[发明专利]埋入复合材料的光纤光栅保护与定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤智能复合材料与结构制造领域，尤其涉及一种埋入复合材料的光纤光栅保护与定位方法。

背景技术

光纤FBG光栅因其具有直径小、柔韧易弯曲、抗电磁干扰及优良的可埋入性、波分时分复用和分布式传感等优点，成为光纤智能材料与结构的首选传感方式。由于光纤光栅与复合材料具有非常好的相容性，其埋入对复合材料力学性能影响较小，同时复合材料对裸光纤也能起到很好的保护与封装作用。但由于光纤上刻写光栅部分较脆，其复合材料成型工艺较复杂，成型过程中特别容易损伤光纤光栅部分，光纤与复合材料出入口部分由于树脂固化变硬后也特别容易损伤。同时，光纤光栅在埋入及成型固化过程中会由于种种原因而产生的移位，改变光纤的铺放角度，使光栅偏离初始设计位置，这都会影响测量的精度。

发明内容

本发明为了解决光纤上刻写光栅部分较脆，其复合材料成型工艺较复杂，光纤与复合材料出入口部分因树脂固化变硬而易损伤及光纤光栅在埋入及成型固化过程中易产生移位而改变光纤的铺放角度，使光栅偏离初始设计位置，影响测量的精度等技术问题，提供了一种埋入复合材料的光纤光栅保护与定位方法，该方法是通过下述具体步骤实现的：

1)将两段短光纤(2)粘接在光纤(7)的刻写光栅(1)部位；

2)两段短光纤(2)的端部用硅橡胶(4)封装保护，为避免影响光栅(1)的界面传递效果，在光栅(1)部位不使用硅橡胶(4)；

3)硅橡胶(4)封装后的光纤光栅粘接在两层窄布带(3)之间；

4)复合材料(5)成型过程中，将窄布带(3)放入复合材料(5)的预定位置；

5)光纤(7)与复合材料(5)的出入口位置，用硅橡胶(4)进行封装。

本发明的有益效果和特点：本发明主要针对复合材料内埋入光纤光栅的封装保护，其工艺过程更方便、易于施工、成本较低。硅橡胶具有弹性缓冲能力，降低了光纤与复合材料出入口位置光纤破坏的几率。同时该发明将单根光纤定位的问题转化为封装光纤的窄布带定位问题，从而解决了光栅精确定位的难题。实现了对埋入复合材料的光纤光栅的有效保护，提高其成活率，同时通过将光纤光栅封装在纤维布带间，从而实现对光栅位置的精确定位，提高光栅的监测精度。

附图说明

图1为本发明的工作原理简图。

具体实施方式

参看图1，埋入复合材料的光纤光栅保护与定位方法，是通过下述具体步骤实现的：

1)将两段短光纤2粘接在光纤7的刻写光栅1部位；

2)两段短光纤2的端部用硅橡胶4封装保护，为避免影响光栅1的界面传递效果，在光栅1部位不使用硅橡胶4；

3)硅橡胶4封装后的光纤光栅粘接在两层窄布带3之间；

4)复合材料5成型过程中，将窄布带3放入复合材料5的预定位置；

5)光纤7与复合材料5的出入口位置，用硅橡胶4进行封装。

所述窄布带3采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维布带。

实施例

埋入复合材料的光纤光栅保护与定位方法，其步骤如下：

1)将两段(50-100mm)短光纤2粘接在光纤7的刻写光栅部位，粘接剂使用502胶水。

2)短光纤2的端部用硅橡胶4封装保护，为避免影响光栅的界面传递效果，在光栅1部位不使用硅橡胶4。

3)硅橡胶4封装后的短光纤2和光纤7用502胶水粘接在两层5mm宽的窄布带3之间，窄布带采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维布带。

4)复合材料成型过程中，将布带3放入复合材料5的预定位置。

5)光纤7与复合材料5的出入口位置，用硅橡胶4进行封装。

本发明采用的光纤为标准直径(外径250μm)或细径(外径52μm)，光栅1长度为10-60mm。根据光栅1长度不同，短光纤2的长度可选50-100mm不等。