專利名稱：一種基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)frp筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)模化生產(chǎn)工藝，屬于 智能結(jié)構(gòu)材料及傳感監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)具有強(qiáng)度高、密度小、 耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，因此，認(rèn)為是可以在土木工程結(jié)構(gòu)中代替鋼材的優(yōu)良選擇。目前用于實(shí) 際工程的纖維主要碳纖維、玻璃纖維、紡輪纖維和玄武巖纖維，纖維與聚合物可以復(fù)合成 筋/索材、板材以及其他各種形式的型材。其中，F(xiàn)RP筋受到了研究者的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)， 東南大學(xué)、福州大學(xué)等一些科研單位對(duì)FRP筋/索的基本力學(xué)性能及其增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的性能展 開(kāi)了比較系統(tǒng)的研究。然而，F(xiàn)RP材料是一種各向異性材料，而且完全線彈性，故FRP筋 /索存在抗剪能力差、脆性破壞等缺陷。對(duì)FRP筋/索實(shí)現(xiàn)全壽命周期的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，可以積 極促進(jìn)這種高技術(shù)材料在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用。
分布式光纖傳感技術(shù)因其測(cè)試的分布性、網(wǎng)絡(luò)性、穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被不斷應(yīng)用 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。目前國(guó)際上分布式光纖傳感技術(shù)依據(jù)其測(cè)試原理的差異主要分為強(qiáng)度型(如 微彎型光纖)、干涉性(如SOFO系統(tǒng))和散射型(如基于布里淵散射的測(cè)試系統(tǒng))等。其 中基于布里淵散射機(jī)理的BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectry)、 BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis)等傳感技術(shù)由于其在溫度、應(yīng)變的測(cè)試精度高、 信息全面以及測(cè)試距離長(zhǎng)等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，受到了各國(guó)研究者的青睞。自1989年 Horiguchi等人提出首次分別提出了利用布里淵光的頻移特性作為分布式應(yīng)變和溫度傳感 以來(lái)，經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，測(cè)試的空間分辨率達(dá)到10cm，應(yīng)變測(cè)試精度土6^，溫度測(cè)
試精度i°c。
將分布式傳感光纖復(fù)合進(jìn)FRP筋/索，形成一種智能結(jié)構(gòu)材料，即自監(jiān)測(cè)FRP筋/索。 這樣不僅使脆弱的光纖在實(shí)際使用時(shí)得到很好的保護(hù)，同時(shí)能夠?qū)RP筋/索進(jìn)行有效的 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高這種高強(qiáng)度、高耐久性的線彈性材料在工程應(yīng)用時(shí)的安全性能。Fl本茨城 大學(xué)吳智深等提出利用纖維封裝光纖傳感器，提高傳感器在結(jié)構(gòu)上布設(shè)時(shí)的耐久性和存活 率；國(guó)內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)歐進(jìn)萍等首次將光纖光柵埋入FRP筋中，改善了光纖光柵在混 凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部監(jiān)測(cè)的環(huán)境。
