CN102159446A - 方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架及检测裂缝的方法 - Google Patents

方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架及检测裂缝的方法 Download PDF

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Abstract

一种含光纤的碳纤自行车支架(4)是将单模光纤(2)布设在整体的碳纤自行车支架(4)内或与碳纤维布(1)固结成一体，而该碳纤维布(1)用于制作自行车支架(4)。在检测这种自行车支架(4)是否存在裂缝时，是将其内的单模光纤(2)与光时域反射解读仪连接，通过光时域反射解读仪来感测在不同时间从单模光纤(2)内部反射光的强度，以确定该单模光纤(2)在受到碳纤维布(1)裂缝的影响是否产生扭曲，即会产生经过该单模光纤(2)扭曲区域的光讯号强度有递减的情况，并可由反射光异常强度的递减时间点及光传递速度来判断碳纤布内裂缝的发生地点，同时探测出该碳纤自行车支架(4)发生裂缝的位置。该检测方法可在自行车支架制造时有效地检验该自行车支架内碳纤是否有扭曲或裂缝存在，借此提升碳纤自行车支架制作时的质量检验及在使用一段时间后安全检测的效率。

Description

方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架及检测裂缝的方法 技术领域
本发明是提供一种方便检测裂缝的使用埋入式光纤的碳纤自行车支 架， 还提供了检测这种自行车支架是否存在裂缝的方法。 背景技术
碳纤维由于其质量轻， 并且在与预设对象加以固结后其强度与硬度极 高， 近年来已使用在许多运动器材中， 其中包括有网球拍、 高尔夫球杆身 及自行车支架等。 碳纤维在未与对象作固结之前， 其材质类似柔软的布料。 当该碳纤维在作为碳纤自行车支架时， 是将碳纤维布料放置于模具内， 从 模具内部加入气压以将碳纤维布料顶住模具然后注入胶来将碳纤维布料予 以结合成所需形状。
由于碳纤维在固结后强度及硬度极高， 因此可使用极少量的材料即可 制作自行车支架， 并达到质量轻且坚固的特质。 应用此种方法制作的自行 车支架结构中的碳纤厚度大约小于 1mm, 因此受到该因素的影响， 碳纤内部 如存在裂缝则极易产生应力集中乃至于支架断裂的状况。 现有的作为检测 碳纤内部是否存在裂缝的技术是在碳纤自行车支架固结完成后， 对其加载 受力以观察该自行车支架是否有扭曲变形的状况， 来间接判断其内部是否 有裂缝存在的可能。 此外， 由于碳纤支架存在裂缝通常由于碳纤布料予以 布设于模具内部时有过度扭曲的现象。 对现有作为检测碳纤内部是否存有 裂缝的另一技术是在碳纤布料中布设一极细的金属丝。 当该自行车支架在 固结完成后可使用电磁感应的方法来追踪金属丝的路径， 以确认金属丝是 否有受碳纤布料影响以致产生局部扭曲的现象， 借此来判断曰后该碳纤自 行车支架是否存在产生裂缝的可能。 但以上检测碳纤内部是否存有裂缝的 方法存在有费工、 费时的问题， 同时亦无法直接反应出自行车支架是否存 在裂缝的现象。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行 车支架及检测裂缝的方法， 以期通过单模光纤埋入使用碳纤制作的自行车 支架在使用光时域反射法检测自行车支架有无裂缝的方法， 来提升碳纤自 行车支架质量检验以及使用后安全检测的效率。
为解决上述技术问题， 本发明所采取的第一种技术方案是， 一种方便 检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架， 其是将一单模光纤布设在整体的自 行车支架中间， 将光纤接头置入座垫插槽内部。
检测上述自行车支架是否存在裂缝的方法， 是在检测时将座垫予以拔 出， 将其间的光纤接头拉出， 与光时域反射解读仪加以连接并纪录其读数， 光时域反射法来感测在不同时间从单模光纤内部反射光的强度， 对该单模 光纤在受到周围碳纤裂缝的影响以致产生扭曲， 即会影响经过该区域的光 讯号强度有递减的情况， 并可由反射光其异常强度的递减时间点及光传递 速度来判断该自行车支架内裂缝的发生地点， 同时探测出该碳纤发生裂缝 的位置。
本发明采取的第二种技术方案是， 一种方便检测裂缝的含光纤的碳纤 自行车支架， 其是将一单模光纤在碳纤自行车支架制作时一并布设在碳纤 布料中间， 来与碳纤加以固结成一体， 所述单模光纤如人体神经般交错环 绕于碳纤布料中间。
检测如上所述的含光纤的碳纤自行车支架是否存在裂缝的方法， 是将 单模光纤连接光时域反射解读仪， 通过光时域反射法来感测在不同时间从 单模光纤内部反射光的强度， 对该单模光纤在受到周围碳纤布料不平整或 碳纤裂缝的影响以致产生扭曲， 即会产生经过该区域的光讯号强度有递减 的情况， 并可由反射光异常强度的递减时间点及光传递速度来判断该自行 车支架内裂缝的发生地点， 同时探测出该碳纤发生裂缝的位置。
上述两种方法可作为该碳纤自行车支架在制作时的质量检验工具， 或 该碳纤自行车支架在使用一段时间后的检验该自行车支架内部是否有裂缝 产生的检测。
单模光纤是光纤通讯中大量使用的材料， 使用高纯度硅制成， 其直径
(包括压克力保护层）通常在 250 μ ηι左右。 由于光纤具有细小， 轻柔的特 性以及使用光传递讯号的优点， 光纤也被用来作为传感器， 可以实现对应 变、 温度、 磁场、 加速度等的感测。 本发明即利用单模光纤的上述特性， 将该单模光纤布设在碳纤自行车支架内部或在碳纤自行车支架制作时埋入 并将光纤与碳纤同时固结在一起， 自行车支架可有效的降低生产成本并实 质减轻整体的重量。 对该固结在自行车支架内的光纤与光时域反射解读仪 连接， 可作为自行车支架在制造时的检验该支架内碳纤是否有扭曲或裂缝 存在， 借此来提升该碳纤自行车支架制作时的质量检验及在使用一段时间
附图说明
图 1为本发明实施例 1含光纤的碳纤自行车支架的示意图；
图 2为本发明实施例 2含光纤的碳纤自行车支架结合单模光纤的流程 示意图。
图中标号说明：
1-碳纤布料 2、 2'-单模光纤
3-模具 4、 4'-自行车支架
5-座垫插槽 6-光纤接头 具体实施方式
第一实施例
参阅图 1 ,本发明方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架一实施例示 意图。 其是在碳纤自行车支架 4 '内部布设以光纤， 是釆用单模光纤 2 '加以 粘着在整体的自行车支架 4'中间， 再将光纤接头 6置入座垫插槽 5 内部， 在须检测该碳纤内部是否存有裂缝时将座垫组件予以拔出， 以将其间的光 纤接头 6 外拉出， 来与光时域反射解读仪加以连接并纪录其读数， 读取光 讯号并判读该单模光纤 2 '是否有受到碳纤支架存有裂缝的影响， 即会影响 经过该区域的光讯号强度有递减的情况， 并可由反射光其异常强度的递减 时间点及光传递速度来判断该自行车支架内裂缝的发生地点， 同时探测出 该碳纤自行车支架发生裂缝的位置。
第二实施例
参阅图 2 ,本发明方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架的另一实施 例示意图， 是在布设碳纤布料 1于模具 3时一并将单模光纤 2 (在此的单模 光纤其直径是以大约 250 μ πι )依所须布设的路径如同人体神经般来加以交 错绕设在碳纤布料 1 中间。 对该固结制成的碳纤自行车支架 4在须检测其 是否有裂缝的存在时， 则是通过光时域反射解读仪来连接该单模光纤 2 , 以 读取光讯号并判读该单模光纤 2是否有受到碳纤布料 1 不平整或碳纤存有 裂缝的影响产生的讯号强度有突降的现象。 该种检测方法可直接在工厂大 量生产时一并进行， 或该自行车支架使用一段时间后来做安全检验时进行。
在此的光时域反射法作为感测在不同时间从单模光纤 2 内部反射出的 光强度， 可判读出该单模光纤 2是否受到周围碳纤布料 1不平整或因碳纤 裂缝的影响以致产生扭曲， 并产生经过该区域的光讯号强度有递减的情况。 该光传递的速度大约是 3x1 0s m/ s ec , 操作者可由反射光其异常强度的递减 时间点及光传递速度来判断该自行车支架内裂缝的发生部位， 同时探测出 该碳纤自行车支架发生裂缝的位置。
综上所陈， 仅为本发明之较佳实施例而已， 并非用来限定本发明实施 之范围。 即凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰， 皆为本发明 专利范围所涵盖。

