一种自监测DOFS-FRP布及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种自监测DOFS‑FRP布及其监测方法，该自监测DOFS‑FRP布包括FRP布、分布式光纤传感器，分布式光纤传感器包括内置裸光纤、外裹保护套，分布式光纤传感器编织嵌入至FRP布中，分布式光纤传感器两端部分别装设光纤接头；该自监测DOFS‑FRP布能有效解决电阻应变片、光纤光栅应变传感器与FRP布之间的粘贴困难问题，且能够实现实时、在线监测。该监测方法包括以下工艺步骤：a、制备分布式光纤传感器；b、制备自监测DOFS‑FRP布；c、安装光纤接头；d、自监测DOFS‑FRP布安装；e、环氧树脂自然固化；f、连接光纤调制解调器；该监测方法能有效地实现FRP布受力性能实时、在线监测。

A Self-monitoring DOFS-FRP Cloth and Its Monitoring Method

The invention discloses a self-monitoring DOFS FRP cloth and its monitoring method. The self-monitoring DOFS FRP cloth includes FRP cloth and distributed optical fiber sensor. The distributed optical fiber sensor includes built-in bare optical fiber and outer protective sheath. The distributed optical fiber sensor is woven and embedded in the FRP cloth, and the two ends of the distributed optical fiber sensor are respectively equipped with optical fiber connectors. The self-monitoring DOFS FRP cloth can effectively solve the problem. It is difficult to paste resistance strain gauge, FBG strain sensor and FRP cloth, and it can realize real-time and on-line monitoring. The monitoring method includes the following process steps: A. preparation of distributed optical fiber sensors; B. preparation of self-monitoring DOFS FRP cloth; C. installation of optical fiber connectors; D. installation of self-monitoring DOFS FRP cloth; E. natural curing of epoxy resin; F. connection of optical fiber modem; the monitoring method can effectively realize real-time and on-line monitoring of the mechanical properties of FRP cloth.

【技术实现步骤摘要】
一种自监测DOFS-FRP布及其监测方法
本专利技术涉及土木工程
，尤其涉及一种自监测DOFS-FRP布及其监测方法。
技术介绍
FRP布具有自重轻、抗腐蚀性能好、耐久性能好、抗疲劳性能好、抗拉强度高等优点，目前已被广泛地应用于土木工程领域中，尤其是对已有结构的加固。需指出的是，对于FRP布而言，其力学性能一般采用电阻应变片和光纤光栅应变传感器来进行监测；然而，通过电阻应变片和光纤光栅应变传感器来监测FRP布的力学性能，存在电阻应变片和光纤光栅应变传感器监测粘贴困难的问题。针对上述电阻应变片和光纤光栅应变传感器粘贴困难的问题，现有技术普遍采用以下方式来实现，具体的：在FRP布上涂上一层AB胶，然后再粘贴电阻应变片和光纤光栅应变传感器。需指出的是，AB胶的存在削落了FRP布上应变传递效果，难以实现有效地监测FRP布的受力性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种自监测DOFS-FRP布，该自监测DOFS-FRP布设计新颖，能够有效地解决电阻应变片、光纤光栅应变传感器与FRP布之间的粘贴困难问题，且能够实现FRP布受力性能实时、在线监测。本专利技术的另一目的在于提供一种自监测DOFS-FRP布的监测方法，该自监测DOFS-FRP布的监测方法能够有效地实现FRP布受力性能实时、在线监测。为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现。