CN106595731B - 一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置与方法，(1)采用相位掩膜法在单根耐高温光纤上间隔写入中心波长不同的多个光纤Bragg光栅，制成光栅串，并使用耐高温复合材料对栅区进行涂覆；(2)将处于松弛状态的温补光栅串套入不锈钢毛细管中，保证其在复合材料固化成型过程中不受应变影响；(3)使用耐高温特氟龙管对光纤引线进行保护，并与光纤连接器进行熔接；(4)按照预先设计好的方案进行光纤Bragg光栅的铺设，并将光纤引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出；(5)将信号传输光纤连接到光纤光栅解调仪上，实时监测固化过程中的温度和应变的变化。
Description
技术领域
本发明涉及纤维复合材料固化变形的光纤光栅监测领域，具体涉及一种预先埋植光纤Bragg光栅的纤维增强树脂基复合材料结构件在热模压制造工艺中固化变形的实时监测装置以及植入光栅的预处理和铺设方法。
背景技术
纤维增强树脂基复合材料具有优异的比强度、比刚度、抗疲劳性能和良好的可设计性，在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。然而，在复合材料结构件的固化成型过程中，由于材料热胀或者热缩效应、树脂基体的化学收缩效应、复合材料与模具之间的相互作用等因素的协同影响，往往在复合材料结构件内部产生复杂的内应力，导致脱模后的结构件发生固化变形现象。这种现象严重影响了结构件的性能，降低了产品的合格率。因此，分析纤维复合材料结构件的模内热固化成型和内应力演变过程，进而调控结构件的脱模变形，具有重要的科学意义和工程应用价值。
早期用于检测复合材料固化过程方法主要有动态弹簧法、差示扫描量热法和红外频谱法，其局限在于只能把有限的样片放在一起内进行检测，然后将测量结果作为经验推广到生产实际中，无法实现固化工艺过程中的实时定量监测。后来发展的动态介电分析法可以在线检测数值的粘度变化，但成本较高。
发明内容
本发明为了解决光纤Bragg光栅传感器对温度和应变同时敏感的问题，使其能够准确测得复合材料固化成型过程中的温度变化和材料的变形情况，公开了一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置与方法，实现对复合材料固化变形过程温度与应变的实时监测，能有效地对纤维增强树脂基复合材料在全刚性闭式模具中的热模压固化过程以及固化完成后复合材料结构件受载使役过程的全寿命周期监测，使研究人员能对固化变形的微观机理和应力传递有更为清晰的认识，实现材料性能的有效控制，从而使先进树脂基复合材料结构件能更为安全可靠地应用于更多的领域。
一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置，包括预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔，在所述的模腔内逐层铺设有预先裁切好的纤维预浸料；在每一层的纤维预浸料上沿着纤维方向铺设有应变光纤Bragg光栅串，且在应变光纤Bragg光栅串的一侧平行的铺设有与其数量相等的温度补偿光栅串，应变光纤Bragg光栅串的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出，与光纤光栅解调仪相连，对传感器网络所采集的数据进行实时监测。
所述的应变光纤Bragg光栅串采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，不同波长的光栅串联在一根光纤上形成光栅串，多根光纤光栅串通过耦合器并联在一起。
所述的应变光纤Bragg光栅串和温度补偿光栅串上涂覆有耐高温复合材料。
所述的温度补偿光栅串的各个栅区上套装在不锈钢毛细管内，两端用GD-4双组份胶进行密封。
所述的温度补偿光栅串整个套装在不锈钢毛细管内，一端用GD-4双组份胶密封，另一端处于自由状态。
位于纤维预浸料外部的光纤套入耐高温特氟龙管内，与光纤连接器进行熔接。
