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一种用于复合材料固化监测的传感器的研究

【电力 论文下载】[摘 要] 光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点,它不仅具有理论上的研究价值,而且在工程中的应用前景也十分广阔。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法,可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。本文研究了利用光纤表面等离子体波传感器对不同折射率的溶液进行测试的方法。设计了一种用于折射率测试的光纤传感探头,它性能可靠,使用方便。研制了溶液折射率的测试系统,用该系统对已知的不同折射率的溶液进行了折射率测量实验。测试结果表明,该系统工作稳定、可靠,测试参数符合实际情况。
[关键词] 表面等离子体波;光纤传感器;折射率 1 引 言
   
复合材料以其比强度和比模量高、成型方便等优越性而在现代工程中占居重要地位。先进复合材料的性能在很大程度上依赖于基体树脂在成型过程中的化学瓜和流变行为。但对于形状复杂的构件,由于复合材料构件不同部位的固化反应速度和流变行为的不一致,造成了在生产中温度、压力及出罐时间等工艺参数不易稳定控制的困难,以及在目前的树脂基复合材料的生产中存在着产品质量不稳定的问题。因此,对复合材料成型过程进行实时监测将对获取高质量的复合材料制品具有重要意义[1]。
用光纤测量树脂基复合材料在成型过程中折射率的变化是当前正在研究的一种固化监测新手段,主要有以下三种方法:1)用待测树脂制成树脂纤维,将此树脂纤维胶接在两根之间构成自参考型的光纤折射率传感器用于固化监测[2]。2)将低折射率光纤的一段包层去除,在暴露的光纤芯上涂一层树脂构成折射率传感器[3]。3)通过光纤端面与树脂相接触,用OTDR测量端面的菲涅耳反射来测量树脂的折射率变化[4]。但是,实际生产中复合材料内部存在树脂分布不均匀,以及孔隙、杂质等缺陷,并且光纤端面只有几十μm,这种端面传感型结构极易受这些因素的影响而使测量不可靠。当复合材料固化完成以后,这些传感器将滞留在复合材料内部而形成杂质。因此,开发一种使用方便、
 
 
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