專(zhuān)利名稱(chēng)：碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，作為一種具有較強(qiáng)耐久性、較高可靠性的高性能結(jié)構(gòu)，碳纖維結(jié)構(gòu)解決了以往單一性能材料無(wú)法跨越的技術(shù)難關(guān)，成為了航空、航天等高科技領(lǐng)域不斷發(fā)展的主流趨勢(shì)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的垂直安定面、機(jī)身、機(jī)翼等結(jié)構(gòu)。然而，該類(lèi)材料在制造和長(zhǎng)期的服役過(guò)程中，可能產(chǎn)生內(nèi)部斷點(diǎn)、裂紋、脫層等形式的結(jié)構(gòu)損傷，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取相應(yīng)維護(hù)措施，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的迅速破壞，造成重大事故隱患。斷裂損傷是結(jié)構(gòu)主要損傷形式之一，對(duì)斷裂損傷的監(jiān)測(cè)研究具有積極意義。目前無(wú)損探測(cè)碳纖維結(jié)構(gòu)斷裂狀態(tài)的方法包括射線(xiàn)探測(cè)法、超聲波探測(cè)法、聲發(fā)射探測(cè)法等。射線(xiàn)探測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是圖像比較直觀、對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)的判斷比較容易，但其對(duì)微小裂紋的探測(cè)靈敏度低，探測(cè)費(fèi)用較高。超聲波探測(cè)法具有可探測(cè)厚度大、檢測(cè)靈敏度高、成本低等特點(diǎn)，但其探測(cè)時(shí)有一定的近場(chǎng)盲區(qū)，且探測(cè)試件易被污染。與上述探測(cè)方法相比，聲發(fā)射探測(cè)具有靈敏度高，檢查覆蓋面積大，漏檢率低及可在被測(cè)試件運(yùn)行中進(jìn)行探測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，因此，該方法被廣泛應(yīng)用于碳纖維結(jié)構(gòu)的斷裂損傷監(jiān)測(cè)，是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域現(xiàn)階段乃至將來(lái)一段時(shí)期內(nèi)的主流技術(shù)。由于光纖傳感系統(tǒng)具有質(zhì)量輕、體積小、耐腐蝕、易于遠(yuǎn)程遙測(cè)和實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，使得基于光纖傳感的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外航空領(lǐng)域研究者們重點(diǎn)關(guān)注的新熱點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，美國(guó)弗吉尼亞理工學(xué)院州立大學(xué)的Claus等首次把光纖埋入了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)碳纖維，使得材料具有傳感和探測(cè)斷裂損傷的功能。隨后，格魯門(mén)公司采用光纖光柵傳感器監(jiān)控F-18機(jī)翼的損傷和應(yīng)變，馬丁公司把光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在X-33航天飛機(jī)的應(yīng)力及溫度監(jiān)控上，DALTA II火箭的結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)箱上應(yīng)用了基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。但上述應(yīng)用均未實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維結(jié)構(gòu)斷裂的全過(guò)程監(jiān)測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的:為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。技術(shù)方案:一種碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、光纖光柵分析儀、Y型光纖耦合器、FBG應(yīng)變傳感探頭、FBG應(yīng)變波傳感探頭、第一耦合器接頭、第一傳感光纖、第二耦合器接頭和第二傳感光纖；計(jì)算機(jī)和光纖光柵分析儀相連，Y型光纖耦合器包括一個(gè)Y型光纖稱(chēng)合器輸入端和兩個(gè)Y型光纖稱(chēng)合器輸出端，Y型光纖稱(chēng)合器輸入端與光纖光柵分析儀相連；兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端，其中一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第一耦合器接頭、第一傳感光纖、FBG應(yīng)變傳感探頭相連，另一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第二耦合器接頭、第二傳感光纖、FBG應(yīng)變波傳感探頭相連。為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，所述FBG應(yīng)變傳感探頭包括第一傳感光纖、設(shè)在第一傳感光纖纖芯內(nèi)部的FBG應(yīng)變傳感柵區(qū)以及設(shè)在FBG應(yīng)變傳感探頭表層的全膠黏膠層，使用時(shí)，膠黏膠層與被測(cè)試件全膠接耦合。