在温补光栅串在沿不同方向进行铺设时，间隔多层预浸料，并尽量避免不锈钢毛细管的交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
与传统固化监测装置相比，光纤传感器体积小、灵敏度高、柔韧性强，可以较为方便地埋入材料中，在实时动态监测复合材料固化过程中的温度、应变等参数方面具有特别明显的优势。此外，光纤对成型后复合材料的力学性能影响小。
所述装置的制作方法如下：
步骤一光纤Bragg光栅传感器的制作
(1-1)制作光纤光栅串：
采用相位掩膜的方法在单根光纤上间隔写入多个中心波长不同的光纤Bragg光栅；
(1-2)温补光栅串的保护：
截取不锈钢毛细管，逐个套在温补光栅串的各个栅区上，两端进行密封，常温放置设定的时间后使其完全固化；
或者使用长度大于复合材料预浸料长度的不锈钢毛细管将光栅串全部套入，一端密封，另一端处于自由状态，使得温补光栅在毛细管内可以活动而不受复合材料形变对其的影响；
(1-3)光纤引线的保护处理：
材料外部的光纤留取设定的长度，用于信号的传输，将其套入耐高温特氟龙管对光纤引线进行保护，然后与光纤连接器进行熔接，便于光栅与高速解调仪的连接；
步骤二在复合材料中植入光纤Bragg光栅传感器
(2-1)将预先裁切好的纤维预浸料逐层铺设到由预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔内，在铺设过程中，按照要求，在第n层沿着纤维方向铺设应变传感器光栅串，并在其旁边平行铺设温度补偿光栅串；
(2-2)将光纤Bragg光栅传感器的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出；在铺设的过程中应保证特氟龙管进入预浸料铺层10mm；
(2-3)盖上预先涂好脱模剂的上模板，闭合模具，置入热压机中，把从模具侧壁框板的引线沟槽中引出的光纤Bragg光栅传感器采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，最后将信号传输光纤连接到光纤光栅解调仪上，调试设备以采集数据；加热加压，使预浸料在全刚性闭式模具中热压成型，实现复合材料的固化，实时监测固化过程中的温度和应变的变化。
进一步的，所述的步骤(2-1)在铺设不同方向的温补光栅串时应间隔多层预浸料，并尽量避免不锈钢毛细管的交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
本发明的有益效果如下：
本发明中使用光纤Bragg光栅串对复合材料固化过程中的温度和应变等关键参数进行实时监测。由于温度和应变都能使光纤Bragg光栅反射光谱的中心波长发生改变，因此其对温度和应变同样敏感，所以在复合材料中埋入应变光栅的同时需在其旁边位置铺设同等数量的温度补偿光栅，并保证其完全不受应变影响。因此，本发明既可以通过温补光栅将温度和应变对反射光谱波长的影响分离，又可以实时监测复合材料内部各个点的温度变化情况，真正实现了对复合材料结构件内部温度和应变的实时监测。同时，由于光纤的抗剪切性能较差，为了防止光纤从全刚性封闭模具引出时受到剪切力，光纤引线也需要进行适当的保护。
同时，光纤光栅解调仪价格昂贵，严重影响了该技术的推广应用，本发明采用光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源，光纤光栅的中心波长位于宽带光源的边缘，光纤光栅受到温度与应变影响中心波长发生变化时，光电探测器接收的光强发生变化，进而实现温度与应变信号的快速解调。光信号经过光电转换和放大处理后用示波器即可观察所得到的电信号。采样频率可达到1000KHz，具有3nm的波长分辨率。同时大大降低了采集仪的成本。
应变光栅串和相应的温度补偿光栅串，应变光栅串受应变和温度变化的双重影响，温度补偿光栅串只监测温度变化从而补偿掉温度对应变光栅串的影响；
温补光栅采用毛细钢管进行保护，且钢管两端用耐高温胶体进行密封，且光栅串处于松弛状态；
光栅引线用耐高温的特氟龙管进行保护，并且由于特氟龙材料不能与胶体粘结，对特氟龙管进行粗化处理；
两种光栅串在铺设时需间隔2-5mm平行铺设，既能防止其相互干扰又能保证两个栅区监测到的温度和应变的变化一致；
