本發(fā)明屬于智能結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置。

背景技術(shù)：

1、光纖傳感器與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(frp)一同拉擠制光纖自監(jiān)測(cè)frp桿，可以有效保護(hù)脆弱的frp內(nèi)部的光纖傳感器，大大提高光纖傳感器耐久性。同時(shí)形成的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿可直接作為高強(qiáng)傳感器使用，在作為結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境和frp層自身?yè)p傷的監(jiān)測(cè)，可用于橋梁拉索、混凝土結(jié)構(gòu)、地錨結(jié)構(gòu)、海洋工程等土木工程應(yīng)用中。現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種光纖自監(jiān)測(cè)frp桿(中國(guó)公開(kāi)號(hào)：cn116295547a)，包括裸光纖、熱塑性緊套層和frp層，裸光纖外層包覆熱塑性緊套層，熱塑性緊套層外層包覆frp層，通過(guò)擠塑工藝在光纖傳感器外表面緊包熱塑性層后制備成光纖自監(jiān)測(cè)frp桿。當(dāng)光纖自監(jiān)測(cè)frp桿在監(jiān)測(cè)使用過(guò)程中，需要將光纖從frp桿中剝離出來(lái)用于連接光纖解調(diào)設(shè)備。首先需要將外層frp層環(huán)切折斷，并加熱剝離段使得內(nèi)部熱塑性緊套層軟化，最終實(shí)現(xiàn)光纖剝離。但是，目前針對(duì)這一種光纖自監(jiān)測(cè)frp桿，缺乏一種對(duì)其剝離段能夠有效進(jìn)行迅速環(huán)切、彎折、剝離的裝置，尤其適用于狹窄、高空等復(fù)雜環(huán)境工況下的作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，以解決現(xiàn)有的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿，難以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜工程工況下的快速光纖剝離問(wèn)題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，包括：加熱模塊、環(huán)切彎折模塊和溫控電源模塊，所述的加熱模塊內(nèi)安裝有高溫?zé)犭娕?，所述的溫控電源模塊與加熱模塊電信號(hào)連接用于供電加熱，所述的高溫?zé)犭娕寂c溫控電源模塊電信號(hào)連接對(duì)加熱溫度進(jìn)行反饋，溫控電源模塊同時(shí)控制加熱模塊的內(nèi)部溫度；所述的加熱模塊的前端與環(huán)切彎折模塊連接，使用時(shí)，光纖自監(jiān)測(cè)frp桿從加熱模塊的尾端插入其內(nèi)部，并穿過(guò)環(huán)切彎折模塊，所述的加熱模塊對(duì)光纖自監(jiān)測(cè)frp桿進(jìn)行加熱，然后環(huán)切彎折模塊對(duì)frp層環(huán)切并折斷需要?jiǎng)冸x的frp層，加熱模塊使熱塑性緊套層達(dá)到熔融溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖從熱塑性緊套層中抽出剝離。

3、進(jìn)一步的，如上所述的剝纖裝置，其所述的加熱模塊包括多根加熱棒、均熱筒、高溫?zé)犭娕?、保溫護(hù)套和多組固定旋鈕，所述的均熱筒的中心開(kāi)有用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿插入的通孔，沿所述的均熱筒的尾部環(huán)向端面均勻開(kāi)有多個(gè)軸向加熱孔，所述的加熱棒均勻插入到所述的軸向加熱孔內(nèi)，所述的保溫護(hù)套包裹在均熱筒的外壁；高溫?zé)犭娕家来未┻^(guò)保溫護(hù)套、均熱筒，用于監(jiān)測(cè)均熱筒內(nèi)部溫度，并反饋給溫控電源模塊；多組固定旋鈕依次穿過(guò)保溫護(hù)套、均熱筒并與均熱筒側(cè)壁螺紋連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)均熱筒內(nèi)部光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的固定。