但在實(shí)際生產(chǎn)、應(yīng)用中主要存在這樣一些問(wèn)題(1)光纖比較脆弱，在FRP筋/索的拉擠成型工藝中存活率很低，嚴(yán)重影響連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)；(2)在FRP材料普通復(fù)合工藝 (即熱固性復(fù)合)中光纖傳感器接口 (即一段用于連接其他光纖傳感器的自由光纖)引出 比較困難；(3)傳光元件(即纖芯和包層)與外圍樹(shù)脂涂層之間存在滑移以及在空間分解 能(即最小測(cè)量距離)內(nèi)的光纖應(yīng)變不均勻等因素降低了分布式傳感測(cè)試時(shí)的精度。
針對(duì)上述問(wèn)題，哈爾濱工業(yè)大學(xué)周智等對(duì)裸光纖(普通商業(yè)光纖)埋設(shè)進(jìn)熱固性FRP 筋的探頭引出進(jìn)行了探討和研究，即對(duì)光纖進(jìn)行刷油隔膠，然后剝離固化的FRP筋使得光 纖傳感器接口引出；日本茨城大學(xué)吳智深、張浩等通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)研究提出光纖無(wú)滑移化和 長(zhǎng)標(biāo)距化(即光纖定點(diǎn)布設(shè))可以提高分布式傳感光纖的測(cè)試精度。
然而目前各種研究中總是涉及到非常麻煩的人工處理，這不僅降低工業(yè)化水平，提高 生產(chǎn)成本，而且會(huì)影響產(chǎn)品的成品率和性能的穩(wěn)定性。而且，使用光纖一般都是普通商業(yè)通 訊光纖，會(huì)降低產(chǎn)品的實(shí)際傳感測(cè)試精度。
本發(fā)明是建立在各個(gè)環(huán)節(jié)完全機(jī)械化、可自動(dòng)控制化的基礎(chǔ)上，真正意義實(shí)現(xiàn)基于分 布式光纖傳感技術(shù)的高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種在現(xiàn)
有FRP筋/索和適當(dāng)改造的光纖的生產(chǎn)設(shè)備及工藝的前提下，適合于基于光纖傳感的分布 式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；圃旃に嚒?br> 技術(shù)方案本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是-
一種基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝，包括以下步
驟 '
第一步、在高精度光纖傳感器周圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞增強(qiáng)纖維，也即光纖-纖維的干式 復(fù)合增強(qiáng)光纖；
第二步、熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索纖維和高精度光纖傳感器的封裝制品分 別通過(guò)紗軸和光纖軸進(jìn)行放線，通過(guò)集束架將纖維和高精度光纖傳感器的封裝制品聚集成 束，并放置高精度光纖傳感器的封裝制品于中間；
然后進(jìn)入樹(shù)脂加熱槽充分浸膠，樹(shù)脂是通過(guò)擠壓器具擠入樹(shù)脂加熱槽的。浸透樹(shù)脂后 的纖維和高精度光纖傳感器的封裝制品一起擠入中心管，在管中擠壓初步成型，初步成型 的自監(jiān)測(cè)FRP筋/索需要用纏絲機(jī)進(jìn)一步刻螺紋并擠膠成型；
最后進(jìn)入冷卻管冷卻固化成型，成品筋/索被夾具和夾具牽拉出生產(chǎn)線，然后擱置在 支架或直接將其盤(pán)成一定直徑的筋/索盤(pán)。所述的高精度光纖傳感器是無(wú)滑移光纖或長(zhǎng)標(biāo)距光纖。
所述的無(wú)滑移光纖的制備方法為在光纖傳光元件的纖芯和包層外圍直接涂敷一層剛 度和厚度相對(duì)較大的樹(shù)脂涂層，其中樹(shù)脂涂層為普通商業(yè)單模通信光纖中的樹(shù)脂涂層或纖 維浸潤(rùn)劑。
所述的長(zhǎng)標(biāo)距光纖的制備方法為在無(wú)滑移光纖表面隔段涂覆一層標(biāo)距長(zhǎng)度的隔膠 層，或先在其外圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞增強(qiáng)纖維，再隔段涂覆標(biāo)距長(zhǎng)度的隔膠層，其中標(biāo)距
長(zhǎng)度(即隔膠層的每段長(zhǎng)度)不小于25cm，沒(méi)有涂覆隔膠層的錨固段長(zhǎng)度為2-3cm，隔 膠層為PVC涂層、高溫油膜或高溫油膏。
