制和顯示設定值和實際值

??可編程，通過PC軟件完全自動化

??在試驗過程中可以自由編程所有溫度階段，如定速增加或減少、恒定溫度或循環(huán)控溫

??可選配外部溫度傳感器，可非常大程度地降低溫度梯度，更好地限制高溫度，安全等級更高

圍壓控制系統(tǒng)（高壓體積壓力控制器）

控制圍壓壓力和圍壓液體積變化，該體積壓力控制增壓器主要提供閉環(huán)伺服控制的壓力。與多通道控制系統(tǒng)（用來管理安裝在增壓器上的伺服閥）結合，可用來控制圍壓或孔隙水壓力，還可用來測量滲透率或進行水壓致裂試驗。滲透性試驗以及三軸試驗中，施加所需壓力的同時還可以測量體積變化。

需要單獨的液壓動力為增壓器提供動力，在三軸巖石力學測試系統(tǒng)中，利用主液壓源將液體增壓至21 MPa（3,000 psi），驅(qū)動增壓器的作動器。然后通過增壓器將壓力傳遞給圍壓液。

當需要循環(huán)加載時，可以選擇帶有兩個伺服閥的雙泵或雙向增壓器來進行準確的壓力或體積控制。

壓力控制的不同模式：??恒壓? ??連續(xù)無級很定速率增加或減少壓力? ??恒定流量? ??恒定的體積變化率

閉環(huán)控制模式：??壓力控制方式? ??流量控制方式

可選配件：腐蝕性孔隙液體特殊設計方案、特定壓力范圍的靜音高精度電機控制增壓器、孔隙液體的溫控系統(tǒng)，控制高達140℃

前面板

前面板包括：閥門示意圖、液位指示器、壓力指示器、手動閥（壓力開關，沖洗閥或壓力供應/出口可選）

且可根據(jù)需求定制：開始/停止按鈕、電子溫度指示器、緊急關閉按鈕

增壓器具有溫度極限范圍須加以考慮。由于許多試驗都是在高溫下進行的，因此重要的是讓三軸室中的液體在循環(huán)到增壓器中之前先冷卻下來。另外在試驗過程中，孔隙壓力也可能被加熱到溫度極限，也應特別請注意。如忽略了溫度范圍，儲存器、密封件和其他撓性管可能會損壞。內(nèi)部傳感器能夠應對各種試驗所使用的溫度。

德國wille增壓器，可將液體加熱到大約140℃，并施加孔隙壓力或滲透性試驗的液體。在該系列中，所有儲液罐、管路和連接件都完全隔熱，以確保將熱量損失降至很低。

配置組成：金屬柜（可選帶腳輪）、水箱、帶油箱的獨立增壓泵，用于二次加壓、閥門控制系統(tǒng)、MOOG伺服閥、高精度壓力傳感器、泄壓閥、高精度線性位移傳感器，可指示活塞相對位置

增壓器（作動器）、操作控制面板、連接到作動器的高壓軟管，連接到液壓動力源的液壓軟管

備注：增壓器需要液壓動力裝置來提供高達21 MPa（3,000 psi）的液壓油（需另訂購）。在打開液壓動力裝置之前，請檢查使用相同液壓動力源的所有系統(tǒng)，確保它們處于正確的狀態(tài)。

閉環(huán)控制模式

在對三軸室加壓期間以及整個試驗過程中，增壓器中有壓力傳感器、線性位移傳感器和集成控制器，可從兩個傳感器接收反饋信號實現(xiàn)閉環(huán)控制，以不同的模式選擇閉環(huán)控制。

壓力控制模式

在此控制模式下，來自壓力傳感器的信號（顯示為三軸室壓力）將作為控制反饋信號。在巖石三軸試驗中，壓力控制模式是首要選擇且常用的控制模式，適合在溫度條件下進行試驗。

請注意在溫度條件下進行試驗時，當密閉液體和試樣的溫度升高時，還須考慮熱膨脹效應。熱膨脹會增加三軸室壓力，但是由于控制模式僅控制壓力，因此當溫度升高時，三軸室內(nèi)部的壓力通常不會增加。

位移控制模式

位移控制模式，將位移傳感器的輸出信號選擇為系統(tǒng)的控制反饋信號。這種控制模式并不流行，因為在這種模式下控制器對壓力變化不進行調(diào)整，位移的微小變化會導致三軸室的壓力發(fā)生了顯著變化。尤其是在溫度條件下進行試驗時，三軸室內(nèi)部的密閉液體會發(fā)生熱膨脹，三軸室內(nèi)部的壓力會增加，并且無法通過控制器來調(diào)整。

反壓控制系統(tǒng)（注射泵）

高精度控制孔隙水壓力及體積變化，可用于飽和試樣、控制試樣中的孔隙液，也可用于滲透率試驗。我們建議在這些應用中使用我們的高精度注射泵，當然主要用于圍壓控制的體積壓力控制器也可以用在上述場合。由注射泵或其他壓力體積增壓器加壓的液體施加到試樣的一端或兩端，并且可以通過內(nèi)置的傳感器計算孔隙液體的流速。