4、進(jìn)一步的，如上所述的剝纖裝置，其還包括隔熱提手，所述的隔熱提手穿過(guò)保溫護(hù)套固定在均熱筒上，提手外層包裹隔熱材料。

5、進(jìn)一步的，如上所述的剝纖裝置，其所述的加熱棒的長(zhǎng)度與均熱筒的長(zhǎng)度相同。

6、進(jìn)一步的，進(jìn)一步的，如上所述的剝纖裝置，其所述的環(huán)切彎折模塊包括環(huán)切刀片、刀片護(hù)套、護(hù)套軌道、軸桿旋鈕、刀片砧圈、環(huán)切軸承和frp層折斷錐筒，所述的環(huán)切刀片通過(guò)中心軸固定在刀片護(hù)套上，刀片護(hù)套的一端外壁為豎直凸起的多楞滑軌與所述的護(hù)套軌道內(nèi)的凹槽相配合滑動(dòng)連接，在所述的刀片護(hù)套的一端的上平面開(kāi)有豎直的螺紋通孔，所述的軌道軸桿穿過(guò)所述的螺紋通孔與刀片護(hù)套螺紋連接，軌道軸桿的上端與軸桿旋鈕固定連接，所述的刀片砧圈外壁面與護(hù)套軌道的側(cè)壁下段固定連接，刀片砧圈中段上部壁面開(kāi)有徑向豁口用于環(huán)切刀片伸入切割frp層，所述的刀片砧圈環(huán)形平面的一側(cè)與frp層折斷錐筒固定連接，其另外一側(cè)通過(guò)環(huán)切軸承與均熱筒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，刀片砧圈的內(nèi)孔直徑應(yīng)大于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的直徑，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸桿旋鈕實(shí)現(xiàn)環(huán)切刀片沿護(hù)套軌道上做豎直方向的向上或向下的定量移動(dòng)，從而使得環(huán)切刀片對(duì)frp層進(jìn)行環(huán)切，所述的frp層折斷錐筒的中心開(kāi)有小于45°的錐度通孔，用于環(huán)切后的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿在垂直于桿軸線(xiàn)的前后左右四個(gè)方向的小角度反復(fù)彎折，并防止光纖因過(guò)度彎折而折斷。

7、進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的光纖快速剝離方法，采用如上所述的剝纖裝置，方法包括以下步驟：

8、s1、裝置預(yù)熱：將溫控電源模塊設(shè)定到熱塑性緊套層材料的熔點(diǎn)溫度，等待高溫?zé)犭娕急O(jiān)測(cè)得到均熱筒內(nèi)部溫度穩(wěn)定在該溫度；

9、s2、桿體固定：將所需剝離長(zhǎng)度的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿插入均熱筒的通孔內(nèi)進(jìn)行加熱，并用旋緊固定旋鈕使得光纖自監(jiān)測(cè)frp桿被夾持固定；

10、s3、桿體環(huán)切：在加熱的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸桿旋鈕使得環(huán)切刀片接觸光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的表面；隨后交替轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿旋鈕和環(huán)向軸承實(shí)現(xiàn)刀片對(duì)光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的表面施壓和frp層環(huán)切；

11、s4、桿體彎折：在加熱的同時(shí)，將環(huán)切后的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿沿frp層折斷錐筒的錐度并垂直于桿軸線(xiàn)的前后左右四個(gè)方向進(jìn)行反復(fù)彎折，直至frp層被充分折斷，而內(nèi)層的光纖保持連接；

12、s5、光纖剝離：待加熱時(shí)間達(dá)到熱塑性緊套層充分熔融后，將光纖從熱塑性緊套層的剝離段內(nèi)拔出，實(shí)現(xiàn)光纖的熱剝離。

13、與現(xiàn)有的熱塑性緊套層光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的操作方法相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、加熱溫度穩(wěn)定且可控：通過(guò)加熱棒、高溫?zé)犭娕己蜏乜仉娫吹目煽販囟燃訜嵋约熬鶡嵬驳臒崃烤鶆騻鬟f，在均熱筒內(nèi)制造了一個(gè)可控恒溫的高溫環(huán)境，可根據(jù)光纖熱塑性緊套層的材料熔點(diǎn)調(diào)整加熱溫度，防止緊套層因溫度過(guò)高而分解或溫度過(guò)低未熔融的情況。

15、2、環(huán)切深度可控：通過(guò)環(huán)切裝置中的環(huán)切刀片、刀片砧圈、護(hù)套軌道等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了刀片對(duì)frp層的預(yù)壓力施加與切割深度控制；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)切軸承實(shí)現(xiàn)了對(duì)frp層的環(huán)向可控切割；以上可防止frp層因?yàn)榍懈罘绞讲划?dāng)而難以折斷或光纖被直接切斷折斷的情況。

16、3、彎折角度小，通過(guò)折斷錐筒控制了環(huán)切后桿的彎折角度，防止因彎折角度而導(dǎo)致桿內(nèi)部光纖折斷。

17、4、裝置保溫且隔熱，通過(guò)保溫護(hù)套與隔熱提手阻礙了操作人員的皮膚與均熱筒直接接觸，防止?fàn)C傷事故產(chǎn)生；通過(guò)均熱和保溫護(hù)套實(shí)現(xiàn)了均熱加熱同時(shí)阻礙了熱量消耗，節(jié)約能耗。