為了避免監(jiān)測(cè)過(guò)程中FBG應(yīng)變波傳感探頭量程的限制，所述FBG應(yīng)變波傳感探頭包括第二傳感光纖、設(shè)在第二傳感光纖纖芯內(nèi)部的FBG應(yīng)變波傳感柵區(qū)、用來(lái)固定FBG應(yīng)變波傳感探頭的柵區(qū)固定架以及設(shè)在FBG應(yīng)變波傳感探頭表層的局部黏膠點(diǎn)，使用時(shí)，局部黏膠點(diǎn)與被測(cè)試件局部膠接耦合。為了進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，所述FBG應(yīng)變傳感探頭和FBG應(yīng)變波傳感探頭均為兩個(gè)以上，且為分布式網(wǎng)絡(luò)排布。上述傳感系統(tǒng)，包括應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感裝置、應(yīng)力松弛過(guò)程中的FBG應(yīng)變波傳感裝置，上述裝置內(nèi)部均有配套的傳感方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件拉伸斷裂過(guò)程的全程監(jiān)測(cè)；應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感裝置中CFRP拉伸件和FBG傳感探頭之間采用全膠接耦合，以提高應(yīng)變靈敏性；應(yīng)力松弛過(guò)程中的FBG應(yīng)變波傳感裝置采用脫膠式局部耦合，避免由于應(yīng)變量程過(guò)大而導(dǎo)致傳感裝置提前失效；在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，F(xiàn)BG傳感探頭始終為分布式網(wǎng)絡(luò)排布，有效控制傳感器網(wǎng)絡(luò)冗余問(wèn)題。分布式FBG碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成是:在同一根光纖上可以制備多個(gè)在線(xiàn)FBG應(yīng)變傳感探頭和FBG應(yīng)變波傳感探頭，且不同根光纖可并聯(lián)，有效控制傳感器網(wǎng)絡(luò)冗余問(wèn)題。上述的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的方法，包括如下步驟:A、第一階段監(jiān)測(cè):當(dāng)碳纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部斷裂不斷進(jìn)行時(shí)，通過(guò)FBG應(yīng)變傳感探頭應(yīng)變變化而引起的FBG峰值改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件宏觀彈性模量變化情況的監(jiān)測(cè)，當(dāng)FBG中心波長(zhǎng)的拉伸變化速率趨于穩(wěn)定，碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件宏觀彈性模量趨于恒定時(shí)，試件逐漸達(dá)到損傷臨界狀態(tài)，隨著拉伸的不斷進(jìn)行，應(yīng)力松弛現(xiàn)象逐漸發(fā)生，F(xiàn)BG應(yīng)變波傳感器的峰值出現(xiàn)跳變，進(jìn)入下一階段測(cè)量；B、第二階段監(jiān)測(cè):此階段，由于拉伸的不斷進(jìn)行，碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸試件內(nèi)部的應(yīng)力松弛現(xiàn)象不斷發(fā)生，通過(guò)監(jiān)測(cè)待測(cè)試件在拉伸斷裂過(guò)程中由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致不同位置的應(yīng)變波響應(yīng)情況，進(jìn)而獲得所測(cè)碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸試件內(nèi)部斷裂分布情況，即斷裂狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷裂位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上述FBG應(yīng)變傳感探頭應(yīng)變變化實(shí)際上為FBG應(yīng)變傳感柵區(qū)表面的應(yīng)變變化。上述檢測(cè)方法利用FBG反射光譜法進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在待監(jiān)測(cè)的CFRP (碳纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)拉伸件和FBG (光纖布拉格光柵的縮寫(xiě))傳感探頭之間采用全膠接耦合和脫膠式局部耦合；在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，F(xiàn)BG傳感探頭始終為分布式網(wǎng)絡(luò)排布。上述步驟A中，利用FBG傳感柵區(qū)對(duì)CFRP拉伸件表面應(yīng)變變化的敏感性質(zhì)，通過(guò)測(cè)量拉伸過(guò)程中由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部斷裂、分層引起FBG中心波長(zhǎng)變化速率減小程度，檢測(cè)超出彈性段的CFRP試件宏觀彈性模量變化情況及其內(nèi)部斷裂狀態(tài)。上述監(jiān)測(cè)方法，第一階段的監(jiān)測(cè)參量為表征結(jié)構(gòu)拉伸件剛度的特征參數(shù)，即:試件的宏觀彈性模量。