光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源，能实现温度与应变信号的同时快速解调，采样频率可达到1000KHz，波长分辨率为3nm。
附图说明
图1、图2、图3、图4为本发明实施例中光纤布拉格光栅串的预处理以及铺设方式示意图；
图5为光纤光栅解调仪工作原理示意图；
图6为纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置示意图；
图7、图8为解调仪得到的复合材料固化成型过程中光纤Bragg光栅的反射光谱图；
图9为光纤Bragg光栅串监测得到的热模压固化成型过程中复合材料结构件的温度与时间关系曲线；
图中：1.碳纤维预浸料，2.不锈钢毛细管，3.应变光纤Bragg光栅串，4.温度补偿光栅串。
具体实施方案
下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置，包括预先涂好脱模剂的下模板、下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔，在所述的模腔内逐层铺设有预先裁切好的纤维预浸料1；在每一层的纤维预浸料上沿着纤维方向铺设应变光纤Bragg光栅串3，在应变光纤Bragg光栅串的一侧平行的铺设温度补偿光栅串4，应变光纤Bragg光栅串3的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出，光纤Bragg光栅传感器采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，且光纤Bragg光栅传感器的传输光纤连接到光纤光栅解调仪上。
应变光纤Bragg光栅串3和温度补偿光栅串4上涂覆有耐高温复合材料。
温度补偿光栅串4的各个栅区上套装在不锈钢毛细管2内，两端用GD-4双组份胶进行密封。
温度补偿光栅串4整个套装在不锈钢毛细2内，一端用GD-4双组份胶密封，另一端处于自由状态。
位于纤维预浸料外部的光纤套入耐高温特氟龙管内，与光纤连接器进行熔接。
在温补光栅串在沿不同方向进行铺设时，间隔多层预浸料，并尽量避免不锈钢毛细管的交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
本发明中使用光纤Bragg光栅串对复合材料固化过程中的温度和应变等关键参数进行实时监测。由于温度和应变都能使光纤Bragg光栅反射光谱的中心波长发生改变，因此其对温度和应变同样敏感，所以在复合材料中埋入应变光栅的同时需在其旁边位置铺设同等数量的温度补偿光栅，并保证其完全不受应变影响。因此，本发明既可以通过温补光栅将温度和应变对反射光谱波长的影响分离，又可以实时监测复合材料内部各个点的温度变化情况，真正实现了对复合材料结构件内部温度和应变的实时监测。同时，由于光纤的抗剪切性能较差，为了防止光纤从全刚性封闭模具引出时受到剪切力，光纤引线也需要进行适当的保护。
同时，光纤光栅解调仪价格昂贵，严重影响了该技术的推广应用，本发明采用光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源，光纤光栅的中心波长位于宽带光源的边缘，光纤光栅受到温度与应变影响中心波长发生变化时，光电探测器接收的光强发生变化，进而实现温度与应变信号的快速解调。光信号经过光电转换和放大处理后用示波器即可观察所得到的电信号。采样频率可达到1000KHz，具有3nm的波长分辨率。同时大大降低了采集仪的成本。
本发明的制作过程如下：
步骤一光纤Bragg光栅传感器的制作
(1-1)制作光纤光栅串：采用相位掩膜的方法在单根光纤上间隔写入多个中心波长不同的光纤Bragg光栅,来满足长距离测量或多点测量需要，不需熔接，位置精确，提高了测量系统的可靠性及稳定性，且可以根据实际需要任意确定栅区的个数与间距。由于应变光栅串需要直接埋入复合材料内部且裸露的栅区脆弱易断，如果不采取任何保护措施，复合材料加热加压固化过程中的内部应力将很容易造成应变光栅串中一个或多个栅区的破坏，从而失去监测的功能，同时为适应长期高温监测的要求，采用耐高温复合材料对应变光栅串与温度光栅串的栅区进行涂覆，且刻写光栅串的光纤也为耐高温光栅。
