[发明专利]基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺

权利要求书

1.一种基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺，其特征是：包括以下步骤：

第一步、在高精度光纤传感器(16)周围无粘结编织/缠绕增强纤维(13)形成高精度光纤传感器的封装制品(18)，也即光纤-纤维的干式复合增强光纤；

第二步、制备高精度自监测FRP筋/索：将纤维(17)和高精度光纤传感器的封装制品(18)分别通过纱轴(19)和光纤轴(20)进行放线，其中纤维(17)导入浸胶槽(21)充分浸渍树脂，而高精度光纤传感器封装制品(18)通过淋胶孔(22)在空中淋胶，然后直接经由集束架(23)的中心孔与浸透树脂且被集束架(23)集束定位后的纤维(17)一起挤入中心管(25)，在管中挤压初步成型，初步成型的自监测FRP筋/索用缠丝机(26)进一步刻螺纹并挤胶成型，之后进入预热管(27)对FRP筋/索预热，去除部分多余树脂；通过隔热层缠裹器(28)对要求树脂不固化的区段缠、裹或包隔热材料，而树脂固化的区段就令其直接进入固化管(29)固化成型；最后成品筋/索(30)被两个夹具(31、33)牵拉出生产线，在不固化段的中间位置用切割机(34)切割成单件产品。

2.根据权利要求1所述的基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺，其特征是：所述的高精度光纤传感器(16)是无滑移光纤或长标距光纤。

3.根据权利要求2所述的基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺，其特征是：所述的无滑移光纤的制备方法为：在光纤传光元件的包层(2)外围直接涂敷一层刚度和厚度相对较大的树脂涂层(5)，其中树脂涂层(5)为普通商业单模通信光纤中的树脂涂层(4)或纤维浸润剂。

4.根据权利要求2所述的基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺，其特征是：所述的长标距光纤的制备方法为：在无滑移光纤(9)表面隔段涂覆一层隔胶层(11)，或先在其外围无粘结编织/缠绕增强纤维(13)，再隔段涂覆隔胶层(11)，其中标距长度即隔胶层(11)的每段长度不小于25cm，锚固段长度即没有涂覆隔胶层(11)的每个区段长度为2～3cm，隔胶层(11)为PVC涂层、高温油膜或高温油膏。

5.根据权利要求1所述的基于光纤传感的分布式高精度自监测FRP筋/索的规模化生产工艺，其特征是：利用张力器(24)和高稳定性的连续牵引系统控制光纤传感器与纤维的复合状态，保证光纤沿自监测FRP筋/索的通长范围内准确、均匀复合；通过中心管(25)的内径控制自监测FRP筋/索的直径，而利用缠丝机(26)缠丝的力度和速度可以控制螺纹的螺深和螺距；在预热管(27)与固化管(29)之间，利用隔热层缠裹器(28)给FRP筋/索缠、裹或包隔热材料，使该区段的树脂不固化；通过电路开闭控制系统(37)将隔热层缠裹器(28)与牵引动力系统(32)串联在一起，以牵引行程来控制自监测FRP筋/索的固化段与不固化段的位置、长度；生产使用的树脂为改性的中、低温热固性树脂；建立温度与牵引速度对树脂固化的耦合模型，通过微机控制器(36)将实际的温度与牵引速度输入预设模式计算，判断筋/索中的树脂固化情况，并作出是否调整的指令。