[發明專利]基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝

有效

• 申請號: 200910026540.6
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN101598676A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 吳智深;楊才千;吳剛;唐永圣
• 申請（專利權）人: 東南大學;浙江石金玄武巖纖維有限公司;北京特希達技術研發有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G02B6/02;B29D31/00;B29C70/68
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 張惠忠

1.一種基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝，其特征是：包括以下步驟：

第一步、在高精度光纖傳感器(16)周圍無粘結編織/纏繞增強纖維(13)形成高精度光纖傳感器的封裝制品(18)，也即光纖-纖維的干式復合增強光纖；

第二步、制備高精度自監測FRP筋/索：將纖維(17)和高精度光纖傳感器的封裝制品(18)分別通過紗軸(19)和光纖軸(20)進行放線，其中纖維(17)導入浸膠槽(21)充分浸漬樹脂，而高精度光纖傳感器封裝制品(18)通過淋膠孔(22)在空中淋膠，然后直接經由集束架(23)的中心孔與浸透樹脂且被集束架(23)集束定位后的纖維(17)一起擠入中心管(25)，在管中擠壓初步成型，初步成型的自監測FRP筋/索用纏絲機(26)進一步刻螺紋并擠膠成型，之后進入預熱管(27)對FRP筋/索預熱，去除部分多余樹脂；通過隔熱層纏裹器(28)對要求樹脂不固化的區段纏、裹或包隔熱材料，而樹脂固化的區段就令其直接進入固化管(29)固化成型；最后成品筋/索(30)被兩個夾具(31、33)牽拉出生產線，在不固化段的中間位置用切割機(34)切割成單件產品。

2.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝，其特征是：所述的高精度光纖傳感器(16)是無滑移光纖或長標距光纖。

3.根據權利要求2所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝，其特征是：所述的無滑移光纖的制備方法為：在光纖傳光元件的包層(2)外圍直接涂敷一層剛度和厚度相對較大的樹脂涂層(5)，其中樹脂涂層(5)為普通商業單模通信光纖中的樹脂涂層(4)或纖維浸潤劑。

4.根據權利要求2所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝，其特征是：所述的長標距光纖的制備方法為：在無滑移光纖(9)表面隔段涂覆一層隔膠層(11)，或先在其外圍無粘結編織/纏繞增強纖維(13)，再隔段涂覆隔膠層(11)，其中標距長度即隔膠層(11)的每段長度不小于25cm，錨固段長度即沒有涂覆隔膠層(11)的每個區段長度為2～3cm，隔膠層(11)為PVC涂層、高溫油膜或高溫油膏。

5.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的分布式高精度自監測FRP筋/索的規模化生產工藝，其特征是：利用張力器(24)和高穩定性的連續牽引系統控制光纖傳感器與纖維的復合狀態，保證光纖沿自監測FRP筋/索的通長范圍內準確、均勻復合；通過中心管(25)的內徑控制自監測FRP筋/索的直徑，而利用纏絲機(26)纏絲的力度和速度可以控制螺紋的螺深和螺距；在預熱管(27)與固化管(29)之間，利用隔熱層纏裹器(28)給FRP筋/索纏、裹或包隔熱材料，使該區段的樹脂不固化；通過電路開閉控制系統(37)將隔熱層纏裹器(28)與牽引動力系統(32)串聯在一起，以牽引行程來控制自監測FRP筋/索的固化段與不固化段的位置、長度；生產使用的樹脂為改性的中、低溫熱固性樹脂；建立溫度與牽引速度對樹脂固化的耦合模型，通過微機控制器(36)將實際的溫度與牽引速度輸入預設模式計算，判斷筋/索中的樹脂固化情況，并作出是否調整的指令。