(1-2)温补光栅串的保护：截取适当长度(例如30mm)外径0.7mm、壁厚0.2mm的不锈钢毛细管，逐个套在温补光栅串的各个栅区上，两端用GD-4双组份胶进行密封，常温放置24小时使其完全固化，这样可以避免埋入光栅串的复合材料在固化加热过程中树脂流入毛细管内部而使得温补光栅反射光谱的中心波长发生波动甚至不准确。在操作过程中需要保证栅区处于不受力的状态，防止光栅因受到预应力而产生误差。也可以使用长度大于复合材料预浸料长度的不锈钢毛细管将光栅串全部套入，一端用GD-4双组份胶密封，另一端处于自由状态，使得温补光栅在毛细管内可以活动而不受复合材料形变对其的影响。
(1-3)光纤引线的保护处理：材料外部的光纤留取一定长度(例如2m)，用于信号的传输，将其套入耐高温特氟龙管对光纤引线进行保护，避免FBG传感器在复合材料成型和加工过程中发生断裂，然后与光纤连接器进行熔接，便于光栅与高速解调仪的连接。但是，由于特氟龙材料难以与胶体粘结，需对特氟龙管进行粗化处理。
在复合材料中植入光纤Bragg光栅传感器的具体步骤如下：
(2-1)将预先裁切好的纤维预浸料逐层铺设到由预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔内，例如，铺层方式为[09/909]。在铺设过程中，按照设计，可在第n层沿着纤维方向铺设应变传感器光栅串，并在其旁边2-5mm处平行铺设温度补偿光栅串。由于温补光栅串外部套有外径为0.7mm的不锈钢毛细管，而一层预浸料的厚度仅为125μm，所以为了防止不同层间毛细管的相互影响，在铺设不同方向(例如垂直于纤维方向)的温补光栅串时应间隔多层预浸料，并尽量避免不锈钢毛细管的交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
(2-2)将光纤Bragg光栅传感器的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出。为了保护光纤引出端不受破坏且复合材料成型后不易脱落，在铺设的过程中应保证特氟龙管进入预浸料铺层10mm。
(2-3)盖上预先涂好脱模剂的上模板，闭合模具，置入硫化机、热模压机等热压机中，把从模具侧壁框板的引线沟槽中引出的光纤Bragg光栅传感器采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，最后将信号传输光纤连接到光纤光栅解调仪上，调试设备以采集数据；加热加压，使预浸料在全刚性闭式模具中热压成型，实现复合材料的固化，实时监测固化过程中的温度和应变的变化。本发明采用的光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源，光纤光栅的中心波长位于宽带光源的边缘，光纤光栅受到温度与应变影响中心波长发生变化时，光电探测器接收的光强发生变化，进而实现温度与应变信号的快速解调。光信号经过光电转换和放大处理后用示波器即可观察所得到的电信号。采样频率可达到1000KHz，具有3nm的波长分辨率。
具体内容如下:
(1)确定使用的光纤Bragg光栅串：定制具有5个栅区，中心波长分别为1530nm、1540nm、1550nm、1560nm和1570nm，经过丙烯酸酯涂覆的，间距分别为40mm和60mm的应变光栅串，以及同样参数的经过聚酰亚胺涂覆的温度补偿光栅串。其中，间距为60mm的温补光栅串不刻写位于中间位置的栅区。
(2)温补光栅串的预处理：使用不锈钢毛细管对温补光栅进行保护具有两种方案。
方案一：将外径0.7mm、壁厚0.2mm的不锈钢毛细管截为400mm和300mm长，并将光栅串全部套入，一端用GD-4双组份胶密封，另一端处于自由状态，使得温补光栅在毛细管内可以活动而不受复合材料形变对其的影响。由于不锈钢毛细管外径为0.7mm，远远大于一层纤维预浸料的厚度125μm，为了避免不同方向铺设的不锈钢毛细管交叉而严重影响复合材料的性能，需将其中一个方向的毛细管打断，从光栅串的两端分别套入到事先标记好的位置并固定。此方案简单易操作，但光栅在毛细管内的位置不好把握，需提前在光纤引线上做好标记，且要注意毛细管与光纤引线的接口处的保护，可用热缩管套住接口后加热，便可避免接口光纤的断裂。
