[发明专利]基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料

权利要求书

1.一种基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料，包括聚合物材料基体(1)，宽带光源(2)，长周期光纤光栅(3)，分束器(4)，布喇格光纤光栅，包含所有光电二极管的光电转换模块(14)，数据采集卡(15)，计算机(16)，储有修复剂(20)的微胶囊(19)，分散于材料基体中的固化剂(17)，其特征在于：所述宽带光源(2)的输出光进入长周期光纤光栅(3)，长周期光纤光栅(3)的透射光经分束器(4)进入第5至第13布喇格光纤光栅，各个布喇格光纤光栅的透射光进入相应的光电转换二极管，包含所有光电二极管的光电转换模块(14)输出的模拟电信号被数据采集卡(15)采集转换为数字电信号后被计算机(16)处理并显示；储有修复剂(20)的微胶囊(19)按占材料总质量的1.5％的质量百分比被分散掺入聚合物材料基体(1)中，当材料在使用过程中出现微裂纹(18)时，利用材料内胶囊的自感知及裂纹尖端的应力集中作激励，微胶囊(19)自动破裂并释放修复剂(20)，在基体中的固化剂(17)的作用下发生聚合反应，粘接裂纹表面，对微裂纹(18)进行修复。

2.根据权利要求1所述的基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料，其特征在于：所述的长周期光纤光栅(3)经过温度补偿封装，被用作传感光栅的信号解调元件，第6至第13光纤布喇格光栅作为传感元件；所述的长周期光纤光栅(3)是借助高频CO₂激光器制作成的，所述的第6至第13光纤布喇格光栅为普通的光纤布喇格光栅并被埋入聚合物材料中，而其中的第5光纤布喇格光栅(5)为信号参考用，其输出信号用来消除由于光源功率波动而引起的测量误差。

3.根据权利要求1所述的基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料，其特征在于：所述的第5至第13布喇格光栅的布喇格中心波长与长周期光纤光栅的主损耗峰值波长匹配。