[发明专利]一种三维机织复合材料成型过程内部温度场监测方法及装置

权利要求书

1.一种三维机织复合材料成型过程内部温度场监测方法，其特征在于，包括：

利用FBG传感器替换待测位置对应的纬纱中的部分纤维，使剩下的纤维束包裹FBG传感器后的总厚度与原纬纱厚度相当；

拉动所述FBG传感器使其能够沿纬纱的延伸方向往复运动并最终将FBG传感器的光栅段固定至待测位置；

开始纺织送纱使经纱包裹包含有FBG传感器的纬纱进而生成三维机织预制体；

将所述三维机织预制体放入模具中进行合模，并将所述FBG传感器的光纤从模具中引出，根据所述FBG传感器的波长变化得到材料的温度变化；

所述FBG传感器包括光纤、聚酰亚胺涂层、钢管和光栅段，其中，聚酰亚胺涂层涂覆于光纤层外部，光栅段的一侧光纤被剪断，用聚酰亚胺剥线钳将光栅段的涂层剥除后，用钢管套入光栅段，并在钢管的边缘处用硅橡胶密封。

2.根据权利要求1所述的三维机织复合材料成型过程内部温度场监测方法，其特征在于，所述材料的温度变化根据以下计算获得：

其中，ΔT为温度变化，Δλ_B为FBG传感器波长变化，λ_B为FBG传感器初始波长，K_T为FBG传感器温度灵敏度系数。

3.根据权利要求1所述的三维机织复合材料成型过程内部温度场监测方法，其特征在于，所述FBG传感器的光栅段的一侧光纤被剪除，剥除所述光栅段的涂层后，将其放置于钢管中，所述钢管的边缘处用硅橡胶密封。

4.根据权利要求3所述的三维机织复合材料成型过程内部温度场监测方法，其特征在于，所述FBG传感器的光栅段长度为4mm，中心波长为1500nm-1600nm；所述钢管直径为0.9mm。

5.根据权利要求1所述的三维机织复合材料成型过程内部温度场 监测方法，其特征在于，合模过程中还包括对模具进行真空处理。

6.一种三维机织复合材料成型过程内部温度场监测装置，用于执行权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

FBG传感器，所述FBG传感器替换三维机织预制体待测位置对应的纬纱中的部分纤维，使剩下的纤维束包裹FBG传感器后的总厚度与原纬纱厚度相当，所述FBG传感器的光栅段固定至待测位置；

光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪连接所述FBG传感器的光纤以采集成型过程中FBG传感器的波长变化；

以及计算机，所述计算机用以分析和存储所述光纤光栅解调仪采集的数据。

7.根据权利要求6所述的三维机织复合材料成型过程内部温度场监测装置，其特征在于，所述FBG传感器的光栅段的一侧光纤被剪除，剥除所述光栅段的涂层后，将其放置于钢管中，所述钢管的边缘处用硅橡胶密封。