Claims (6)

  1. 杈利要求书
    1.一种方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架， 其特征在于， 所述 碳纤自行车支架是将一单模光纤布设在整体的自行车支架中间， 并将单模 光纤接头置入自行车支架座垫插槽内部。
  2. 2.如权利要求 1 所述的方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架， 其 特征在于， 所述单模光线粘着在自行车支架内壁。
  3. 3. 一种检测如权利要求 1所述的含光纤的碳纤自行车支架是否存在裂 缝的方法， 其特征在于， 所述方法是在检测时将自行车座垫拔出， 将其间 的光纤接头拉出， 与光时域反射解读仪加以连接并纪录其读数， 利用光时 域反射法来感测在不同时间从单模光纤内部反射光的强度， 该单模光纤在 受到周围碳纤裂缝的影响以致产生扭曲， 即会影响经过该区域的光讯号强 度有递减的情况， 并由反射光异常强度的递减时间点及光传递速度来判断 该自行车支架内裂缝的发生地点， 同时探测出该碳纤自行车支架发生裂缝 的位置。
  4. 4.一种方便检测裂缝的含光纤的碳纤自行车支架， 其特征在于， 所述 碳纤自行车支架是将一单模光纤在碳纤自行车支架制作时一并布设在碳纤 布料中间， 与碳纤加以固结成一体， 所述单模光纤如人体神经般交错环绕 于碳纤布料中间。
  5. 5. 一种检测如权利要求 4所述的含光纤的碳纤自行车支架是否存在裂 缝的方法， 其特征在于， 所述方法是将单模光纤连接光时域反射解读仪， 通过光时域反射法来感测在不同时间从单模光纤内部反射光的强度， 该单 模光纤在受到周围碳纤布料其不平整或碳纤裂缝的影响以致产生扭曲， 即 会产生经过该区域的光讯号强度有递减的情况， 并可由反射光异常强度的 递减时间点及光传递速度来判断该自行车支架内裂缝的发生地点， 同时探 测出该碳纤自行车支架发生裂缝的位置。
  6. 6.如权利要求 3或 5所述的方法， 其特征在于， 所述方法作为该碳纤 自行车支架在制作时的质量检验工具， 或该碳纤自行车支架在使用一段时 间后检验该自行车支架内部是否有裂缝产生的检测。
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