一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰系统技术方案

一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰一体化系统，涉及一种结冰监测与融冰一体化系统。目的是解决现有测冰融冰技术不能实时同步监测结冰和融冰的过程、现有测冰融冰装置使用受到环境限制和检测结果准确性低的问题。该系统，由测冰融冰复合膜、光纤光栅传感解调仪、复合膜输入电源和计算机构成；该系统由测冰融冰复合膜、光纤光栅传感解调仪、复合膜输入电源和计算机构成；测冰融冰复合膜由光纤布拉格光栅传感带、石墨烯薄膜、上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和塑料套管构成；光纤布拉格光栅传感带由数个光纤布拉格光栅传感器串接构成。该系统能够实时同步监测结冰和融冰的过程，布置灵活，准确性高，效率高。

An integrated ice monitoring and ice melting system based on Fiber Bragg gratings and graphene films

An integrated ice monitoring and ice melting system based on Fiber Bragg grating and graphene film involves an integrated ice monitoring and ice melting system. The purpose is to solve the problem that the existing ice melting technology cannot synchronously monitor the process of ice formation and ice melting, and the existing ice melting device is limited by the environment and the accuracy of the detection result is low. The system consists of measuring ice ice melting composite film, fiber grating sensor demodulation instrument, composite film and computer input power; the system of ice melting composite membrane, by measuring the ice fiber grating sensing demodulator, composite film input power and computer; measuring the icing and ice melting composite membrane by fiber Prague grating sensor, graphene the upper film, polyethylene terephthalate film layer, a polyethylene terephthalate film and plastic casing; fiber Prague grating sensor with a number of optical fiber Prague grating sensor connected in series. The system can synchronously monitor the process of ice and ice melting in real time. It is flexible in layout, high in accuracy and high in efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰一体化系统
本专利技术涉及一种结冰监测与融冰一体化系统。
技术介绍
石墨烯是由碳原子组成的二维碳材料，抗拉强度和弹性模量分别为125GPa和1.1TPa，杨氏模量约为42N/m2，电子迁移率可达到2×105cm2/V·s，约为硅材料电子迁移率的140倍，砷化镓的20倍，温度稳定性高，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只有约10-6Ω·cm，比铜或银更低。石墨烯具有独特的二维纳米结构，较大厚径比和较高的比表面积使得石墨烯片层之间形成均匀的连通导电网络，在施加较低电压下可产生较高热量。研究测试得到的单层悬空石墨烯的导热系数高达5800W/mK，是目前报道的传热最好的晶体材料。光纤传感器是伴随通信技术逐渐发展起来的。与传统传感器相比，光纤传感器具有很高的灵敏度；频带宽，动态范围大；结构简单，轻质，体积小，耗能少；不受电磁干扰，耐腐蚀，电绝缘性能好，防爆；便于与各类光纤传输系统相连，易于实现系统的控制和测量；适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰一体化系统，其特征在于：该系统由测冰融冰复合膜、光纤光栅传感解调仪(6)、复合膜输入电源(7)和计算机(8)构成；所述测冰融冰复合膜由数条光纤布拉格光栅传感带(1)、石墨烯薄膜(2)、上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)、下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)和数条塑料套管(5)构成；所述上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)设置于石墨烯薄膜(2)上表面，下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)设置于石墨烯薄膜(2)下表面，石墨烯薄膜(2)通过上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)和下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)热封；数条塑料套管(5)并列设置在上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰一体化系统，其特征在于：该系统由测冰融冰复合膜、光纤光栅传感解调仪(6)、复合膜输入电源(7)和计算机(8)构成；所述测冰融冰复合膜由数条光纤布拉格光栅传感带(1)、石墨烯薄膜(2)、上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)、下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)和数条塑料套管(5)构成；所述上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)设置于石墨烯薄膜(2)上表面，下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)设置于石墨烯薄膜(2)下表面，石墨烯薄膜(2)通过上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)和下层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(4)热封；数条塑料套管(5)并列设置在上层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(3)上表面并通过环氧树脂粘接；光纤布拉格光栅传感带(1)穿设在塑料套管(5)内部；所述光纤布拉格光栅传感带(1)由数个光纤布拉格光栅传感器串接构成，相邻的光纤布拉格光栅传感器的接线端通过熔接机熔接并用热塑管封装熔接接头，光纤布拉格光栅传感器中光栅部分呈裸露状态；所述石墨烯薄膜(2)的其中一个表面上设置有两条平行设置的电极(21)；所述电极(21)为铜片电极，电极(21)与石墨烯薄膜(2)表面通过导电胶粘接...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍跃全，郭奕兵，李惠，张照辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23