方案二：将外径0.7mm、壁厚0.2mm的不锈钢毛细管截为30mm长的小段，逐个套在温补光栅串的各个栅区上，两端用GD-4双组份胶进行密封，常温放置24小时使其完全固化，这样可以避免埋入光栅串的复合材料在固化加热过程中树脂流入毛细管内部而使得温补光栅反射光谱的中心波长发生波动甚至不准确。在操作过程中需要保证栅区处于不受力的状态，防止光栅因受到预应力而产生误差。此方案虽比方案一略微复杂一些，但容易确定各个栅区在光栅串中的位置。
(3)将预先裁切好的预浸料按照要求逐层铺设到由预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔内，铺层方式为[909/09]。在铺设过程中，按照要求在第10层沿着纤维轴线方向铺设应变光栅串，在其旁边10mm处平行铺设作为温度补偿的光栅串。在第14层沿纤维45°方向相应铺设应变传感器和温度补偿传感器。
(4)将FBG传感器的引线从对应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出。
(5)盖上预先涂好脱模剂的上模板，闭合模具，置入硫化机中，把从模具侧壁框板的引线沟槽中引出的FBG传感器的引线连接到光纤光栅解调仪，然后调试设备以采集数据；加热加压，使预浸料在全刚性闭式模具中热压成型，实现复合材料的固化，同时监测固化过程中的温度和应变的变化。
采用的热压工艺先从室温升温至80℃，保温30min，然后升温至130℃，保温60min；两个阶段的压力均为0.5Mpa。
(6)打开硫化机，首先使复合材料结构件与上、下金属模板分离，再通过多层聚酯膜与膜之间界面的滑移使复合材料结构件和模具侧壁框板分离(包括在引线沟槽部位的分离)，同时动态实时采集温度和应变数据，最终得到内部埋有FBG传感器的树脂基复合材料结构件。
如图5所示，为光纤光栅解调仪工作原理示意图。光纤光栅的中心波长处于宽带光源的斜边处，因此光纤光栅的中心波长随温度或应变发生变化时，光电探测器探测的光强会发生变化，进而引起电流或电压信号的变化，实现温度或应变的解调。
如图6所示，为纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置示意图。不同波长的光纤光栅串联在一起，并且可以通过耦合器并联在一起，本发明采用并联和串联想结合的组网方式，组成了多光栅监测网络。
如图7所示，为解调仪得到的复合材料固化成型过程中光纤Bragg光栅的反射光谱图。从图中可以看出，在监测复合材料固化的全过程中，光纤Bragg光栅的反射光谱形状未发生展宽或双峰畸变等不良现象，证明涂覆层对栅区起到了很好的保护作用。
如图8所示，为光纤Bragg光栅串监测得到的热模压固化成型过程中复合材料结构件的温度与时间关系曲线；通过曲线可以看出，光栅串测得的温度和应变趋势与实际情况完全符合，温补光栅测得的温度显示值在开模过程中也未发生波动，证明不锈钢毛细管的保护作用使得温补光栅未受应变影响，而只监测固化全程的温度变化。
本发明中使用光纤Bragg光栅串对复合材料固化过程中的温度和应变等关键参数进行实时监测。由于温度和应变都能使光纤Bragg光栅反射光谱的中心波长发生改变，因此其对温度和应变同样敏感，所以在复合材料中埋入应变光栅的同时需在相同位置铺设同等数量的温度补偿光栅，并通过相应的处理保证其完全不受应变影响。因此，本发明既可以通过温补光栅将温度和应变对反射光谱波长的影响分离，又可以实时监测复合材料内部各个点的温度变化情况，真正实现了对复合材料结构件内部温度和应变的实时监测。同时，由于光纤的抗剪切性能较差，为了防止光纤从全刚性封闭模具引出时受到剪切力，光纤引线也需要进行适当的保护。
