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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种自激振荡脉冲液态二氧化碳协同激光破岩系统及破岩方法，包括试验釜，待破碎岩样设置在试验釜中；检测装置，其包括硬度计和声发射传感器，所述硬度计以及声发射传感器均与待破碎岩样相对设置；激光发生装置，其包括激光发生器和激光头，激光头与待破碎岩样相对设置；液态二氧化碳射流发生装置，其包括液态二氧化碳泵站和自激振荡脉冲喷嘴，所述自激振荡脉冲喷嘴与待破碎岩样相对设置；控制装置，其与硬度计、声发射传感器、激光发生装置以及液态二氧化碳射流发生装置电性连接。能够模拟地下岩石所处的压力温度状态，检测岩石性质，匹配最优破岩参数，利用自激振荡脉冲液态二氧化碳射流抑制激光的二次效应，实现岩石的高效破碎。

主权项：1.一种自激振荡脉冲液态二氧化碳协同激光破岩系统，其特征在于，包括试验釜、检测装置、激光发生装置以及液态二氧化碳射流发生装置，其中，试验釜，待破碎岩样设置在试验釜中；检测装置，其包括硬度计和声发射传感器，所述硬度计以及声发射传感器均与待破碎岩样相对设置，其中，所述硬度计用于检测岩石工件硬度，所述声发射传感器用于检测岩石工件表面形貌以及内部结构；激光发生装置，其包括激光发生器和激光头，所述激光头与待破碎岩样相对设置且其用于聚焦激光并辐射待破碎岩样表面；液态二氧化碳射流发生装置，其包括液态二氧化碳泵站和自激振荡脉冲喷嘴，所述自激振荡脉冲喷嘴与待破碎岩样相对设置且其用于产生高压液态二氧化碳射流；控制装置，其与硬度计、声发射传感器、激光发生装置以及液态二氧化碳射流发生装置电性连接；所述试验釜包括釜体、设置在釜体两相对侧壁上且用于对待破碎岩样加压的加压装置以及设置在釜体内且用于对待破碎岩样进行加热的加热装置；所述自激振荡脉冲液态二氧化碳协同激光破岩系统的破岩方法，包括如下步骤：S1：将待破碎岩样放置在试验釜底部；S2：控制装置控制硬度计和声发射传感器在待破碎岩样表面移动，检测待破碎岩样的硬度和表面微观形貌并将结果传递给控制装置；S3：控制装置根据检测系统的检测结果，确定待破碎岩样的薄弱位置并控制激光头和自激振荡脉冲喷嘴抵达该位置，同时控制装置为激光发生器提供最优的破岩参数，且为液态二氧化碳泵站提供最优的工作参数；S4：控制装置控制自激振荡脉冲喷嘴处于最佳的工作长度；S5：对待破碎岩样进行加热，达到指定温度后停止加热；S6：在X、Y、Z三个方向对待破碎岩样施加压力；S7：启动激光发生器，以控制装置提供的破岩参数对岩石工件表面的薄弱位置进行破岩，经过时间T1后，关闭激光发生器；S8：启动液态二氧化碳泵站，以步骤S3中确定的射流参数对破岩位置产生的碎屑和熔融物进行清除并降低破岩位置的温度，经过时间T2后，关闭液态二氧化碳泵站；S9：经过第一次激光-自激振荡脉冲液态二氧化碳的破岩，焦距D1和靶距d1均有所增大，调节激光头和自激振荡脉冲喷嘴距离岩石表面的高度，使得焦距D1和靶距d1保持不变；S10：重复步骤S7至S9，直至岩石工件破碎完成。

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百度查询： 武汉大学 自激振荡脉冲液态二氧化碳协同激光破岩系统及破岩方法