一种自监测DOFS-FRP布，包括有FRP布以及一呈长条线缆形状且连续延伸的分布式光纤传感器，分布式光纤传感器包括有内置裸光纤、包套于内置裸光纤外围且沿着内置裸光纤长度方向延伸的外裹保护套；FRP布由纤维通过织机编织而成，在FPR布通过织机编织成形的过程中，组成FRP布的纤维与分布式光纤传感器一起送入至织机中，分布式光纤传感器编织嵌入至FRP布中且分布式光纤传感器与FRP布为一体结构；分布式光纤传感器的外裹保护套的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器的外径值与FRP布的厚度值一致；分布式光纤传感器的两端部分别伸出于FRP布的边缘并延伸至FRP布的外端侧，分布式光纤传感器的两端部分别装设有位于FRP布外端侧的FC-APC光纤接头。其中，组成所述FRP布的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维。其中，所述分布式光纤传感器的内置裸光纤的直径为62.5um。其中，所述FRP布的厚度值大于1mm。其中，所述分布式光纤传感器的长度值大于0.5m。其中，所述分布式光纤传感器呈弯曲形状编织嵌入至所述FRP布中，且分布式光纤传感器的弯曲转角大于90度。其中，所述分布式光纤传感器包括有沿着所述FRP布长度方向呈蛇形弯曲延伸的纵向弯曲部、沿着FRP布宽度方向呈蛇形弯曲延伸的横向弯曲部。一种自监测DOFS-FRP布的监测方法，包括有以下工艺步骤，具体的：a、制备分布式光纤传感器：分布式光纤传感器包括有内置裸光纤、外裹保护套，将外裹保护套包套于内置裸光纤外围并使得外裹保护套沿着内置裸光纤长度方向延伸；b、制备自监测DOFS-FRP布：将组成FRP布的纤维与分布式光纤传感器一起送入至织机中，分布式光纤传感器编织嵌入至FRP布中且分布式光纤传感器与FRP布为一体结构，且分布式光纤传感器的两端部分别伸出于FRP布的边缘并延伸至FRP布的外端侧，分布式光纤传感器的外裹保护套的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器的外径值与FRP布的厚度值一致；c、安装光纤接头：于分布式光纤传感器的两端部分别装设FC-APC光纤接头，各FC-APC光纤接头分别位于FRP布外端侧；d、自监测DOFS-FRP布安装：在需进行加固的混凝土梁受拉区域涂上环氧树脂，然后将自监测DOFS-FRP布粘贴在混凝土梁受拉区域的环氧树脂上；e、待自监测DOFS-FRP布粘贴在混凝土梁受拉区域的环氧树脂后，环氧树脂自然固化，以实现自监测DOFS-FRP布粘贴固定；f、将分布式光纤传感器两端部的FC-APC光纤接头分别连接光纤调制解调器，以监测DOFS-FRP布用于加固混凝土梁的受力性能。其中，组成所述FRP布的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维，所述分布式光纤传感器的内置裸光纤的直径为62.5um，FRP布的厚度值大于1mm，分布式光纤传感器的长度值大于0.5m。其中，所述分布式光纤传感器呈弯曲形状编织嵌入至所述FRP布中，分布式光纤传感器的弯曲转角大于90度，且分布式光纤传感器包括有沿着FRP布长度方向呈蛇形弯曲延伸的纵向弯曲部、沿着FRP布宽度方向呈蛇形弯曲延伸的横向弯曲部。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的一种自监测DOFS-FRP布，其包括有FRP布以及一呈长条线缆形状且连续延伸的分布式光纤传感器，分布式光纤传感器包括有内置裸光纤、包套于内置裸光纤外围且沿着内置裸光纤长度方向延伸的外裹保护套；FRP布由纤维通过织机编织而成，在FPR布通过织机编织成形的过程中，组成FRP布的纤维与分布式光纤传感器一起送入至织机中，分布式光纤传感器编织嵌入至FRP布中且分布式光纤传感器与FRP布为一体结构；分布式光纤传感器的外裹保护套的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器的外径值与FRP布的厚度值一致；分布式光纤传感器的两端部分别伸出于FRP布的边缘并延伸至FRP布的外端侧，分布式光纤传感器的两端部分别装设有位于FRP布外端侧的FC-APC光纤接头。该自监测DOFS-FRP布设计新颖，能够有效地解决电阻应变片、光纤光栅应变传感器与FRP布之间的粘贴困难问题，且能够实现FRP布受力性能实时、在线监测。本专利技术的另一有益效果为：本专利技术所述的一种自监测DOFS-FRP布的监测方法，其包括有以下工艺步骤，具体的：a、制备分布式光纤传感器：分布式光纤传感器包括有内置裸光纤、外裹保护套，将外裹保护套包套于内置裸光纤外围并使得外裹保护套沿着内置裸光纤长度方向延伸；b、制备自监测DOFS-FRP布：将组成FRP布的纤维与分布式光纤传感器一起送入至织机中，分布式光纤传感器编织嵌入至FRP布中且分布式光纤传感器与FRP布为一体结构，且分布式光纤传感器的两端部分别伸出于FRP布的边缘并延伸至FRP布的外端侧，分布式光纤传感器的外裹保护套的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器的外径值与FRP布的厚度值一致；c、安装光纤接头：于分布式光纤传感器的两端部分别装设FC-APC光纤接头，各FC-APC光纤接头分别位于FRP布外端侧；d、自监测DOFS-FRP布安装：在需进行加固的混凝土梁受拉区域涂上环氧树脂，然后将自监测DOFS-FRP布粘贴在混凝土梁受拉区域的环氧树脂上；e、待自监测DOFS-FRP布粘贴在混凝土梁受拉区域的环氧树脂后，环氧树脂自然固化，以实现自监测DOFS-FRP布粘贴固定；f、将分布式光纤传感器两端部的FC-APC光纤接头分别连接光纤调制解调器，以监测DOFS-FRP布用于加固混凝土梁的受力性能。