利用張力器和高穩(wěn)定性的連續(xù)牽引系統(tǒng)控制光纖傳感器與纖維的復(fù)合狀態(tài)，保證光纖 沿自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的通長(zhǎng)范圍內(nèi)準(zhǔn)確、均勻復(fù)合；通過(guò)中心管的內(nèi)徑控制自監(jiān)測(cè)FRP筋 /索的直徑，而利用纏絲機(jī)纏絲的力度和速度可以控制螺紋的螺深和螺距；生產(chǎn)使用的樹(shù) 脂為熱塑性樹(shù)脂；引出光纖接口時(shí)，加熱段長(zhǎng)度至少為20cm，且保證引出的自由段光纖至 少為20cm。
本發(fā)明的有益效果
1、 通過(guò)對(duì)光纖傳感器外圍無(wú)粘結(jié)纏繞、編織纖維增強(qiáng)了光纖的抗剪、抗拉的能力， 大大提高了其在自監(jiān)測(cè)FRP筋/索生產(chǎn)過(guò)程中的存活率，即減少了產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的廢品 率，降低了成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2、 采用發(fā)明中所述的熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索，沒(méi)有改動(dòng)原有的熱塑性FRP 筋/索的生產(chǎn)工藝，因此，產(chǎn)品的各方面性能的穩(wěn)定性得到了有效保障。同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程 中很少涉及到手工勞動(dòng)，使得該工藝具有很高的工業(yè)化水平，保證大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。
3、 相比于其他智能結(jié)構(gòu)材料來(lái)說(shuō)，本發(fā)明生產(chǎn)的制品具有分布式的傳感和高穩(wěn)定的 長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，因此其性價(jià)比非常高。本發(fā)明中還進(jìn)一步提高了傳感器的測(cè)量精度，使得本發(fā) 明所生產(chǎn)的自監(jiān)測(cè)FRP筋/索能夠適應(yīng)各種實(shí)際使用要求。因此，市場(chǎng)前景廣闊。
4、 本發(fā)明所生產(chǎn)的高精度FRP筋/索適應(yīng)目前國(guó)家大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的需求， 尤其能夠解決各種惡劣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的難題，具有很高的社會(huì)效益。


圖1是普通商業(yè)單模光纖的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明無(wú)滑移光纖的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是光纖長(zhǎng)標(biāo)距測(cè)試原理的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明長(zhǎng)標(biāo)距光纖制備(方法一)的示意圖。其中4a是無(wú)滑移光纖外圍涂敷隔膠層的示意圖，4b是長(zhǎng)標(biāo)距光纖制品橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明長(zhǎng)標(biāo)距光纖制備(方法二)之光纖-纖維干式復(fù)合的示意圖。其中5a是光 纖外圍編織/纏繞纖維的示意圖，5b是光纖-纖維干式復(fù)合制品橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明長(zhǎng)標(biāo)距光纖制備(方法二)之通長(zhǎng)涂敷隔膠層的示意圖。其中，6a是在纖維 線管外通長(zhǎng)涂敷隔膠層的示意圖，6b是通長(zhǎng)涂敷隔膠層的制品的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明長(zhǎng)標(biāo)距光纖制備(方法二)之隔段涂敷隔膠層的示意圖。其中，7a是在纖維 線管外隔段涂敷隔膠層的示意圖，7b是長(zhǎng)標(biāo)距光纖制品的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明光纖-纖維干式復(fù)合的示意圖。其中8a是光纖外圍編織/纏繞纖維的示意圖， 8b是光纖-纖維干式復(fù)合制品橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是本發(fā)明高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的工業(yè)化生產(chǎn)的示意圖。
