一种多电极CFRP传感筋及其制备系统与制备方法

文档序号:31179208发布日期:2022-08-17 10:38阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,包括依次设置的上胶单元、辊挤单元和成型单元,所述上胶单元包括滚轴(31)、环氧胶池(14);所述环氧胶池(14)内装有环氧胶(13);所述滚轴(31)设置若干个,一部分滚轴(31)设置在环氧胶池(14)内,一部分设置在环氧胶池(14)外,环氧胶池(14)内、外的滚轴(31)交错设置,将cfrp原丝(11)浸没在环氧胶池(14)内;所述辊挤单元包括依次设置的cfrp纤维转向控制棒(32)、挤胶装置;cfrp纤维转向控制棒(32)可转动安装,用于调节从环氧胶池(14)内传输出的cfrp原丝(11)角度;所述挤胶装置包括副挤胶辊筒(33)、主挤胶辊筒(34),所述辊挤单元配有辊挤驱动单元;成型单元将经过上胶、辊挤处理后的cfrp原丝(11)加工制成cfrp筋传感元件(76)。2.根据权利要求1所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,所述cfrp纤维转向控制棒(32)安装在支架上,该支架与转向控制棒装置(43)连接,转向控制棒装置(43)包括转轴固定圈(51)、转轴(53)和支撑杆(55);转轴(53)和转轴固定圈(51)依次套装在第一支撑杆(55)外部,第一支撑杆(55)与转轴(53)之间固定连接,转轴(53)和转轴固定圈(51)之间可转动连接;支撑杆(55)与cfrp纤维转向控制棒(32)安的支架固定连接;转轴固定圈(51)通过多个均匀分布的固定螺丝(52)固定在工作台(42)上。3.根据权利要求1所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,主挤胶辊筒(34)设置1个,副挤胶辊筒(33)设置2个,副挤胶辊筒(33)分别位于主挤胶辊筒(34)的两侧,三者位于同一直线上。4.根据权利要求3所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,主挤胶辊筒(34)可转动安装在辊筒焊接装置(47)上,辊筒焊接装置(47)的底部焊接在工作台(42)上;副挤胶辊筒(33)可转动安装在第二支撑杆(65),在每个第二支撑杆(65)的底部设置副辊筒滑动控制装置(46),通过副辊筒滑动控制装置(46)可以调节2个副挤胶辊筒(33)与1个主挤胶辊筒(34)在工作台(42)上的相对距离。5.根据权利要求2或4所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,在工作台(42)上开设轨道(66),轨道(66)与辊筒两侧的滑轮(61)相对应。6.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,辊挤驱动单元包括电动机(44),电动机(44)的动力输出端与主挤胶辊筒(34)动力连接。7.根据权利要求6所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,在挤胶辊筒的上部设有矩形漏池(35),矩形漏池(35)装有环氧胶(13),矩形漏池(35)内的环氧胶(13)通过漏孔滴落在副挤胶辊筒(33)、主挤胶辊筒(34)上。8.根据权利要求6所述的一种多电极cfrp传感筋制备系统,其特征在于,在挤胶辊筒的下部设有矩形收集池(48),利用矩形收集池(48)对经副挤胶辊筒(33)、主挤胶辊筒(34)辊挤出的多余环氧胶(13)进行回收。9.一种基于如权利要求1所述的多电极cfrp传感筋制备系统的多电极cfrp传感筋制备工艺,包括如下步骤:步骤1,cfrp原丝(11)沿着滚轴(31)浸润在由环氧胶池(14)所盛环氧胶(13)中,静置至原丝之间无气泡冒出;
步骤2,cfrp原丝(11)经过牵引进入cfrp纤维转向棒(32),掠去cfrp原丝表面多余的环氧胶;再通过调节上胶单元内滚轴(31),控制cfrp原丝浸胶时间;以及调节副挤胶辊筒与主挤胶辊筒之间的距离,控制cfrp原丝的渗透率:其中,d
gt
为副、主挤胶辊筒之间的距离;t
gt
为副、主挤胶辊筒之间cfrp原丝的浸胶时间;k为渗透率;k为直线斜率,v
cfrp
为cfrp原丝的体积,δp为进入辊筒的压力差;为cfrp原丝11的孔隙率,μ为环氧胶粘度;s为主副挤胶辊筒折算的平面面积,c为cfrp原丝经过副、主挤胶辊筒的位移;步骤3,将浸润过环氧胶并经过辊挤后的cfrp原丝(11)置入模具(15)中成型,制备cfrp筋(111);步骤4,将制备好的cfrp筋(111)两端断面切割整齐,并打磨平整后清除断面残屑;步骤5,制备电极;步骤6,在电极处均匀涂抹环氧胶(13),待固化完成后形成电极保护(75)。10.一种多电极cfrp传感筋,采用如权利要求1所述多电极cfrp传感筋制备系统制备而成。

技术总结
本发明公开了一种多电极CFRP传感筋及其制备系统与制备方法,该系统包括上胶单元、辊挤单元和成型单元,上胶单元用于对CFRP原丝涂覆环氧胶并且能够调节浸胶时间,辊挤单元用于对上胶后的CFRP原丝进行辊挤,进而控制CFRP原丝的渗透率;最后通过成型单元制备处CFRP传感筋。基于上述系统,本申请还提出了CFRP传感筋的制备方法;本发明通过对CFRP原丝的渗透率进行有效控制,进而有效提高CFRP智能传感筋在纤维体积分数、电阻率、电阻变化率-应变、灵敏度、制备效率等方面性能。制备效率等方面性能。制备效率等方面性能。


技术研发人员:经正男 刘荣桂 刘聃 李十泉 刘煜 经守友
受保护的技术使用者:南通理工学院
技术研发日:2022.05.16
技术公布日:2022/8/16
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