光纤光栅传感器监测环氧树脂固化过程研究

摘要

为了实时监测环氧树脂的固化过程,建立了基于光纤光栅(FBG)的固化监测系统。将一支裸FBG、一支石英毛细管封装的FBG和一支高精度热电阻紧密相邻码放到模具中,灌入环氧树脂及固化剂混合物,置入温控箱中一起经历固化过程。在升降温过程中用热电阻监测环氧树脂内部温度变化,用波长解调仪实时监测两支FBG波长变化。实验结果表明：石英毛细管封装FBG监测到的温度变化趋势与热电阻监测结果相同; 固化完成时应变约为-945με,降温结束时约为-2953με。以玻璃态转变温度为分界点,直接植入环氧树脂的FBG温度灵敏度为石英毛细管封装FBG的5.3倍和为2.2倍。本文应用光纤光栅嵌入式传感器实现了环氧树脂固化过程中的温度变化及收缩应变监测,在国内首次实现了基于光纤光栅传感技术的环氧树脂玻璃态转变温度测量,为聚合物材料固化监测及玻璃态转变温度测定提供了一种新方法。