光ファイバーを用いた耐食性FRP機器におけるモニタリング機能の発現に関する研究

耐腐蚀玻璃钢设备光纤监测功能开发研究

基本信息

批准号：
09750822
负责人：
久保内昌敏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

繊維強化複合材料の内部に例えば光ファイバーなどを用いて、材料の応力状態や温度等の情報を取り出せるようにしようとする「スマートマテリアル」の研究が広く精力的に行われている。本研究はこの一つとして、化学プラントに用いられる装置材料としての耐食FRPに光ファイバーを埋め込んで、FRPの化学変化をモニタリングする方法の確立を目的とした。昨年度は、光ファイバーと赤外分光分析装置(FT-IR)とを組み合わせて、光ファイバー内の多重反射を用いた官能基の分光分析を試みた。赤外領域の吸収が少ないカルコゲナイト製の特殊ファイバーを用いて、何とか分光装置に透過の認められるモジュールの作製に成功した。本年度はこれを受けて、樹脂あるいは典型的な赤外吸収を持ついくつかの溶媒について測定実験を行い、モジュール内のファイバー本数の効果を系統的に行ったところ、作製したモジュールの寸法では5本以上のファイバーを使うことにより赤外吸収スペクトルを得られることをえた。不飽和ポリエステル樹脂のスペクトルあるいはこれを水酸化ナトリウム水溶液に浸せきしたものについてのスペクトル変化はうまく得ることができなかったが、こう行った光ファイバーを使うことでFRP内部の化学変化を検知することの可能性を示すことができた。この光ファイバーを使ったFRPは、材料の腐食をオンラインでモニタリングすることができるため、機器の停止を伴わすとも劣化の診断を常時行うことができ、省力かつ信頼性向上が期待できる。

对“智能材料”的研究正在广泛而有力进行，旨在使用纤维增强复合材料内的光纤，以启用信息，例如要提取的材料的应力状态和温度。这项研究旨在通过将光纤嵌入耐腐蚀的FRP中作为化学植物中使用的装置材料来建立一种监测FRP化学变化的方法。去年，我们尝试使用光纤和红外光谱分析仪（FT-IR）使用光纤中的多种反射来分析官能团。使用红外线的特殊纤维在红外区域几乎没有吸收，我们设法制造了通过光谱设备传输的模块。对此，我们对树脂或一些具有典型红外吸收的溶剂进行了测量实验，并系统地执行了该模块中纤维数量的影响，并发现可以通过在制造模块的尺寸中使用5个或更多纤维来获得红外吸收光谱。尽管不可能将不饱和聚酯树脂的光谱变化或将它们浸入水氧化钠溶液中所做的光谱变化，但可以证明使用如上所述的光纤纤维在FRP内检测FRP内部化学变化的可能性。这种基于光纤的FRP允许在线监视材料腐蚀，因此，即使设备停止，也可以始终诊断出恶化，从而节省人工并提高可靠性。