同时，光纤光栅解调仪价格昂贵，严重影响了该技术的推广应用，本发明采用光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源，光纤光栅的中心波长位于宽带光源的边缘，光纤光栅受到温度与应变影响中心波长发生变化时，光电探测器接收的光强发生变化，进而实现温度与应变信号的快速解调。光信号经过光电转换和放大处理后用示波器即可观察所得到的电信号。采样频率可达到1000KHz，具有3nm的波长分辨率。同时大大降低了采集仪的成本。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (4)
1.一种纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置，其特征在于：包括预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔，在所述的模腔内逐层铺设有预先裁切好的纤维预浸料；在每一层的纤维预浸料上沿着纤维方向铺设有应变光纤Bragg光栅串，且在应变光纤Bragg光栅串的一侧平行的铺设有与其数量相等的温度补偿光栅串，两种光栅串在铺设时间隔2-5mm平行铺设，应变光纤Bragg光栅串的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出，与光纤光栅解调仪相连，对传感器网络所采集的数据进行实时监测；
所述的应变光纤Bragg光栅串采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，不同波长的光栅串联在一根光纤上形成光栅串，多根光纤光栅串通过耦合器并联在一起；
所述的应变光纤Bragg光栅串和温度补偿光栅串上涂覆有耐高温复合材料；
所述的温度补偿光栅串有两种保护方式：各个栅区上套装在不锈钢毛细管内，两端用GD-4双组份胶进行密封或整个套装在不锈钢毛细管内，一端用GD-4双组份胶密封，另一端处于自由状态；
位于纤维预浸料外部的光纤套入耐高温且经粗化处理的特氟龙管内，与光纤连接器进行熔接；
所述的光纤光栅解调仪内置高功率稳定宽带光源。
2.如权利要求1所述的纤维复合材料热模压固化变形光纤监测装置，其特征在于：在温补光栅串在沿不同方向进行铺设时，间隔多层预浸料，且不锈钢毛细管不能交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
3.如权利要求1-2所述的所述装置的制作方法，其特征在于，如下：
步骤一光纤Bragg光栅传感器的制作
(1-1)制作光纤光栅串：
采用相位掩膜的方法在单根光纤上间隔写入多个中心波长不同的光纤Bragg光栅；
(1-2)温补光栅串的保护：
截取不锈钢毛细管，逐个套在温补光栅串的各个栅区上，两端进行密封，常温放置设定的时间后使其完全固化；或者使用长度大于复合材料预浸料长度的不锈钢毛细管将光栅串全部套入，一端密封，另一端处于自由状态，使得温补光栅在毛细管内可以活动而不受复合材料形变对其的影响；
(1-3)光纤引线的保护处理：
材料外部的光纤留取设定的长度，用于信号的传输，将其套入耐高温特氟龙管对光纤引线进行保护，然后与光纤连接器进行熔接，便于光栅与高速解调仪的连接；
步骤二在复合材料中植入光纤Bragg光栅传感器
(2-1)将预先裁切好的纤维预浸料逐层铺设到由预先涂好脱模剂的下模板和预先覆膜的侧壁框板围成的模腔内，在铺设过程中，按照要求，在第n层沿着纤维方向铺设应变传感器光栅串，并在其旁边平行铺设温度补偿光栅串；
(2-2)将光纤Bragg光栅传感器的引线从相应的模具侧壁框板的引线沟槽中引出；在铺设的过程中应保证特氟龙管进入预浸料铺层10mm；
(2-3)盖上预先涂好脱模剂的上模板，闭合模具，置入热压机中，把从模具侧壁框板的引线沟槽中引出的光纤Bragg光栅传感器采用并联与串联相结合的组网方式组成传感器网络，最后将信号传输光纤连接到光纤光栅解调仪上，调试设备以采集数据；加热加压，使预浸料在全刚性闭式模具中热压成型，实现复合材料的固化，实时监测固化过程中的温度和应变的变化。
4.如权利要求3所述的所述装置的制作方法，其特征在于，如下：所述的步骤(2-1)在铺设不同方向的温补光栅串时应间隔多层预浸料，并尽量避免不锈钢毛细管的交叉，同时对毛细不锈钢管下方与上方的预浸料进行处理，保证成型后材料的厚度一致。
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