[发明专利]基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料

摘要

本发明涉及一种基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料。材料固化前，在其关键部位埋入布喇格光纤光栅作为敏感元件，宽带光源的输出光经长周期光纤光栅(3)调制后，经1×n的分束器后被均分进入光纤布喇格光栅(5-13)，光纤布喇格光栅的透射光进入光电转换模块(14)中相应的光电转换二极管中，然后均进入数据采集卡(15)和计算机(16)，最后进行数据的处理和显示。本发明具有较高的智能性、安全性及可靠性，对于航空航天、建筑、军工、国防等领域具有重要意义。

主权项

1. 一种基于光纤多参量传感自监测和微胶囊自修复的复合材料，包括聚合物材料基体(1)，宽带光源(2)，长周期光纤光栅(3)，分束器(4)，布喇格光纤光栅，包含所有光电二极管的光电转换模块(14)，数据采集卡(15)，计算机(16)，储有修复剂(20)的微胶囊(19)，分散于材料基体中的固化剂(17)，其特征在于：所述宽带光源(2)的输出光进入长周期光纤光栅(3)，长周期光纤光栅(3)的透射光经分束器(4)进入第5至第13布喇格光纤光栅，各个布喇格光纤光栅的透射光进入相应的光电转换二极管，包含所有光电二极管的光电转换模块(14)输出的模拟电信号被数据采集卡(15)采集转换为数字电信号后被计算机(16)处理并显示；储有修复剂(20)的微胶囊(19)按占材料总质量的1.5％的质量百分比被分散掺入聚合物材料基体(1)中，当材料在使用过程中出现微裂纹(18)时，利用材料内胶囊的自感知及裂纹尖端的应力集中作激励，微胶囊(19)自动破裂并释放修复剂(20)，在基体中的固化剂(17)的作用下发生聚合反应，粘接裂纹表面，对微裂纹(18)进行修复。