圖10是本發(fā)明高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的示意圖。其中10a是成品筋/索的縱向結(jié)構(gòu)示 意圖，10b是成品筋/索的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行更詳細(xì)的描述
本發(fā)明主要包括以下三部分的內(nèi)容(1)高精度光纖傳感器的工業(yè)化制備；(2)光纖 -纖維的干式復(fù)合增強(qiáng)光纖傳感器；(3)熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索。 (1)、高精度光纖傳感器的工業(yè)化制備
目前可用于大規(guī)模監(jiān)測(cè)的商業(yè)光纖一般為通信光纖，由于用途的不一致導(dǎo)致光纖結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的方法不同，而這種差異使得在作傳感測(cè)量用時(shí)精度會(huì)下降。同時(shí)，現(xiàn)有的分布式光 纖傳感技術(shù)存在著空間分解能，要求在空間分解能內(nèi)光纖應(yīng)變均勻，否則很難準(zhǔn)確反映真 實(shí)情況。針對(duì)上述問(wèn)題，提出了無(wú)滑移光纖和長(zhǎng)標(biāo)距光纖兩種可提高光纖測(cè)試精度的上產(chǎn) 制造方法。
1) 無(wú)滑移光纖
結(jié)合附圖2，在纖芯1和包層2外面直接涂覆一層樹(shù)脂涂層5，要求其剛度相對(duì)較大， 且與包層2緊密粘結(jié)。這樣， 一方面保護(hù)內(nèi)部的傳光元件(即纖芯1和包層2)，另一方面 保證樹(shù)脂涂層5與傳光元件之間變形有效傳遞。根據(jù)這樣的要求，目甜樹(shù)脂涂層5可采用 樹(shù)脂涂層4、復(fù)合材料工業(yè)中纖維經(jīng)常使用的浸潤(rùn)劑(其主要成分有偶聯(lián)劑、粘結(jié)劑、成 膜劑等)或其他類似產(chǎn)品，這樣還可以增強(qiáng)光纖與纖維復(fù)合時(shí)的界面。
2) 長(zhǎng)標(biāo)距光纖
方法一結(jié)合附圖4，將上述無(wú)滑移光纖9經(jīng)過(guò)涂覆機(jī)10間斷涂覆一層隔膠層11 (長(zhǎng)度不小于25cm)，其中隔膠層11可以是高溫油膜、高溫油膏等，間斷距離為光纖錨固段 12的長(zhǎng)度(一般為2 3cm)。
方法二第一步，結(jié)合附圖5，將增強(qiáng)纖維13和無(wú)滑移光纖9 一起通過(guò)纖維編織機(jī) 14，使纖維13圍繞無(wú)滑移光纖9形成一層纖維線管15，從而保證無(wú)滑移光纖9在中間， 增強(qiáng)纖維13可以是碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維等各類纖維；第二步，把第一步的制 品經(jīng)過(guò)涂覆機(jī)IO涂覆一層隔膠層11 (結(jié)合附圖6)，再隔段(隔段長(zhǎng)度即為一個(gè)標(biāo)距長(zhǎng)度) 去皮，而去皮長(zhǎng)度為光纖錨固段12的長(zhǎng)度，或者將第一步的制品經(jīng)過(guò)涂覆機(jī)10直接間斷 涂覆一層隔膠層ll (結(jié)合附圖7)。
經(jīng)過(guò)方法一和方法二處理之后，隔膠層11里的無(wú)滑移光纖9在以后制造智能筋時(shí)不 與外面的纖維粘結(jié)在一起，保證了無(wú)滑移光纖9在該段里可以自由伸縮，即在伸縮時(shí)該段 光纖的應(yīng)變是均勻的。
(2) 、光纖-纖維的干式復(fù)合增強(qiáng)光纖傳感器
為了使脆弱的光纖傳感器適應(yīng)FRP筋/索的機(jī)械化生產(chǎn)工藝，需要對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)保護(hù)， 本發(fā)明采取了在光纖傳感器外圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞纖維，也即將光纖傳感器和纖維進(jìn)行干 式復(fù)合。依據(jù)不同的使用要求，纖維種類、編織方式、增強(qiáng)量、光纖類型和數(shù)量等都可以 進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
