碳纤维复合材料封装光纤bragg光栅

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1、ByTIANGao-jie：FiberBragggratingpackagedbycarbonfber—rejnforcedplastic碳纤维复合材料封装光纤Bragg光栅田高洁，李川，由静，张晨。(1．昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650051；2．中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)摘要：利用碳纤维复合材料(CFRP)对光纤Bragg光栅进行封装保护。在外加应力的作用下，碳纤维复合材料发生形变，从而带动粘贴于碳纤维复合材料上的光纤Bragg光栅产生与应变相关的Bragg波长移位，与信号处理装

2、置连接显示光纤Bragg光栅波长值。本设计将碳纤维复合材料所受应变转换为对光纤Bragg光栅峰值波长的调制。在用CFRP对结构体加固的同时，还能通过预先埋人CFRP的光纤Bragg光栅对其进行长期监测，构成了一种集加固与监测于一体的智能结构，能对结构体进行长期的实时健康监测。关键词：碳纤维复合材料；光纤布拉格光栅；应变；Bragg波长Title：FiberBragggratingpackagedbycarbonfiber—reinforcedplastic／／byTIANGao-fie，LIChuan，YOUringandeta1

3、．／／KunmingUniversityofScienceandTechnologyAbstract：CarbonfibercompositematerialsareusedinthepackageofthefiberBragggratingintheaimofprotection．Undertheinfluenceofappliedstress，deformationofcarbonfibercompositematerialsoccurs，therebythestrainoffiberBragggratingwhichpast

4、eonthecarbonfibercompositematerialsassociatedwiththeBraggwavelengthshift．Connectedtoopticalsignalprocessingdevices，thewavelengthcanbeeasilyread，ThedesignconvertsthestrainofcarbonfibercompositematerialintothefiberBragggratingpeakwavelength．WhilethereinforcementofCFRPto

5、structure，monitoringbythepre-embeddedCFRPfiberBragggrat—ingcanbecarriedout．Theintelligentitemwhichisofthefunctionofreinforcementandmonitoringisformedwhichcanbelong-termusedforreal-timehealthmonitoring．Keywords：carbonfiber—reinforcedplastic；fiberBragggrating；strain；Bra

6、ggwavelength中图分类号：TP212．14文献标识码：A文章编号：1671—1092(2010)01～0028—030引言器的研究。分布式光纤传感器是指用一根光纤敷设于待测场，待测量f如温度、压力等)会对光纤中传输的光进行调制，将有关信息调制在光纤中传输，通过碳纤维复合材料具有比强度高、比模量高、耐疲劳性能和尺寸稳定性好等一系列优点，近几年已解调即可获知光纤周围任一点的待测量的情况。但广泛应用于土木工程结构中，起加固的作用。待测物有时热胀冷缩较大，有时变形较大，使光纤承光纤传感器有许多突出的优点：灵敏度高、动受较大作用，

7、所以将碳纤维复合材料与光纤结合，既态范围大、抗电磁干扰、电绝缘性好、无火花、耐高能起到增强结构的作用，又能随时监测被测物体。温、抗腐蚀‘、化学性能稳定、测量范围广等等。另外，光纤本身纤柔轻细，光纤传感器体积小、重量碳纤维复合材料的力学特性轻、几何形状可塑，不仅便于布设安装，而且对埋设部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现碳纤维复合材料是通过氧化有机聚合物(通常无损埋设，与待测材料有着良好的相容性，并且可是聚丙烯硝胺纤维或乳化沥青)，只留下碳素材料，以以网络铺设实现全方位监测，极大提高安全监测其碳原子沿原有纤维长度排列整齐而形成碳

8、素纤的有效性。维。每根碳纤维丝由3000～12000个碳原子丝以绞结合碳纤维增强复合材料和光纤传感技术的线或麻绳的方式排列而成，其粗细仅相当于人的1优点，可以制成先进的光纤智能结构／智能蒙皮。在根头发丝。以往的智能结构中采用点式传感器，收集和处理这