利用彈性模量作為表征參數(shù)，將FBG光譜特性與應(yīng)力松弛前的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件剛度變化狀態(tài)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)斷裂飽和狀態(tài)之前的損傷情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。上述監(jiān)測(cè)方法，第二階段的監(jiān)測(cè)參量為應(yīng)力松弛過(guò)程中拉伸件表面應(yīng)變波狀態(tài)，進(jìn)入臨界狀態(tài)后，利用拉伸件表面應(yīng)變波狀態(tài)作為表征參數(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)待測(cè)試件在拉伸斷裂過(guò)程中由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致不同位置的應(yīng)變波響應(yīng)情況，進(jìn)而獲得所測(cè)CFRP拉伸試件內(nèi)部斷裂分布情況，即斷裂狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷裂位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上述方法，為了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性及方便性，以損傷臨界狀態(tài)作為階段分化點(diǎn)，對(duì)損傷臨界狀態(tài)前CFRP試件宏觀彈性模量變化情況和損傷臨界狀態(tài)后由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致應(yīng)變波響應(yīng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。損傷臨界狀態(tài)前CFRP試件宏觀彈性模量隨內(nèi)部損傷的增加而減小，且在靠近損傷臨界狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)CFRP拉伸試件宏觀彈性模量趨于恒定狀態(tài)。上述方法，為了提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，應(yīng)力松弛前用FBG應(yīng)變傳感探頭和應(yīng)力松弛過(guò)程中用FBG應(yīng)變波傳感探頭，其中應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感探頭與待測(cè)的碳纖維結(jié)構(gòu)之間采用全膠接耦合，應(yīng)力松弛過(guò)程中的FBG應(yīng)變波傳感探頭與待測(cè)的碳纖維結(jié)構(gòu)之間采用局部膠接耦合。上述的應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)分析中，通過(guò)對(duì)FBG傳感曲線(xiàn)進(jìn)行局部數(shù)據(jù)段的斜率變化分析，進(jìn)而可得到碳纖維結(jié)構(gòu)的宏觀彈性模量的變化情況。本實(shí)用新型所述碳纖維結(jié)構(gòu)是指碳纖維復(fù)合材料。本實(shí)用新型未特別限定的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。有益效果:將碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件斷裂過(guò)程監(jiān)測(cè)分為兩個(gè)階段，即:以損傷臨界狀態(tài)作為階段分化點(diǎn)，對(duì)損傷臨界狀態(tài)前CFRP試件宏觀彈性模量變化情況和損傷臨界狀態(tài)后由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致應(yīng)變波響應(yīng)情況的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，延長(zhǎng)了碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件斷裂狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效工作時(shí)間；利用FBG對(duì)表面應(yīng)變變化分辨率高、響應(yīng)快、高通量、敏感、特異、簡(jiǎn)便、對(duì)樣品本身無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碳纖維結(jié)構(gòu)件拉伸斷裂過(guò)程的監(jiān)測(cè)，確定結(jié)構(gòu)拉伸件的內(nèi)部斷裂狀態(tài)和斷裂位置，可應(yīng)用于航空、艦船等領(lǐng)域的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀況監(jiān)測(cè)；同時(shí)由于采用了光纖作為傳感基體，又具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、耐高壓、耐腐蝕、可實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量以及遠(yuǎn)程遙測(cè)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)簡(jiǎn)化傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)且采用光譜檢測(cè)技術(shù)，可提高測(cè)量精度，克服光強(qiáng)測(cè)量易受光源不穩(wěn)定影響的缺點(diǎn)；通過(guò)采用相應(yīng)的封裝及保護(hù)方式，可避免由于溫度、濕度等外界因素對(duì)FBG傳感系統(tǒng)所帶來(lái)的影響，保證斷裂狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠性和耐久性。