该自监测DOFS-FRP布的监测方法能够有效地实现FRP布受力性能实时、在线监测。附图说明下面利用附图来对本专利技术进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1为本专利技术的自监测DOFS-FRP布的结构示意图。图2为本专利技术的分布式光纤传感器的结构示意图。图3为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自监测DOFS‑FRP布，其特征在于：包括有FRP布（1）以及一呈长条线缆形状且连续延伸的分布式光纤传感器（2），分布式光纤传感器（2）包括有内置裸光纤（21）、包套于内置裸光纤（21）外围且沿着内置裸光纤（21）长度方向延伸的外裹保护套（22）；FRP布（1）由纤维通过织机编织而成，在FPR布通过织机编织成形的过程中，组成FRP布（1）的纤维与分布式光纤传感器（2）一起送入至织机中，分布式光纤传感器（2）编织嵌入至FRP布（1）中且分布式光纤传感器（2）与FRP布（1）为一体结构；分布式光纤传感器（2）的外裹保护套（22）的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器（2）的外径值与FRP布（1）的厚度值一致；分布式光纤传感器（2）的两端部分别伸出于FRP布（1）的边缘并延伸至FRP布（1）的外端侧，分布式光纤传感器（2）的两端部分别装设有位于FRP布（1）外端侧的FC‑APC光纤接头（3）。

【技术特征摘要】
1.一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：包括有FRP布（1）以及一呈长条线缆形状且连续延伸的分布式光纤传感器（2），分布式光纤传感器（2）包括有内置裸光纤（21）、包套于内置裸光纤（21）外围且沿着内置裸光纤（21）长度方向延伸的外裹保护套（22）；FRP布（1）由纤维通过织机编织而成，在FPR布通过织机编织成形的过程中，组成FRP布（1）的纤维与分布式光纤传感器（2）一起送入至织机中，分布式光纤传感器（2）编织嵌入至FRP布（1）中且分布式光纤传感器（2）与FRP布（1）为一体结构；分布式光纤传感器（2）的外裹保护套（22）的材料与组成FPR布的纤维材料相同，分布式光纤传感器（2）的外径值与FRP布（1）的厚度值一致；分布式光纤传感器（2）的两端部分别伸出于FRP布（1）的边缘并延伸至FRP布（1）的外端侧，分布式光纤传感器（2）的两端部分别装设有位于FRP布（1）外端侧的FC-APC光纤接头（3）。2.根据权利要求1所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：组成所述FRP布（1）的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维。3.根据权利要求1所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：所述分布式光纤传感器（2）的内置裸光纤（21）的直径为62.5um。4.根据权利要求3所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：所述FRP布（1）的厚度值大于1mm。5.根据权利要求1所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：所述分布式光纤传感器（2）的长度值大于0.5m。6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：所述分布式光纤传感器（2）呈弯曲形状编织嵌入至所述FRP布（1）中，且分布式光纤传感器（2）的弯曲转角大于90度。7.根据权利要求6所述的一种自监测DOFS-FRP布，其特征在于：所述分布式光纤传感器（2）包括有沿着所述FRP布（1）长度方向呈蛇形弯曲延伸的纵向弯曲部、沿着FRP布（1）宽度方向呈蛇形弯曲延伸的横向弯曲部。8.一种自监测DOFS-FRP布的监测方法，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体的：a、制备分布式光纤传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑愚，周玲珠，叶宇霄，刘利川，张黎飞，丁其乐，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44