[发明专利]一种复合材料容器内置光纤传感器的标定方法与装置

权利要求书

1.一种复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备用于内置光纤传感器标定的缠绕芯模标定样，且在所述缠绕芯模标定样上设置用于定位光纤传感器的标记；

(2)在步骤(1)中得到的所述缠绕芯模标定样的标记处布置所述光纤传感器，并进行纤维缠绕、纤维固化，得到以所述缠绕芯模标定样为内衬的复合材料容器标定样；

(3)在步骤(2)中得到的所述复合材料容器标定样的内衬内壁上布置应变片，并将所述光纤传感器与所述应变片分别连接数据采集仪，记录所述复合材料容器标定样在应力下的状态；

(4)对步骤(3)中所述的数据采集仪采集的数据进行计算，对所述光纤传感器进行标定；

步骤(1)中，制备的所述缠绕芯模标定样的内径不小于150mm；所述缠绕芯模标定样的宽度不小于100mm；且所述缠绕芯模标定样的壁厚，按照如下公式计算：

其中，t^o_m为目标复合材料容器的金属内衬的壁厚；t^s_m为缠绕芯模标定样的壁厚；t^o_c为目标复合材料容器的复合材料层的壁厚；t^s_c为复合材料容器标定样的复合材料层的壁厚；

在所述缠绕芯模标定样的两端设置芯模，所述芯模呈圆环状，所述芯模的内环的内径小于或等于所述缠绕芯模标定样的内径；所述芯模的外环外径大于所述缠绕芯模标定样的外径；

所述芯模的外环上设有两个缺口，两个所述缺口之间的连线经过所述芯模的内环圆心，且所述缺口的深度大于或者等于所述t^s_m与所述t^s_c之和。

2.根据权利要求1所述的复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，步骤(1)中，用于定位光纤传感器的标记为两个或两个以上，分别设置于所述缠绕芯模标定样的两端；所述缠绕芯模标定样两端的标记之间的连线为标记线，所述标记线平行于所述缠绕芯模标定样的中心轴线。

3.根据权利要求2所述的复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，步骤(2)中，在步骤(1)中得到的所述缠绕芯模标定样的标记处布置所述光纤传感器具体为：在所述标记线上固定所述光纤传感器，使所述光纤传感器的测试点位于所述标记线上，并记录所述光纤传感器与所述标记线所呈的角度。

4.根据权利要求3所述的复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，步骤(2)还包括如下步骤：将所述光纤传感器的尾纤通过所述缺口，并固定于所述缠绕芯模标定样上；

步骤(2)中，纤维缠绕的缠绕厚度等于所述t^s_c；缠绕方式为环缠。

5.根据权利要求4所述的复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，步骤(3)中，在所述光纤传感器的位置处的所述复合材料容器标定样的内衬内壁上周向布置所述应变片。

6.根据权利要求5所述的复合材料容器内置光纤传感器的标定方法，其特征在于，步骤(3)中，将所述光纤传感器与所述应变片分别连接数据采集仪，记录所述复合材料容器标定样在应力下的状态，具体如下：

将所述复合材料容器标定样固定于万能试验机的加载工装上；其中，所述加载工装的加载端为两个，呈半圆柱状，两个半圆柱状的所述加载端适于拼合形成圆柱，所述圆柱的外径等于所述芯模的内环的内径；

然后，启动所述万能试验机进行预加载，按照0.1-5mm/min的加载速率对所述复合材料容器标定样进行加载，且加载的最大位移小于或者等于2mm，加载完成后卸载，重复加载与卸载的过程3次以上；

最后，将所述光纤传感器与所述应变片分别连接数据采集仪，对所述复合材料容器标定样进行加载，采集加载过程中的数据，至所述复合材料容器标定样发出断裂声音，停止加载与数据采集；其中，加载过程中采集的数据包括所述万能试验机采集的载荷数据、位移数据、时间数据，通过所述应变片采集的应变数据、时间数据，通过所述光纤传感器采集的光纤波长数据、时间数据。