【技术实现步骤摘要】
一种成型自监测智能复合材料及其监测方法
本专利技术涉及复合材料制造领域，具体是指基于嵌入式光纤光栅和数据处理的成型自监测智能复合材料及其监测方法。
技术介绍
近年来，光纤光栅传感器已经得到了广泛的研究。光纤光栅传感器具有体积小、重量轻、可监测量多的优点，并且具有优秀的多路复用能力、耐高温性和抗电磁干扰性，因此可以嵌入到复合材料中以监测成型过程。光纤光栅传感器通过写入使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制的衍射光栅，反射入射光的Bragg波长λB及其附近的光，Bragg波长λB表示为：λB＝2neffΛ其中，neff为有效折射率，Λ为光栅周期。当光纤光栅经受温度变化ΔT或轴向应变ε时，栅区伸长以及光弹性效应引起的光栅周期Λ和有效折射率neff的变化导致应变响应，光纤自身的热膨胀和有效折射率neff的温度依赖性导致温度响应。有效折射率neff和光栅周期Λ的变化导致Bragg波长漂移ΔλB，表示为：ΔλB＝Kεε+KTΔT其中，Kε和KT分别是应变和温度的敏感系数。当光纤光栅用作温度传...
【技术保护点】
1.一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的智能复合材料包括复合材料主体和传感系统；/n所述的复合材料主体为编织复合材料层合结构(1)；/n所述的传感系统包括多功能传感探头(2)和光纤光栅解调仪(3)；所述的多功能传感探头(2)通过光纤埋入编织复合材料层合结构(1)内，所述的多功能传感探头(2)在编织复合材料层合结构(1)外通过光纤连接光纤光栅解调仪(3)；/n所述的多功能传感探头(2)包括温度传感部件(4)和应力传感部件(5)，即同时监测温度和应力；所述温度传感部件(4)包括光纤光栅(6)、毛细管(7)、密封剂(8)，所述的光纤光栅(6)通过密封剂(8)封装在毛细管...
【技术特征摘要】
1.一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的智能复合材料包括复合材料主体和传感系统；
所述的复合材料主体为编织复合材料层合结构(1)；
所述的传感系统包括多功能传感探头(2)和光纤光栅解调仪(3)；所述的多功能传感探头(2)通过光纤埋入编织复合材料层合结构(1)内，所述的多功能传感探头(2)在编织复合材料层合结构(1)外通过光纤连接光纤光栅解调仪(3)；
所述的多功能传感探头(2)包括温度传感部件(4)和应力传感部件(5)，即同时监测温度和应力；所述温度传感部件(4)包括光纤光栅(6)、毛细管(7)、密封剂(8)，所述的光纤光栅(6)通过密封剂(8)封装在毛细管(7)中；所述应力传感部件(5)的监测部位为光纤埋入部分(9)。
2.根据权利要求1所述的一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的编织复合材料层合结构(1)的增强相包括玻璃纤维和碳纤维，基体包括热固性和热塑性树脂，编织方式包括平纹、斜纹和缎纹。
3.根据权利要求1所述的一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的温度传感部件(4)分为单头式温度传感部件(10)、双头式温度传感部件(11)两种；
所述的单头式温度传感部件(10)由一端截断，而另一端连接光纤的光纤光栅(6)封装在毛细管(7)中制成，光纤光栅(6)截断端自由悬空，不接受应变；
所述的双头式温度传感部件(11)由两端均连接光纤的光纤光栅(6)封装在毛细管(7)中制成，在封装时给予光纤光栅(6)预应力使其在毛细管(7)呈弯曲状。
4.根据权利要求1所述的一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的毛细管(7)为中空管状结构，由耐高温高压材料制成，即耐受温度>332℃，耐受压强>2MPa。
5.根据权利要求1所述的一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的密封剂(8)为耐高温密封剂，即耐受温度>332℃。
6.根据权利要求1所述的一种成型自监测智能复合材料，其特征在于，所述的多功能传感探头(2)由一个或数个温度传感部件(4)与一个应力传感部件(5)串联组成；或者在编织复合材料层合结构(1)中埋入多个多功能传感探头(2)。
7.一种成型自监测智能复合材料的监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴奇，陈昌浩，熊克，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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