[發明專利]一種基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰系統

有效

• 申請號: 201711079620.9
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107894402B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 鮑躍全;郭奕兵;李惠;張照輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 侯靜

1.一種基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：該系統由測冰融冰復合膜、光纖光柵傳感解調儀(6)、復合膜輸入電源(7)和計算機(8)構成；

所述測冰融冰復合膜由數條光纖布拉格光柵傳感帶(1)、石墨烯薄膜(2)、上層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(3)、下層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(4)和數條塑料套管(5)構成；

所述上層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(3)設置于石墨烯薄膜(2)上表面，下層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(4)設置于石墨烯薄膜(2)下表面，石墨烯薄膜(2)通過上層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(3)和下層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(4)熱封；數條塑料套管(5)并列設置在上層聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(3)上表面并通過環氧樹脂粘接；光纖布拉格光柵傳感帶(1)穿設在塑料套管(5)內部；

所述光纖布拉格光柵傳感帶(1)由數個光纖布拉格光柵傳感器串接構成，相鄰的光纖布拉格光柵傳感器的接線端通過熔接機熔接并用熱塑管封裝熔接接頭，光纖布拉格光柵傳感器中光柵部分呈裸露狀態；

所述石墨烯薄膜(2)的其中一個表面上設置有兩條平行設置的電極(21)；所述電極(21)為銅片電極，電極(21)與石墨烯薄膜(2)表面通過導電膠粘接；

所述光纖布拉格光柵傳感帶(1)的光信號的輸出端與光纖光柵傳感解調儀(6)的光信號輸入端通過光學跳線連接，光纖光柵傳感解調儀(6)的數據輸出端與計算機(8)的數據輸入端通過網線連接；石墨烯薄膜(2)的兩條平行設置的電極(21)分別與復合膜輸入電源(7)的正極和負極連接。

2.根據權利要求1所述的基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：所述測冰融冰復合膜中每平方米內設置有3～7條光纖布拉格光柵傳感帶(1)。

3.根據權利要求1所述的基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：所述光纖布拉格光柵傳感帶(1)由6～40個光纖布拉格光柵傳感器串接構成。

4.根據權利要求1所述的基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：所述塑料套管(5)的內徑2～5mm，壁厚為0.5～1mm。

5.根據權利要求1所述的基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：所述塑料套管(5)材質為聚乙烯。

6.根據權利要求1所述的基于光纖光柵和石墨烯薄膜的結冰監測與融冰一體化系統，其特征在于：所述石墨烯薄膜(2)的導電率為0.003Ω·cm，厚度為5μm。