結(jié)合附圖8，本類型采用將增強(qiáng)纖維13圍繞高精度光纖傳感器16經(jīng)過(guò)纖維編織機(jī)14 編成纖維線管15，從而保證高精度光纖傳感器16在纖維線管15的中心位置。其中，高精 度光纖傳感器16可以是本發(fā)明中所述的無(wú)滑移光纖或長(zhǎng)標(biāo)距光纖，增強(qiáng)纖維13的極限延 伸率要求與自監(jiān)測(cè)智能FRP筋/索所用纖維的差不多或者比較大，且樹(shù)脂的浸透性要好。
(3) 、熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索 該方法利用熱塑性樹(shù)脂固化后良好的二次加工成型的特點(diǎn)，將固化后的FRP筋/索在
光纖需要接口引出的位置進(jìn)行加熱使樹(shù)脂軟化，再將纖維和樹(shù)脂剝離令光纖接口引出，此 方法稱為熱塑熱融法。本方法就是在一般FRP筋/索熱塑性成型工藝中導(dǎo)入高精度光纖傳 感器，然后制成自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的通用型產(chǎn)品(即使用時(shí)可以根據(jù)需求任意截取)。具體 生產(chǎn)流程結(jié)合附圖9加以詳細(xì)說(shuō)明。
纖維17和高精度光纖傳感器的封裝制品18 (即為發(fā)明中上述的纖維線管15無(wú)粘結(jié)包 覆高精度光纖傳感器16，具體結(jié)合附圖8)分別通過(guò)紗軸19和光纖軸20進(jìn)行放線，通過(guò) 集束架21將纖維17和高精度光纖傳感器的封裝制品18聚集成束，并放置高精度光纖傳 感器的封裝制品18于中間。然后進(jìn)入樹(shù)脂加熱槽24充分浸膠，熱塑性樹(shù)脂是通過(guò)擠壓器具23擠入樹(shù)脂加熱槽24的。浸透樹(shù)脂后的纖維17和高精度光纖傳感器的封裝制品18 — 起擠入中心管25，在管中擠壓初步成型。初步成型的自監(jiān)測(cè)FRP筋/索需要用纏絲機(jī)26 進(jìn)一步刻螺紋并擠膠成型。最后進(jìn)入冷卻管27冷卻固化成型。成品筋/索28被夾具29和 夾具31牽拉出生產(chǎn)線，然后擱置在支架32或直接將其盤(pán)成一定直徑的筋/索盤(pán)。
成品筋/索28構(gòu)造見(jiàn)附圖10，其中高精度光纖傳感器的封裝制品18在熱塑性FRP36 的中間，成品筋/索28的表面均勻布滿螺紋35。
該生產(chǎn)流程有幾個(gè)關(guān)鍵控制工藝
1、 光纖復(fù)合狀態(tài)控制。為了提高光纖測(cè)試精度，要求纖維17和高精度光纖傳感器的 封裝制品18能夠均勻準(zhǔn)確復(fù)合。為了達(dá)到這樣的目的， 一方面，可以在集束架21上安裝 張力控制器22，保證纖維17和高精度光纖傳感器的封裝制品18進(jìn)入中心管25的初始張 力相同；另一方面，利用高穩(wěn)定性的連續(xù)牽引系統(tǒng)如連續(xù)液壓牽引系統(tǒng)，包括夾具29、夾 具31和牽引動(dòng)力系統(tǒng)30，保證沿FRP筋/索的通長(zhǎng)范圍內(nèi)高精度光纖傳感器的封裝制品 18與纖維17的復(fù)合狀態(tài)一致。
2、 自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的外形控制。依據(jù)用途不同，產(chǎn)品的尺寸和外表狀態(tài)是要求不一 的。本工藝中，通過(guò)中心管25的內(nèi)徑可以控制自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的直徑，而纏絲機(jī)26纏 絲的力度和速度可以控制螺紋的螺深和螺距。
3、 光纖接口的引出。在使用本發(fā)明的自監(jiān)測(cè)FRP筋/索時(shí)，首先截取一定長(zhǎng)度的筋/ 索，要求長(zhǎng)度至少比實(shí)際所需的使用長(zhǎng)度長(zhǎng)40cm，然后在兩端各加熱至少20cm的長(zhǎng)度， 并剝離剪切融化的熱塑性FRP36，最后用酒精清洗高精度光纖傳感器16表面余留的，這 樣每端就可以得到至少20cm長(zhǎng)的自由高精度光纖傳感器16作為連接其他光纖的接口 。
權(quán)利要求
