[实用新型]复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统

说明书

本实用新型提供一种复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统，包括温度传感器、光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、压力传感器以及数据记录仪；温度传感器的测量端、光纤光栅传感器的栅区和压力传感器的测量端均埋入放置在热压罐内待监测复合材料的被测点；温度传感器和压力传感器的信号传输端与数据记录仪相连，用于传输采集获取的温度数据和压力数据；光纤光栅传感器的信号传输端与光纤光栅解调仪相连，用于传输采集获取的波长数据。本实用新型提供的监测系统能够实现多参数实时协同在线监测，且准确度高、灵敏性好、可连续、真实反映整个固化过程复合材料各项参数的实际情况。

技术领域

本实用新型涉及工程与材料科学领域，具体涉及一种复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统。

背景技术

先进复合材料具有密度小、比强度高、比模量高、耐高温、抗疲劳等显著优点，已经广泛应用于航空航天等高科技领域。在复合材料制件的热压固化成型过程中，温度、压力、应变和应力四个参数最为重要，制件的成型质量与温度和压力密切相关，残余应力的存在对制件的力学性能的影响也极大，同时，热压固化过程中复合材料内部往往会出现复杂的应变而产生缺陷并导致固化变形，严重影响复合材料制件的物理性能。因此有必要对复合材料制件的整个固化过程实现多参数的实时协同在线监测，扩充现有监测范围，以探究各物理参量对复合材料制件成型质量的影响。

目前对复合材料热压固化过程实施监测，一方面缺乏温度、压力、应变和应力等多参数协同在线监测的系统，现有监测往往都是针对有限的某一、二种参数，另一方面在参数的监测上也存在着一些不足。如对于应力监测，目前采用的方法有应变片包埋法、曲率法、光纤布拉格光纤法等，其中曲率法可直接计算出应力，但却不能实现在线监测，应变片包埋法可实时监测，但是只适用于对称铺层，且不能直接监测出应力；对于应变监测，原有使用较为成熟的在线监测技术，多是采用光纤传感器的无损检测系统，这些监测方法所用的传感器成本较高，操作难度系数大，且存在应变-温度交叉敏感问题；对于压力监测，原有的监测有使用微型压力传感器，但是为了测试树脂压力，传感器必须埋入复合材料制件中，而相对于纤维尺寸，这类压力传感器太大以至于影响了树脂的流动和纤维的正常排序，无法真实反应树脂压力的实际变化情况。

因此，需要一种能够实现多参数实时协同在线监测，且监测准确度高、灵敏性好、可连续、真实反映整个固化过程复合材料各项参数的实际情况的复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能够实现多参数实时协同在线监测，且监测准确度高、灵敏性好、可连续、真实反映整个固化过程复合材料各项参数的实际情况的复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统，具体技术方案如下：

一种复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统，包括温度传感器、光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、压力传感器以及数据记录仪；所述温度传感器的测量端、光纤光栅传感器的栅区和压力传感器的测量端均埋入放置在热压罐内待监测复合材料的被测点；所述温度传感器的信号传输端与数据记录仪相连，用于传输采集获取的温度数据；所述光纤光栅传感器的信号传输端与光纤光栅解调仪相连，用于传输采集获取的波长数据；所述压力传感器的信号传输端与所述数据记录仪相连，用于传输采集获取的压力数据。

以上技术方案优选的，所述数据记录仪通过数据线与上位机连接，所述光纤光栅解调仪通过数据线与上位机连接。

以上技术方案优选的，待监测复合材料中设置多个被测点；所述数据记录仪为多通道无纸记录仪。

以上技术方案优选的，所述温度传感器的测量端、光纤光栅传感器的栅区和压力传感器的测量端均穿过所述热压罐上设置的预留孔进入热压罐内并埋入待监测复合材料的被测点，所述预留孔处设有耐高温密封胶。