[发明专利]一种具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法

权利要求书

1.一种具有原位检测功能的桥面板制备装置，包括碳纳米管界面传感器制备装置和具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板的制备装置，其特征在于，所述具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板的制备装置包括复合材料面层、植入面层的碳纳米管界面传感网络、泡沫芯材、格构腹板和电信号采集系统，所述碳纳米管界面传感网络包括溶液配制槽、超声波分散模块、浸泡装置和烘干装置，所述碳纳米管界面传感器制备装置包括工作台和真空泵，所述真空泵旁设有树脂收集箱，所述树脂收集箱与真空泵之间设有连接管一，所述树脂收集箱的一侧设有工作台，所述工作台的上部设有真空袋，所述真空袋与树脂收集箱之间设有连接管二，所述工作台侧面上设有收集箱。

2.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述真空袋内部设有纤维材料、导流网、泡沫夹芯、脱模布、纤维布和碳纳米管界面传感网络，所述导流网和脱模布位于泡沫夹芯的上方。

3.根据权利要求2所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述纤维布、碳纳米管界面传感网络和纤维材料位于泡沫夹芯的下部，所述真空袋呈梯形结构，且所述真空袋顶面上设有树脂注入孔，所述工作台的一侧设有树脂存储箱，所述树脂存储箱与树脂注入孔之间设有注入管一。

4.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述格构腹板与复合材料面层相互垂直，所述泡沫夹芯材位于复合材料面层的下部，所述格构腹板设有设有上面层、中面层和底面层。

5.根据权利要求4所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述格构腹板的上面层的一端设有弧形凸起，另一端设有弧形凹槽，所述弧形凸起和弧形凹槽的面积相等，所述格构腹板包括三块相同部分的钢板。

6.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述复合材料面层采用采用树脂基纤维增强材料制备。

7.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述植入面层的碳纳米管界面传感网络采用物理气相沉积工艺沉积于纤维束上制备而成，并均匀的分散在复合材料面层内，并形成检测网络。

8.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述格构腹板由纤维布于树脂制备而成。

9.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置，其特征在于，所述电信号采集系统可实时采集碳纳米管界面传感器数据。

10.根据权利要求1所述的具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法，其特征在于，所述具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板的制备装置集体操作步骤如下：

(一)碳纳米管界面传感器采用物理气相沉积法进行制备；

1)首先，用天平称取375mg和112mg重量的多壁碳纳米管和十二烷基硫酸钠；

2)加入60ml蒸馏水混合成溶液，静置几分钟；

3)随后采用超声波分散仪分散，分散功率为360W，持续时间为180min，分散过程中为了避免溶液过热导致溶液蒸发过大，将机器设定为启动4S/停止4S；

4)将准备好的单向玻璃玻璃纤维束浸泡在多壁碳纳米管溶液中正反各1min，立即放置恒温烤箱105摄氏度烘至干燥，以此为一个周期循环，共循环3次可得到性能优良的碳纳米管界面传感器；

(二)具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板采用真空辅助成型工艺制备；

1)首先将脱模布、导流网、夹芯泡沫、纤维材料及所述碳纳米管界面传感网络按次序铺在模具上；

2)随后进行真空密封并进行树脂的抽取；

3)待固化后，将制备好的复合材料制品脱膜，形成具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板。