[发明专利]一种编织玻璃纤维封装的传感器制作方法

说明书

本发明公开了一种编织玻璃纤维封装的传感器制作方法，该制作通过编织玻璃纤维预浸料封装的包裹层对传感器进行封装，能够同时具有应变和温度的监测功能，既可以将温度测量单元独立使用，也可以将温度‑应变测量单元放置在恒温环境使用，实现对应变的测量，同时通过该方法以及配套模具生产制作的传感器存活率高，一次可生产制作大批量的传感器，适合工业的批量生产，效率高。此发明用于传感器技术领域。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种编织玻璃纤维封装的传感器制作方法。

背景技术

桥梁、铁轨等大型结构件，在使用过程中长期受交变载荷作用，腐蚀以及恶劣环境的影响，不可避免地会产生损伤，当损伤积累到一定程度时，便会引发结构件的疲劳损坏、断裂，从而引起严重的事故，造成无法挽回的损失。在构件的使用过程中，对其进行实时在线检测，将事故防患与未然显得十分重要。尤其是飞机机翼和风电叶片还有避免遭受雷击的特殊需求，研制非导电型的结构健康监测传感器更是非常必要。

光纤作为一种新型的光无源器件，凭借其灵敏度高、测量精度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等的特点，已逐渐在工程结构监测领域中发展起来。然而，光纤本身作为编织玻璃纤维，其自身抗剪切能力差，在使用过程中容易发生脆断。因此，裸光纤难以直接用于工作环境恶劣的工程领域，必须对其进行封装保护处理，才能够在实际应用领域中进行推广。

目前，光纤传感器多使用金属材料封装，其部分金属可能腐蚀，从而降低了光纤传感器的使用寿命。并且，由于金属封装的光纤传感器含有金属材料，难以满足风电叶片的实时监测避免叶片遭受雷击的要求。此外，金属材料与复合材料的兼容性较差，在植入被测量构件的过程中容易引起缺陷。因此，研制一种本质上抗电磁干扰、具有一定柔韧性且耐腐蚀，与新型复合材料相容性好的轻薄光纤传感器，对风电产业具有极大的经济效益，同时对推动光纤传感技术的工程化也具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大批量、高效的编织玻璃纤维封装的传感器制作方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种编织玻璃纤维封装的传感器制作方法，其包括以下步骤：

S1：取设定面积的矩形编织玻璃纤维预浸料作为包裹层，并将其裁剪成两片等面积大小，作为传感器的上包裹层和下包裹层；

S2：取第一光纤，将所述第一光纤沿下包裹层长边平行放置，再在所述第一光纤两端分别套上耐高温非金属毛细套管，两端的所述耐高温非金属毛细套管一端位于编织玻璃纤维预浸料内，另一端分别向两侧延伸出编织玻璃纤维预浸料外，完成温度-应变测量单元组装；

S3：取第二光纤，套上一段耐高温非金属毛细套管，将所述第二光纤沿下包裹层长边平行放置，在所述第二光纤两端套上一段耐高温非金属毛细套管，覆盖上包裹层，完成单一温度测量单元组装；

S4：重复步骤S1-S3，制作多根传感器毛坯，并制作模具；

S5：将所述模具固定放置，所述传感器毛坯在模具内无法自由移动，然后将模具加热并施加压力，调整温度、压力和时间参数，对传感器毛坯高温固化成型；

S6：待模具冷却后，取出传感器，在所述应变测量单元的第一光纤两端熔接光纤连接器。

进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，所述模具包括上模板和下模板，所述上模板和下模板两对角对应位置设置有定位销和定位孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述下模板中间设置有矩形凹槽，所述矩形凹槽的一对侧边上设置有第一细槽，所述上模板设置有与矩形凹槽配合的矩形凸起，所述矩形凸起一对侧边上设置有与第一细槽相通的第二细槽。