[发明专利]一种复合材料封装的光纤光栅传感器及其制造方法

摘要

本发明公开了一种复合材料封装的光纤光栅传感器及其制造方法，该传感器包括光纤光栅传感器组件、复合材料覆盖层、树脂封装层和复合材料基板层。该传感器把温度光栅和应变光栅封装在复合材料结构中，结构轻巧，与复合材料的兼容性好，测量精度高，可显著提高传感器安装的成活率和使用寿命，该传感器组件可以外贴和内植于复合材料结构件，可用于结构件的分布式在线健康监测。该复合材料封装的光纤光栅传感器制造方法简易、高效、稳定，适合企业大批量快速生产。

主权项

1.一种复合材料封装的光纤光栅传感器，其特征是：该光纤光栅传感器包括光纤光栅传感组件、复合材料覆盖层、树脂封装层和复合材料基板层；其中，所述复合材料覆盖层和复合材料基板层形成包裹树脂封装层的外壳；所述光纤光栅传感组件包括一光纤，所述光纤的一端连接光纤连接器，另一端的最外部设有温度光纤光栅，靠近温度光纤光栅的一端光纤刻制有应变光栅栅区，温度光纤光栅和应变光栅栅区串行分布，光纤平直无弯折；其中，部分光纤光栅传感组件设置在所述复合材料基板层上，该部分光纤光栅传感组件至少包括所述温度光纤光栅和应变光栅栅区，并被所述树脂封装层封装在其内部；所述树脂封装层是由填充于复合材料基板层和复合材料覆盖层之间的树脂固化而成，所述温度光纤光栅和应变光栅栅区被完全包覆于树脂封装层中；所述复合材料覆盖层与树脂封装层为一体化成型结构，复合材料覆盖层中的纤维织物结构和该纤维织物结构与所述复合材料基板层之间的空隙采用真空辅助灌注树脂固化成型，得到一体化的复合材料覆盖层和树脂封装层；所述复合材料基板层为平板结构，所述复合材料覆盖层为流线型结构；未封装在树脂封装层中的光纤和其延伸至树脂封装层内部分的光纤外部设有保护层；所述复合材料基板层包括纤维织物结构和浸渍固化在所述纤维织物结构上的树脂层；所述纤维织物结构是指采用增强纤维三维立体编织结构或二维平面编织的纤维织物布；所述复合材料覆盖层包括纤维织物结构和浸渍固化在所述纤维织物结构上的树脂层，是由纤维织物通过真空辅助灌注的树脂浸润和固化而得到；所述纤维织物结构是指采用增强纤维三维立体编织结构或二维平面编织的纤维织物布。