[发明专利]基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置及方法

权利要求书

1.基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置，其特征是，包括：

预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的回字形模框围成的模腔，在所述模腔内逐层铺设预先裁切好的碳纤维预浸料，按照预先设计好的铺层顺序进行铺设；选择两层相邻预浸料，在光纤光栅所处位置的上下两层预浸料中分别开设位置一致且尺寸一致的凹槽，将光纤光栅温度传感器或光纤光栅应变传感器用长条状碳纤维预浸料封装保护后，嵌入两层预浸料的所述凹槽内；在封装时使长条状碳纤维预浸料的纤维方向与光纤光栅轴线方向一致；信号处理器对光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器采集的数据进行实时监测与处理；

将预先涂好脱模剂的上模板盖在预先涂好脱模剂的下模板上，闭合模具，将模具送入热模压机的加热板之间进行加热加压，实现预固化，信号处理器记录检测到的初始光谱图；预固化结束后立即卸压，在不开模的情况下自然冷却至室温，信号处理器记录预固化过程中温度和应变的变化过程；冷却到室温后，脱离上模板、下模板和模框，得到第一面板；采用同样的步骤，得到第二面板；

将蜂窝芯层置于第一面板和第二面板之间，将第一面板、蜂窝芯层和第二面板定位对齐，得到待二次固化的三明治构件，将待二次固化的三明治构件放入模具中，将模具放入热模压机中进行加热加压，实现第二次固化；信号处理器对温度和应变全过程进行实时监测；二次固化结束后暂不卸压；在不开模的情况下自然冷却至室温，然后对固化成型后的三明治构件进行脱模，最终得到内植光纤光栅的纤维复合材料三明治构件；把得到的内植光纤光栅的纤维复合材料三明治构件安装到人工雷击损伤测试装置上，进行雷击损伤监测。

2.如权利要求1所述的基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置，其特征是，

将光纤光栅温度传感器或光纤光栅应变传感器用长条状碳纤维预浸料封装保护，是指：两层长条状碳纤维预浸料重叠铺好，将传感器置于两层长条状碳纤维预浸料中间，使长条状碳纤维预浸料的纤维走向与光纤光栅轴线方向一致。

3.如权利要求1所述的基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置，其特征是，

回字形模框的四个边，每个边的中心位置均设有引线凹槽；回字形模框的四个角，每个角也设有引线凹槽；所述光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器的引线从相应的回字形模框的引线凹槽中引出，与光纤耦合器连接，光纤耦合器与光纤光栅解调仪连接，光纤光栅解调仪与信号处理器连接。

4.如权利要求1所述的基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置，其特征是，

将模具送入热模压机的加热板之间进行加热加压，实现预固化，是指：

将模具送入热模压机的加热板之间，升温至凝胶点以下的T1℃，保温N1min，此阶段的压力大小为P1。

5.如权利要求1所述的基于内植光纤光栅的三明治构件雷击损伤监测装置，其特征是，

将模具放入热模压机中进行加热加压，实现第二次固化，是指：

将模具送入热模压机的下层加热板和中间加热板之间，两个加热板同时加热，先升温至T1℃，保温N1min，再升温至T2℃，保温N2min，此阶段压力大小为P2；

在二次固化开始前，计算蜂窝芯体的压缩强度，确保施加在蜂窝芯体上的压力在蜂窝芯体的承受范围之内，确保蜂窝芯体在成型过程中不受损坏。