圖1是碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖；圖2是Y型光纖耦合器示意圖；圖3是應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感探頭示意圖；圖4是應(yīng)力松弛過(guò)程中的FBG應(yīng)變波傳感探頭示意圖；圖5是分布式碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖；圖中，I為光纖光柵分析儀，2為Y型光纖I禹合器,31為第一f禹合器接頭,32為第二耦合器接頭，41為第一傳感光纖，42為第二傳感光纖，5為FBG應(yīng)變傳感探頭，6為FBG應(yīng)變波傳感探頭，7為計(jì)算機(jī)，8為Y型光纖稱(chēng)合器輸入端，9為Y型光纖稱(chēng)合器輸出端，10為第一傳感柵區(qū)，16為第二傳感柵區(qū)，11為全膠黏膠層，12為第一纖芯，15為第二纖芯，13為柵區(qū)固定架，14為局部黏膠點(diǎn)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-5所示，碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)7、光纖光柵分析儀1、Y型光纖耦合器2、第一耦合器接頭31、第二耦合器接頭32、第一傳感光纖41、第二傳感光纖42、FBG應(yīng)變傳感探頭5和FBG應(yīng)變波傳感探頭6 ;計(jì)算機(jī)7和光纖光柵分析儀I相連，Y型光纖耦合器2包括一個(gè)Y型光纖耦合器輸入端8和兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端9, Y型光纖I禹合器輸入端8與光纖光柵分析儀I相連；兩個(gè)Y型光纖I禹合器輸出端9,其中一個(gè)Y型光纖I禹合器輸出端9依次與第一I禹合器接頭31、第一傳感光纖41、FBG應(yīng)變傳感探頭5相連，另一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端9依次與第二耦合器接頭32、第二傳感光纖42、FBG應(yīng)變波傳感探頭6相連。光纖光柵分析儀I (可米用si425型光纖光柵分析儀)中內(nèi)置光源,進(jìn)入Y型光纖耦合器輸入端8(如圖2所示)，傳播到Y(jié)型光纖耦合器輸出端9，再通過(guò)第一耦合器接頭31，經(jīng)過(guò)第一傳感光纖41傳播到FBG應(yīng)變傳感探頭5或通過(guò)第二耦合器接頭32，經(jīng)過(guò)第二傳感光纖42傳播到FBG應(yīng)變波傳感探頭6，與待測(cè)試件的表面應(yīng)變相互作用產(chǎn)生耦合效應(yīng)，在經(jīng)過(guò)FBG應(yīng)變傳感探頭5或FBG應(yīng)變波傳感探頭6中，柵區(qū)的反射作用后形成反射光線(xiàn)通過(guò)Y型光纖耦合器2的反射端進(jìn)入光纖光柵解調(diào)儀1，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)7處理輸出反射光波長(zhǎng)與變化參量之間的關(guān)系曲線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)量光路部分的全光纖化。根據(jù)FBG光譜輸出特性，通過(guò)不同中心波長(zhǎng)的FBG可對(duì)碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸試件實(shí)現(xiàn)多位點(diǎn)探測(cè)的分布式碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)FBG應(yīng)變傳感探頭5或FBG應(yīng)變波傳感探頭6處于不同測(cè)試位置時(shí)，不同的待測(cè)位置的應(yīng)變分布情況與傳感器相互作用，從而引起各個(gè)FBG傳感器中心波長(zhǎng)的變化。通過(guò)對(duì)傳感器輸出FBG光譜的不同中心波長(zhǎng)的檢測(cè)，可得到分布式檢測(cè)的信號(hào)。圖3是應(yīng)力松弛前的FBG應(yīng)變傳感探頭5示意圖，所述FBG應(yīng)變傳感探頭5包括設(shè)在第一傳感光纖41內(nèi)部的纖芯、設(shè)在第一傳感光纖41纖芯內(nèi)部的第一傳感柵區(qū)10以及設(shè)在FBG應(yīng)變傳感探頭5表層的全膠黏膠層11，利用FBG敏感柵區(qū)對(duì)光的反射作用，將傳輸過(guò)來(lái)的特定波長(zhǎng)光反射回去，通過(guò)全膠黏膠層11使其與被測(cè)試件全膠接耦合。研究碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸件的斷裂飽和程度與試件宏觀彈性模量的影響，利用FBG傳感柵區(qū)對(duì)CFRP拉伸件表面應(yīng)變變化的敏感性質(zhì)，通過(guò)測(cè)量拉伸過(guò)程中由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部斷裂、分層引起FBG中心波長(zhǎng)的變化速率，檢測(cè)超出彈性段的CFRP試件宏觀彈性模量變化情況及其內(nèi)部斷裂狀態(tài)，即:當(dāng)CFRP內(nèi)部斷裂不斷進(jìn)行時(shí)，通過(guò)檢測(cè)柵區(qū)表面應(yīng)變變化而引起FBG峰值的變化速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)CFRP拉伸件宏觀彈性模量變化情況的監(jiān)測(cè)，所說(shuō)的測(cè)量FBG傳感柵區(qū)對(duì)拉伸試件表面應(yīng)變變化速率也就是測(cè)量CFRP拉伸件宏觀彈性模量的變化。