[发明专利]一种光纤感知网络赋形植入弹体结构的方法

说明书

一种光纤感知网络赋形植入弹体结构的方法，包括步骤如下：在导弹金属壳体(1)外表面先铺设软木层(2)，然后通过切割形成足可容纳光纤敷设的凹槽(3)，将传感光纤(4)逐一敷设到光纤凹槽(3)中，形成间隔相等、横纵交错的光纤感知网络(5)，用低弹性模量胶(6)填充光纤(4)与光纤凹槽(3)的间隙并使之固定。然后在已有的软木层(2)上再铺设一层软木对传感光纤(4)加以保护，以防止金属壳体在套装防热保护层时损伤光纤(4)。本发明的方法具有布设灵活、工艺简单、安全性好等优点，不会损伤结构体的原有结构，可应用于多种结构体，能大大提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种光纤感知网络赋形植入弹体结构的方法。

背景技术

智能结构是一种仿生结构体系，它集主结构、传感器、控制器、及驱动器于一体，不仅具有承载功能，还能感知和处理内外部环境信息，并通过改变结构的物理性质使结构改变，对环境做出响应，实现结构健康自诊断、自监控、自适应、自修复的生命特征及智能功能。目前，可以用于智能结构的传感器的选择很多，常用的有压电陶瓷、电阻应变丝、超磁致伸缩薄膜及光纤等，其中光纤传感器由于其具有体积小、质量轻、强度高、弯曲性好、柔韧性好、不受电磁波干扰、不需外加电源、耐腐蚀、成本低等优点，且可方便的布设在壳体表面上构成监控网格，受到很多智能结构研究人员的青睐，逐步形成一个新的领域—光纤智能结构。1979年，美国国家宇航局NASA创始了一项光纤机敏结构与蒙皮计划，在飞行器的结构部件外壳(蒙皮)内植入各种纤维光学传感器和信号处理器与计算机相连，赋予飞行器结构件和整个飞行器的自检测、自诊断、自监控、自校正、自适应以及记忆、思维、判断和采取对抗措施的功能。其中智能结构的设想是：第一步将光纤传感器、处理器、信号和功率分配网络以及相关控制功能的电子系统埋置在飞行器的蒙皮内，对飞行器结构件进行动态监测，同时具有通信等功能；第二步将各种无线电频率、红外和光学传感器布设在飞行器的大部分表面上，完成对飞行器物理参数监测和宽频带的传感和通信，并通过光纤链路与计算机连接提供适当的对抗措施。

实现光纤智能结构健康监测，需要在结构体上大面积布设光纤传感器，随着光纤智能结构的工程化应用越来越多，光纤传感器与结构的结合方法显得尤为重要。大量国外科研人员也利用光纤传感网格覆盖或植入飞行器舱体的方法实现对结构状态的监测均描述了光纤智能结构监测方法，但对于传感器与结构体的结合方法未做更为详细的表述。授权号为ZL201410048814.2的专利《一种飞行器舱体预埋光纤传感器的方法》中，采用在飞行器舱体金属表面直接刻槽的方法，虽实现了光纤传感器在结构体表面的赋形植入，但是金属开槽工艺复杂，施工周期长，并且对结构体的表面有一定的损伤，应用范围有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提出一种光纤感知网络赋形植入弹体结构的方法，在导弹弹体结构表面形成大面积的连续的光纤传感网络包络，具有实时检测功能，实现对导弹弹体结构状态的全面监测，如力学性能、温度特性及损伤情况等。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种光纤感知网络赋形植入弹体结构的方法，包括步骤如下：

步骤一：将软木板粘贴在导弹的金属壳体表面，通过剪裁拼接，使软木完全覆盖金属壳体表面形成软木层，按照设定的路径切除软木层形成光纤凹槽；

步骤二：将传感光纤逐一敷设到光纤凹槽中，形成间隔相等、横纵交错的光纤网络；

步骤三：使用低弹性模量胶填充传感光纤与光纤凹槽之间的间隙，使得低弹性模量胶超出软木层外表面，静置使低弹性模量胶充分渗入光纤凹槽与传感光纤的间隙；

步骤四：用刮板刮除超出软木层外表面的低弹性模量胶，静置使低弹性模量胶外表面固化；

步骤五：在已有的软木层上再铺设一层软木形成用于传感光纤保护的软木层。

所述软木板由栓木碎屑溶胶后压制而成，在粘贴过程中，每块软木板弯曲角度不超过45°。