專利名稱：復合材料光纖固化監測方法及專用光纖的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種監測方法，具體地說是一種采用光纖技術對復合材料固化過程進行監測的方法。本發明還涉及這種監測方法的專用光纖。
以纖維樹脂為原料制成的復合材料的應用領域越來越廣泛。為了提高復合材料的質量，要對復合材料的固化過程進行監測。傳統的固化監測方法有以下幾種。一種是通過使用微介電儀測定樹脂的固化狀態，具體是5MHZ到10MHZ的頻帶內使用電子頻介電儀測量與交聯度相關的介電特性；第二種是通過測量樹脂與包有金屬涂層的纖維發出的表面等離子體波的反應達到監測固化的目的。如果將單膜光纖的包層去除，使傳輸基膜發散，然后用金屬薄膜將剝去的表面包起來，有些傳輸基膜態會耦合到沿金屬薄膜和剝皮光纖方向激化的可傳導等離子體波中，這和耦合成立的條件取決于光波長和金屬薄膜外介質的折射率，所以這種方法就可以用來測量加在金屬薄膜外環氧樹脂的折射率；另外一種是通過測量樹脂折射率反映復合材料固化進程。它是基于固化中樹脂與已固化樹脂折射率的差別，首先使用準備監測其固化進程的樹脂做成一小段傳感光纖維，然后將傳感光纖維固化，完成后將其兩端分別熔接普通多膜光纖，再埋入被監測復合材料中。以上三種方法的介電方法成本很高，對材料的力學性能影響較大，只能抽幾個樣品進行試驗，按其規律指導其它樣品的固化控制，不能在線監測。第二種方法雖然看到了光纖傳感器的優點，并將其使用到固化監測中來，但沒有簡化工藝，將光纖外部包上金屬膜的過程十分復雜，只能停留在實驗階段。最后一種方法將通信光纖和傳感光纖的連接部分埋入被復合材料，連接部分的連接質量直接會影響固化數據的收集。
本發明的目的在于提供一種可以消除接頭的穩定性對固化數據的影響，監測準確、安全可靠的復合材料光纖固化監測方法及專用光纖。
本發明的目的是這樣實現的一種復合材料光纖固化監測方法，將帶包層的傳感光纖的中間一段及兩端進行腐蝕處理，脫去或部分脫去其包層，將傳感光纖預埋在復合材料之中，并使傳感光纖的兩端伸出復合材料，傳感光纖的兩端通過高溫光纖接頭與通信光纖連接，通信光纖連接到固化監測儀上。
上述方法中還可以包括所述的傳感光纖的腐蝕處理是在濃硫酸中進行的，中間段的腐蝕長度為0.8-1.2cm，兩端的腐蝕長度各為1.5-2cm。
本發明的復合材料光纖固化監測方法的專用光纖是由折射率為1.62的F2火石玻璃纖芯，外層包覆包層組成的。
本發明的復合材料光纖固化監測方法的專用光纖還可以包括1、所述的包層是硅橡膠包層。
2、所述的的包層是聚丙烯酸包層。
本發明在復合材料光纖固化監測系統中采用帶包層的傳感光纖，接頭部位設在復合材料以外，消除了接頭穩定性對固化數據的影響，光纖其它部分包層保留，中間腐蝕一段包層進行增敏，兩端腐蝕一段用于連接，從而保證傳感光纖固化過程中不易折斷，具有良好的傳感功能。本發明的工藝方法簡單，容易實現，成本低廉。不僅可以對整個固化過程進行跟蹤監測，而且還可以對成品復合材料進行監測。本發明的專用光纖其包層不僅與復合材料的基體有較好的相容性，而且易于用化學方法剝除。
下面舉例對本發明做更詳細的描述采用折射率為1.62的F2火石玻璃纖芯，外層包覆包層組成光纖。對未事先脫膠的預浸料，包層采用硅橡膠包層。對事先脫膠的預浸料采用聚丙烯酸包層。將帶包層的傳感光纖的中間一段及兩端進行腐蝕處理，脫去或部分脫去其包層，腐蝕處理是在濃硫酸中進行的，中間段的腐蝕長度為0.8-1.2cm，兩端的腐蝕長度各為1.5-2cm。將傳感光纖預埋在復合材料之中，并使傳感光纖的兩端伸出復合材料，傳感光纖的兩端通過高溫光纖接頭與通信光纖連接，通信光纖連接到固化監測儀上。
權利要求
1.一種復合材料光纖固化監測方法，其特征是將帶包層的傳感光纖的中間一段及兩端進行腐蝕處理，脫去或部分脫去其包層，將傳感光纖預埋在復合材料之中，并使傳感光纖的兩端伸出復合材料，傳感光纖的兩端通過高溫光纖接頭與通信光纖連接，通信光纖連接到固化監測儀上。
2.根據權利要求1所述的復合材料光纖固化監測方法，其特征是所述的傳感光纖的腐蝕處理是在濃硫酸中進行的，中間段的腐蝕長度為0.8-1.2cm，兩端的腐蝕長度各為1.5-2cm。
3.一種如權利要求1所述的復合材料光纖固化監測方法的專用光纖，其特征是它是由折射率為1.62的F2火石玻璃纖芯，外層包覆包層組成的。
4.根據權利要求3所述的復合材料光纖固化監測方法的專用光纖，其特征是所述的包層是硅橡膠包層。
5.根據權利要求3所述的復合材料光纖固化監測方法的專用光纖，其特征是所述的的包層是聚丙烯酸包層。
全文摘要
本發明提供的是一種復合材料光纖固化監測方法,將帶包層的傳感光纖的中間一段及兩端進行腐蝕處理,脫去或部分脫去其包層,將傳感光纖預埋在復合材料之中,并使傳感光纖的兩端伸出復合材料,傳感光纖的兩端通過高溫光纖接頭與通信光纖連接,通信光纖連接到固化監測儀上。本發明的工藝方法簡單,容易實現,成本低廉。
文檔編號G01N21/41GK1350174SQ00123120
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月21日 優先權日2000年10月21日
發明者張博明, 武湛君 申請人:哈爾濱工業大學復合材料研究所