壓力控制的不同模式：??恒壓? ??連續(xù)無級定速增加或減少壓力? ??恒定流量? ??恒定體變速率

滲透性試驗

滲透率試驗的測量是通過一個或兩個注射泵組合完成的，方法是在試樣的兩端施加不同的壓力，或測量壓力隨時間的衰減。每個直徑的試樣都有一套用于滲透性試驗的上帽和底座。

穩(wěn)態(tài)滲透性：該方法基于恒定壓力差，需要兩個單獨的注射泵，兩個注射泵在試樣的頂部和底部產(chǎn)生恒定的壓力差。在這種方法中，使用兩個單獨的注射泵或雙機型注射泵進行試驗。

瞬態(tài)滲透性：該方法需要一個注射泵，該泵控制試樣頂部的孔隙壓力，并需要監(jiān)測底部的孔隙壓力響應。

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水壓致裂試驗

我們所有的巖石三軸系統(tǒng)都可以結合高壓注射泵或高壓增壓器以及用于在空心試樣上施加恒定高壓液體的相關組件，對試樣進行水壓致裂試驗。專用軟件模塊將集成到用于控制試驗的主要軟件中。請注意，每個直徑的試樣都需要專用于該尺寸的組件。

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主要特點

??可以在我們的任何巖石三軸室中進行水壓致裂試驗

??可以在有或沒有封閉壓力的情況下進行試驗

??主要軟件中包含水壓致裂試驗軟件模塊

??特殊需求，可聯(lián)系我們量身定制

試樣表面軸向位移計

巖石試樣的變形可以通過直接安裝在試樣上或上帽底座之間的軸向位移計進行測量。非常耐用，并且可以在很寬的工作壓力和溫度范圍內(nèi)測量試樣的應變。

軸向位移計放置在兩個夾具之間，兩個夾具安裝在要試驗的巖石試樣上–使用螺旋彈簧來完成，以避免壓板干擾。該系列位移計是各種試驗類型的理想選擇，如：在溫度受控條件下的單軸壓縮拉伸試驗高壓/高溫三軸試驗靜壓壓縮瀝青，混凝土或巖石試驗。兩只傳感器可以在試樣上相對180°位置，并且可以分別記錄或取平均值。

位移計通常直接連接到試驗系統(tǒng)控制器上。每個傳感器都帶了所需的接頭和線纜，方便直接連接控制器。

主要特點

??易于安裝和拆卸

??可以平均或獨立記錄，高精度

??溫度補償

??大范圍工作壓力和溫度范圍內(nèi)測量應變

??軸向位移計直接安裝于底座和上帽上

??平均軸向位移計

??可選配2或3個LVDT

??可根據(jù)要求提供校準證書

環(huán)向傳感器

巖石試樣在被壓縮時周長會發(fā)生變化，這種變化可通過環(huán)向位移計進行測量。與使用直徑位移計相比，這是一種更準確的方法。環(huán)向位移計可測量局部周長的變化再換算成直徑的應變變形。

傳感器試驗套件包括一個環(huán)向變形測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用特制的高質(zhì)量靈敏鏈條，LVDT位移傳感器（位移計）以及耐壓線纜和接頭。特制的安裝附件可幫助位移計安裝于各種尺寸的試樣。軸向位移計可與環(huán)向位移計同時安裝。這套環(huán)向傳感器準確、耐用，可在大范圍工作壓力和溫度下測量試樣的應變。位移計通常直接連接到試驗系統(tǒng)控制器上。位移計套件包括所需的插頭和電線，可直接連接控制器。

超聲波試驗系統(tǒng)

這是一套完整的超聲試驗系統(tǒng)，包含所有需要的電氣和機械硬件，如信號調(diào)節(jié)器和脈沖發(fā)生器、超聲速度和數(shù)據(jù)采集控制器，包括P波和S波（可選S1和S2）組合換能器的超聲底座、上帽以及所需的軟件。該軟件可對巖石試樣進行超聲波速測量試驗。該試驗適用于高達200℃的溫度和高達210 MPa的壓力。

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荷載傳感器

我們提供多種類型的荷載傳感器，您可以選擇內(nèi)置于三軸室內(nèi)部的荷載傳感器或者外置型號，滿足您的試驗需求。所有荷載傳感器均已在工廠完成滿量程校準，單位kN。

??內(nèi)置于三軸室中的內(nèi)部耐壓荷載傳感器，讀數(shù)都經(jīng)過壓力和溫度補償，可直接測量偏應力對應的荷載。

??外部荷載傳感器的測量范圍更大，可達到加載系統(tǒng)的更大荷載能力。您還可以選配更高剛度版本，可進行無側限試驗，以及進行破壞后試驗。