1、一種基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝，其特征是包括以下步驟第一步、在高精度光纖傳感器(16)周圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞增強(qiáng)纖維(13)，也即光纖-纖維的干式復(fù)合增強(qiáng)光纖；第二步、熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索纖維(17)和高精度光纖傳感器的封裝制品(18)分別通過(guò)紗軸(19)和光纖軸(20)進(jìn)行放線，通過(guò)集束架(21)將纖維(17)和高精度光纖傳感器的封裝制品(18)聚集成束，并放置高精度光纖傳感器的封裝制品(18)于中間；然后進(jìn)入樹(shù)脂加熱槽(24)充分浸膠，樹(shù)脂是通過(guò)擠壓器具(23)擠入樹(shù)脂加熱槽(24)的，浸透樹(shù)脂后的纖維(17)和高精度光纖傳感器的封裝制品(18)一起擠入中心管(25)，在管中擠壓初步成型，初步成型的自監(jiān)測(cè)FRP筋/索需要用纏絲機(jī)(26)進(jìn)一步刻螺紋并擠膠成型；最后進(jìn)入冷卻管(27)冷卻固化成型，成品筋/索(28)被夾具(29)和夾具(31)牽拉出生產(chǎn)線，然后擱置在支架(32)或直接將其盤(pán)成一定直徑的筋/索盤(pán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)模化生產(chǎn)工藝，其特征是所述的高精度光纖傳感器(16)是無(wú)滑移光纖或長(zhǎng)標(biāo)距光纖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝，其特征是所述的無(wú)滑移光纖的制備方法為在光纖傳光元件的纖芯(1)和包層(2)外圍直接涂敷一層剛度和厚度相對(duì)較大的樹(shù)脂涂層(5)，其中樹(shù)脂涂層(5)為普通商業(yè)單模通信光纖中的樹(shù)脂涂層(4)或纖維浸潤(rùn)劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝，其特征是所述的長(zhǎng)標(biāo)距光纖的制備方法為在無(wú)滑移光纖(9)表面隔段涂覆一層標(biāo)距長(zhǎng)度的隔膠層(11)，或先在其外圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞增強(qiáng)纖維(13)，再隔段涂覆標(biāo)距長(zhǎng)度的隔膠層(11)，其中標(biāo)距長(zhǎng)度不小于25cm，長(zhǎng)度沒(méi)有涂覆隔膠層(11)的錨固段長(zhǎng)度為2 3cm，隔膠層(11)為PVC涂層、高溫油膜或高溫油膏。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)?；a(chǎn)工藝，其特征是利用張力器(22)和高穩(wěn)定性的連續(xù)牽引系統(tǒng)控制光纖傳感器與纖維的復(fù)合狀態(tài)，保證光纖沿自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的通長(zhǎng)范圍內(nèi)準(zhǔn)確、均勻復(fù)合；通過(guò)中心管(25)的內(nèi)徑控制自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的直徑，而利用纏絲機(jī)(26)纏絲的力度和速度可以控制螺紋的螺深和螺距；生產(chǎn)使用的樹(shù)脂為熱塑性樹(shù)脂；引出光纖接口時(shí)，加熱段長(zhǎng)度至少為20cm，且保證引出的自由段光纖至少為20cm。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于光纖傳感的分布式高精度自監(jiān)測(cè)FRP筋/索的規(guī)模化生產(chǎn)工藝，該工藝主要包括兩道工序(1)高精度光纖傳感器的制備和封裝，即采用無(wú)滑移和長(zhǎng)標(biāo)距的處理技術(shù)來(lái)改善現(xiàn)有普通單模通信光纖的傳感精度，并在其外圍無(wú)粘結(jié)編織/纏繞纖維使其加固增強(qiáng)從而適應(yīng)FRP筋/索的機(jī)械化生產(chǎn)；(2)熱塑熱融法制造自監(jiān)測(cè)FRP筋/索，即將高精度光纖傳感器的封裝制品導(dǎo)入熱塑性FRP筋/索規(guī)?；a(chǎn)流程，主要包括光纖復(fù)合狀態(tài)、筋/索的外形等關(guān)鍵控制工藝。使用時(shí)，將光纖接口引出所需區(qū)段加熱直至樹(shù)脂軟化，然后剝離熱塑性FRP引出一段自由光纖即可。該方法生產(chǎn)的制品可以按要求任意截取，是一種通用型產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B29D99/00GK101597869SQ200910026538
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者剛 吳, 吳智深, 唐永圣, 楊才千 申請(qǐng)人:東南大學(xué);浙江石金玄武巖纖維有限公司;北京特希達(dá)技術(shù)研發(fā)有限公司