[发明专利]一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺

权利要求书

1.一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，光纤光栅前处理：按照拉挤成型复合材料板材的加工制造需要，在连续的光纤上预先刻制多个光栅栅区(17)，将刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)浸渍于表面改性剂中进行表面处理并加热烘干，待表面改性剂完全干燥之后，根据每段拉挤成型复合材料板材的规定长度，在刻制有多个光栅栅区(117)的连续光纤(11)的预定裁切位置均匀涂覆自润滑涂层；

步骤2，碳纤维板材拉挤成型：成卷的碳纤维材料(6)从纤维纱架(7)引出，按顺序依次经过纤维导向装置(8)、树脂浸渍装置(9)，浸渍树脂的碳纤维材料经过光纤输送装置(13)，穿过纤维集束板(10)；将刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)从光纤集线器(12)上引出，经过光纤传送器(13)，从纤维集束板(10)预定位置的导向孔中穿过，使刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)被浸渍树脂的碳纤维材料均匀包围；浸渍树脂的碳纤维材料与刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)经过纤维集束板(10)之后，一起进入加热成型模具(14)进行固化成型，并将成型后的复合材料板材连续输送到板材牵引装置(15)；

步骤3，成型复合材料板材的裁切：复合材料板材经板材牵引装置(15)输送达到光纤的预定裁切位置之后，对复合材料板材进行切割，采用两级裁切装置(16)进行复合材料板材的裁切：

首先进行横向裁切，控制刀具从复合材料板材边缘向内植光纤光栅的部位进行裁切，使复合材料板材中间部位内植有光纤的部分依然保持连续；复合材料板材横向裁切完成之后，继续利用纵向裁切刀具进行二次裁切；

步骤4，FBG传感器引线的后处理：对裁切完成后复合材料板材两端截面处的光纤引出线(20)进行后处理，将切割之后光纤周围碳纤维束(18)采用剥线器进行剥离，保留完整的裸光纤引出线，与FC/APC跳线(19)熔接之后，即完成FBG传感器在拉挤复合材料板材中的植入与连续制造。

2.根据权利要求1所述的一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，所述步骤1中光栅栅区的中心波长相差10～15nm。

3.根据权利要求1所述的一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，所述步骤1中的表面改性剂为偶联剂、硅溶胶或两者的共混复配溶液，所述表面改性剂在刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)浸渍之前采用有机溶剂溶解。

4.根据权利要求1所述的一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，所述步骤1中预定裁切位置为刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)长度达到复合材料板材预定长度的位置，对刻制有多个光栅栅区的连续光纤(11)上的预定裁切位置进行标记。

5.根据权利要求1所述的一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，所述步骤1中自润滑涂层为聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯，所述自润滑涂层的厚度为0.2～0.4mm，长度为1～1.5m。

6.根据权利要求1所述的一种内植FBG传感器的拉挤成型复合材料板材连续制造工艺，其特征在于，所述步骤2中纤维集束板预定位置根据复合材料板材中需要植入FBG传感器的数量进行确定，植入的光纤光栅沿纤维集束板的中心位置对称分布，相邻光纤光栅之间的距离不小于10mm。