18、5、裝置操作快捷、簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)了frp桿在加熱的同時(shí)完成環(huán)切、彎折與光纖抽出剝離工作，縮短了操作時(shí)間；裝置可適用于狹窄、高空等需要?jiǎng)兝w裝置整體移動(dòng)的復(fù)雜工況環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，包括：加熱模塊(1)、環(huán)切彎折模塊(2)和溫控電源模塊(3)，其特征在于，所述的加熱模塊(1)內(nèi)安裝有高溫?zé)犭娕?103)，所述的溫控電源模塊(3)與加熱模塊(1)電信號(hào)連接用于供電加熱，所述的高溫?zé)犭娕?103)與溫控電源模塊(3)電信號(hào)連接對(duì)加熱溫度進(jìn)行反饋，溫控電源模塊(3)同時(shí)控制加熱模塊(1)的內(nèi)部溫度；所述的加熱模塊(1)的前端與環(huán)切彎折模塊(2)連接，使用時(shí)，光纖自監(jiān)測(cè)frp桿從加熱模塊(1)的尾端插入其內(nèi)部，并穿過(guò)環(huán)切彎折模塊(2)，所述的加熱模塊(1)對(duì)光纖自監(jiān)測(cè)frp桿進(jìn)行加熱，然后環(huán)切彎折模塊(2)對(duì)frp層環(huán)切并折斷需要?jiǎng)冸x的frp層，加熱模塊(1)使熱塑性緊套層達(dá)到熔融溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖從熱塑性緊套層中抽出剝離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，其特征在于：所述的加熱模塊(1)包括多根加熱棒(101)、均熱筒(102)、高溫?zé)犭娕?103)、保溫護(hù)套(104)和多組固定旋鈕(105)，所述的均熱筒(102)的中心開(kāi)有用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿插入的通孔，沿所述的均熱筒(102)的尾部環(huán)向端面均勻開(kāi)有多個(gè)軸向加熱孔，所述的加熱棒(101)均勻插入到所述的軸向加熱孔內(nèi)，所述的保溫護(hù)套(104)包裹在均熱筒(102)的外壁；高溫?zé)犭娕?103)依次穿過(guò)保溫護(hù)套(104)、均熱筒(102)，用于監(jiān)測(cè)均熱筒(102)內(nèi)部溫度，并反饋給溫控電源模塊(3)；多組固定旋鈕(105)依次穿過(guò)保溫護(hù)套(104)、均熱筒(102)并與均熱筒(102)側(cè)壁螺紋連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)均熱筒(102)內(nèi)部光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，其特征在于：還包括隔熱提手(106)，所述的隔熱提手(106)穿過(guò)保溫護(hù)套(104)固定在均熱筒(102)上，提手外層包裹隔熱材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，其特征在于：所述的加熱棒(101)的長(zhǎng)度與均熱筒(102)的長(zhǎng)度相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種用于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的剝纖裝置，其特征在于：所述的環(huán)切彎折模塊(2)包括環(huán)切刀片(201)、刀片護(hù)套(202)、護(hù)套軌道(203)、軸桿旋鈕(205)、刀片砧圈(206)、環(huán)切軸承(207)和frp層折斷錐筒(208)，所述的環(huán)切刀片(201)通過(guò)中心軸固定在刀片護(hù)套(202)上，刀片護(hù)套(202)的一端外壁為豎直凸起的多楞滑軌與所述的護(hù)套軌道(203)內(nèi)的凹槽相配合滑動(dòng)連接，在所述的刀片護(hù)套(202)的一端的上平面開(kāi)有豎直的螺紋通孔，所述的軌道軸桿(204)穿過(guò)所述的螺紋通孔與刀片護(hù)套(202)螺紋連接，軌道軸桿(204)的上端與軸桿旋鈕(205)固定連接，所述的刀片砧圈(206)外壁面與護(hù)套軌道(203)的側(cè)壁下段固定連接，刀片砧圈(206)中段上部壁面開(kāi)有徑向豁口用于環(huán)切刀片(201)伸入切割frp層，所述的刀片砧圈(206)環(huán)形平面的一側(cè)與frp層折斷錐筒(208)固定連接，其另外一側(cè)通過(guò)環(huán)切軸承(207)與均熱筒(102)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，刀片砧圈(206)的內(nèi)孔直徑應(yīng)大于光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的直徑，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸桿旋鈕(205)實(shí)現(xiàn)環(huán)切刀片(201)沿護(hù)套軌道(203)上做豎直方向的向上或向下的定量移動(dòng)，從而使得環(huán)切刀片(201)對(duì)frp層進(jìn)行環(huán)切，所述的frp層折斷錐筒(208)的中心開(kāi)有小于45°的錐度通孔，用于環(huán)切后的光纖自監(jiān)測(cè)frp桿在垂直于桿軸線(xiàn)的前后左右四個(gè)方向的小角度反復(fù)彎折，并防止光纖因過(guò)度彎折而折斷。

6.一種光纖自監(jiān)測(cè)frp桿的光纖快速的剝離方法，采用如權(quán)利要求5所述的剝離裝置，方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種用于光纖自監(jiān)測(cè)FRP桿的剝纖裝置，屬于智能結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，以解決現(xiàn)有的熱塑性緊套光纖自監(jiān)測(cè)FRP桿，難以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜工程工況下的快速光纖剝離問(wèn)題。包括：加熱模塊、環(huán)切彎折模塊和溫控電源模塊，光纖自監(jiān)測(cè)FRP桿從加熱模塊的尾端插入其內(nèi)部，并穿過(guò)環(huán)切彎折模塊，所述的加熱模塊對(duì)光纖自監(jiān)測(cè)FRP桿進(jìn)行加熱，然后環(huán)切彎折模塊對(duì)FRP層環(huán)切并折斷剝離FRP層，加熱模塊使得熱塑性緊套層達(dá)到熔融溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖從熱塑性緊套層中抽出剝離。本裝置操作快捷，實(shí)現(xiàn)了光纖自監(jiān)測(cè)FRP桿在加熱的同時(shí)完成環(huán)切、彎折與光纖抽出剝離工作，縮短了操作時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：咸貴軍,施佳君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29