[發(fā)明專利]一種多芯光纖智能復合筋、制備方法以及安全監(jiān)測方法

在審

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• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109901272A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 馮謙;梁亞斌;白石;席曉卿;歐進萍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢地震工程研究院有限公司;智性纖維復合加固南通有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01K11/32;G01B11/16;G01L1/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發(fā)明公開了一種多芯光纖智能復合筋、制備方法以及安全監(jiān)測方法，包括多根纖維增強塑料筋以及包覆在多根纖維增強塑料筋之外的鎧裝線，多根纖維增強塑料筋中至少一根替換為光纖纖維復合拉拔筋，光纖纖維復合拉拔筋包括多芯光纖和包裹在多芯光纖四周的增強纖維通過熱固性樹脂熔融相連制成，光纖纖維復合拉拔筋和纖維增強塑料筋浸泡環(huán)氧樹脂后一起送入成型設備，進行拉拔成型多芯光纖智能復合筋，首先利用多芯光纖測出溫度分布，然后利用溫度分布補償測出應變和振動信息，綜合判斷安全狀態(tài)。本發(fā)明兼具多芯光纖與纖維增強塑料的優(yōu)點，輕質(zhì)高強、抗疲勞、耐腐蝕以及傳感精度高。能較準確測出本身安全狀態(tài)，大大提高了多芯光纖的耐久性。

技術領域

本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術領域，涉及一種結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測傳感元件，具體涉及一種具有土木工程結(jié)構(gòu)受力與監(jiān)測雙重功能的多芯光纖智能復合筋。

背景技術

纖維增強塑料是以連續(xù)纖維組成的復合材料，這種連續(xù)纖維首先浸漬在用于粘合纖維的聚合物中，然后加工成所需要的形狀。根據(jù)纖維種類的不同，纖維增強塑料可分為碳纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料和芳綸纖維增強塑料及混雜增強塑料等。纖維增強塑料具有抗拉強度高、重量輕、耐腐蝕、無磁性、耐疲勞、易加工等優(yōu)良特性。其中，纖維增強塑料棒材可做成普通鋼筋的形狀，被認為是鋼筋的一種可能的替代材料。碳纖維原絲纖維方向的抗拉強度可以達鋼材的2～3倍，并具有較高的防磁和防輻射性能，曾在軍工生產(chǎn)中用于隱形飛機、防磁和防輻射工程。纖維增強塑料作為一種新型的有發(fā)展?jié)摿Φ慕ㄖ牧吓c技術在一些服役環(huán)境、耐久性、抗疲勞等方面要求高的重要工程結(jié)中被廣泛應用。

專利(纖維增強塑料-光纖光柵復合傳感筋)(CN 1208653C)將光纖光柵與纖維增強塑料相復合，制成纖維增強塑料-光纖光柵傳感筋，克服了纖維增強塑料的自感知非線性問題，而纖維增強塑料是光纖光柵的一種優(yōu)良封裝保護，克服了裸光纖光柵難以適應鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)粗放式施工的要求，大大提高了光纖光柵的耐久性。然而，一根單芯光纖光柵只能進行應變的測量，監(jiān)測位置其他參量的測量則需要分別布設不同類型的其他傳感器(例如溫度計、加速度傳感器等)，增大了多參量監(jiān)測系統(tǒng)的復雜程度和監(jiān)測成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，既可以替代或部分替代鋼筋作為受力構(gòu)件，也具備多參量智能傳感特性的纖維增強塑料-多芯光纖復合傳感筋。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種多芯光纖智能復合筋，包括多根纖維增強塑料筋以及包覆在多根纖維增強塑料筋之外的鎧裝線，其特征在于：所述多根纖維增強塑料筋中至少一根替換為包含多芯光纖的光纖纖維復合拉拔筋，所述光纖纖維復合拉拔筋包括多芯光纖和包裹在多芯光纖四周的增強纖維，所述多芯光纖和其四周的增強纖維之間通過熱固性樹脂固定相連。

作為改進，所述多根纖維增強塑料筋之間以及纖維增強塑料筋與光纖纖維復合拉拔筋之間也通過熱固性樹脂填充。

作為改進，所述多芯光纖為纖芯有3-9根。

作為改進，所述多芯光纖為七芯光纖，其包括一對分布式應變傳感光纖、一對點式應變傳感光纖、一根分布式振動傳感光纖、一根分布式溫度傳感光纖和一根高靈敏度振動傳感光纖，其中分布式溫度傳感光纖位于七芯光纖中心位置。

作為改進，所述鎧裝線外包裹有增強層。

作為改進，所述多芯光纖智能復合筋的多芯光纖兩端焊接光纖跳線，多芯光纖通過光纖跳線連接多芯光纖耦合器，所述多芯光纖通過多芯光纖耦合器連接相應功能的光纖解調(diào)儀。

作為改進，所述增強層為纖維增強層或金屬增強層。

作為改進，在增強層外進行噴砂處理形成麻面，或者是在增強層外纏繞樹脂。

作為改進，所述增強纖維為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維中的一種或者任意幾種組合。