圖4是應(yīng)力松弛過(guò)程中的FBG應(yīng)變波傳感探頭6示意圖。所述FBG應(yīng)變波傳感探頭6包括設(shè)在第二傳感光纖42內(nèi)部的纖芯、設(shè)在第二傳感光纖42纖芯內(nèi)部的第二傳感柵區(qū)16、用來(lái)固定FBG應(yīng)變波傳感探頭6的柵區(qū)固定架13以及設(shè)在FBG應(yīng)變波傳感探頭表層的局部黏膠點(diǎn)14，利用FBG敏感柵區(qū)對(duì)光的反射作用，將傳輸過(guò)來(lái)的特定波長(zhǎng)光反射回去，通過(guò)局部黏膠點(diǎn)14使其與被測(cè)試件局部膠接耦合，避免監(jiān)測(cè)過(guò)程中FBG應(yīng)變波傳感探頭6量程的限制。[0039]研究應(yīng)力松弛過(guò)程中應(yīng)力松弛現(xiàn)象與試件拉伸斷裂狀態(tài)的影響，通過(guò)監(jiān)測(cè)待測(cè)試件在拉伸斷裂過(guò)程中由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致不同位置的應(yīng)變波響應(yīng)情況，進(jìn)而獲得所測(cè)CFRP拉伸試件內(nèi)部斷裂分布情況，即斷裂狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷裂位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖5是分布式碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸試件斷裂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。它的具體組成是在同一根光纖纖芯的不同位置刻入不同中心波長(zhǎng)的FBG傳感柵區(qū)。因此可在同一根光纖上可以同時(shí)設(shè)置多個(gè)FBG應(yīng)變傳感探頭5和FBG應(yīng)變波傳感探頭6，且多根光纖可并聯(lián)。
權(quán)利要求1.一種碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括計(jì)算機(jī)、光纖光柵分析儀、Y型光纖耦合器、FBG應(yīng)變傳感探頭、FBG應(yīng)變波傳感探頭、第一耦合器接頭、第一傳感光纖、第二耦合器接頭和第二傳感光纖；計(jì)算機(jī)和光纖光柵分析儀相連，Y型光纖耦合器包括一個(gè)Y型光纖耦合器輸入端和兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端，Y型光纖耦合器輸入端與光纖光柵分析儀相連；兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端，其中一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第一耦合器接頭、第一傳感光纖、FBG應(yīng)變傳感探頭相連，另一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第二耦合器接頭、第二傳感光纖、FBG應(yīng)變波傳感探頭相連。
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述FBG應(yīng)變傳感探頭包括第一傳感光纖、設(shè)在第一傳感光纖纖芯內(nèi)部的FBG應(yīng)變傳感柵區(qū)以及設(shè)在FBG應(yīng)變傳感探頭表層的全膠黏膠層，使用時(shí)，膠黏膠層與被測(cè)試件全膠接耦合。
3.如權(quán)利要求1所述的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述FBG應(yīng)變波傳感探頭包括第二傳感光纖、設(shè)在第二傳感光纖纖芯內(nèi)部的FBG應(yīng)變波傳感柵區(qū)、用來(lái)固定FBG應(yīng)變波傳感探頭的柵區(qū)固定架以及設(shè)在FBG應(yīng)變波傳感探頭表層的局部黏膠點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述FBG應(yīng)變傳 感探頭和FBG應(yīng)變波傳感探頭均為兩個(gè)以上，且為分布式網(wǎng)絡(luò)排布。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種碳纖維結(jié)構(gòu)拉伸斷裂狀態(tài)的分階段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括計(jì)算機(jī)、光纖光柵分析儀、Y型光纖耦合器、FBG應(yīng)變傳感探頭、FBG應(yīng)變波傳感探頭、第一耦合器接頭、第一傳感光纖、第二耦合器接頭和第二傳感光纖；計(jì)算機(jī)和光纖光柵分析儀相連，Y型光纖耦合器包括一個(gè)Y型光纖耦合器輸入端和兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端，Y型光纖耦合器輸入端與光纖光柵分析儀相連；兩個(gè)Y型光纖耦合器輸出端，其中一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第一耦合器接頭、第一傳感光纖、FBG應(yīng)變傳感探頭相連，另一個(gè)Y型光纖耦合器輸出端依次與第二耦合器接頭、第二傳感光纖、FBG應(yīng)變波傳感探頭相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳纖維結(jié)構(gòu)斷裂的全過(guò)程監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N3/06GK203083877SQ20132006272
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者劉宏月, 芮琴, 韓曉林, 吳邵慶 申請(qǐng)人:東南大學(xué)