CN109278395A - 内植光纤光栅的复合材料三明治结构、监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构、监测系统及方法。其中，内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法包括步骤1：采用相同工艺分别制备上面板和下面板；步骤2：复合材料三明治结构预固化+二次固化成型；步骤3：对二次固化成型后的复合材料结构件进行脱模。其解决了复合材料三明治结构在加工制备以及使用过程中难以在线监测的难题，具有容易操作、一次安装、长期适用并且不影响复合材料性能的优点。

Description

内植光纤光栅的复合材料三明治结构、监测系统及方法

技术领域

本发明属于复合材料制备及无损监测领域，尤其涉及一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构、监测系统及方法。

背景技术

复合材料三明治结构是新型结构化复合材料的一种重要形式，它由两种或多种材料相互组合而成，通过集成各个组分的性能特点从而达到整个系统的结构性能最佳。复合材料三明治结构一般由上面板、夹层芯材及下面板构成，这三个要素组成了一个完整的三明治结构。

与传统的金属结构和复合材料层合板相比，复合材料三明治结构具有如下优点：抗弯刚度大，可以在结构重量较小的情况下承受较大的弯曲载荷；在面内压缩载荷下，三明治结构有较好的稳定性。另外，复合材料三明治结构还具有良好的耐疲劳性能以及隔声、隔热等物理性能。由于复合材料三明治结构的上下面板都能承受载荷，因此，此结构特点可以提供多条传力路径，使其具有更强的损伤阻抗能力。由于复合材料层合板具有可设计性，因此能够使整个复合材料三明治结构达到最佳性能。而且，夹层芯材可选择轻质的泡沫或蜂窝芯材，这样能够在冲击载荷下提供较强的能量吸收能力，从而增强结构件整体的抗冲击能力。

自从十九世纪四十年代以来，复合材料三明治结构就开始在航天航空、交通、能源以及海洋工程等领域得到了广泛的应用。例如，波音-707飞机8％的表面是复合材料三明治结构，而波音-757/767飞机高达46％的表面是复合材料三明治结构。复合材料三明治结构在波音-747飞机上的应用更广泛：机身圆柱形外壳主要是Nomex蜂窝夹芯结构，地板、侧壁、舱顶行李箱和天花板等均为复合材料三明治结构。同样复合材料三明治结构也大量应用于客机A380-800的结构件中。目前，世界上大部分无人机(UAV)结构是由复合材料三明治板制造而成的。复合材料三明治结构也被广泛应用于直升机的螺旋桨、地板和下挂油箱等结构中。

然而，飞机在长期使役过程中，由于疲劳、腐蚀、材料老化以及高空环境变化等不利因素的影响，不可避免地产生损伤积累，另外，一些突发事件，如鸟撞、飞石、冰雹、雷击等也会造成复合材料结构件损伤积累和扩展，这种损伤积累和扩展一般是不可目测的，极具隐蔽性，给飞机造成了极大的安全隐患，甚至可能引发飞机坠毁等突发性严重事故，造成无法挽回的损失。

常规复合材料健康监测主要是一些无损探伤方案，包括X射线、超声、红外、涡流、微波、激光全息照相技术、目视检测等。这些传统无损检测方法的特点是离线、静态、被动的。虽然金属应变片可以对复合材料做到一定的在线监测，但是，这些传感器在遭受外界雷击、冰雹、飞石等冲击后极易损毁，并且测量繁琐、易受电磁干扰，寿命短。鉴于复合材料三明治结构损伤多样化以及应力或环境因素产生损伤积累，到一定程度后会迅速扩展而导致结构失效，使复合材料三明治结构在线监测充满了挑战，因此，开发一种兼具高检测精度及不受外界环境影响的在线监测技术对复合材料三明治结构在线使役过程中的安全性具有重要的现实意义。

而光纤光栅作为一种传感元件，以光信号为测量信源，具有体积小、精度高、防水防潮、抗电磁干扰、材质轻柔、便于内植、易于成网、能够实现实时监测等优点。将光纤光栅内植于复合材料三明治结构中，形成智能化复合材料结构件，可以实现对复合材料结构件使役过程中的实时在线监测。

由于复合材料三明治结构在上下面板之间存在夹层芯材这一结构，因此，在将光纤光栅传感器内植于复合材料三明治结构中，需要考虑夹层芯材的特性，最终实现监测精确且稳定的目的。

综上所述，亟需一种考虑夹层芯材的特性，制备内植光纤光栅的复合材料三明治结构的方法来制备内植光纤光栅的复合材料三明治结构，进而实现复合材料三明治结构在线监测系统的稳定性及精确性。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其考虑了夹层芯材的特性，制备出结构、性能稳定的内植光纤光栅的复合材料三明治结构，进而为复合材料三明治结构在线监测系统奠定了物质基础。

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，包括：

步骤1：采用相同工艺分别制备上面板和下面板，其具体过程包括：

步骤(1.1)：在模具的侧壁板表面加工出引线沟槽；

步骤(1.2)：在模具框内按预设的铺层顺序铺设预先裁剪好的预浸料；在铺设预浸料过程中，将光纤光栅传感器对埋入同一铺层或多个铺层的指定位置；

步骤(1.3)：预浸料及光纤光栅传感器对铺设完成后，从引线沟槽中引出光纤光栅传感器对的引线，并在铺设完成的预浸料上表面和下表面各放置一块刚性平板模具；

步骤2：复合材料三明治结构预固化+二次固化成型；

步骤(2.1)：按照预设固化时间、温度及压力，分别预固化上面板和下面板；其中，预固化度控制在15％-35％之间；

步骤(2.2)：预固化结束后，将夹层芯材置于预固化的上面板和下面板之间；并在一定压力和温度控制下进行二次固化成型；其中，二次固化成型的压力小于夹层芯材所能承受的最大压力，二次固化成型的温度按照预设的温度工艺曲线设置；复合材料三明治结构加热结束后暂不卸压，使固化后的复合材料三明治结构在不开模的情况下自然冷却至室温，完成复合材料三明治结构的二次固化，并实时监测固化过程中的温度和应变变化；

步骤3：对二次固化成型后的复合材料结构件进行脱模。

在所述步骤(2.1)中，预固化压实的过程是为了保证面板有一定刚度，使后续脱模时不易弯折。

预固化度控制在15％-35％之间的原因是：若固化度太小，会导致面板刚度过低；若固化度太大，基体流动性差，则会造成两个面板与芯层粘结困难。

进一步的，在所述步骤(1.1)中，还包括：在模具侧壁板的每个长条边上分别包覆同质或异质的多层耐高温高分子薄膜。

其产生的效果为：

利用多层耐高温高分子薄膜与模具表面之间的滑移，更容易使复合材料结构件和模具侧壁板分离。

进一步的，在所述步骤(1.1)中，还包括：将引线沟槽的各个表面用高分子薄膜完全包覆。

其产生的效果为：

利用高分子薄膜与引线沟槽表面之间的滑移，更容易使引线沟槽和模具的分离。

进一步的，在所述步骤(1.1)中，引线沟槽设置在模具框的1/2或1/4长度距离处。

需要说明的是，根据实际情况，引线沟槽也可设置在模具框的其他位置处。

进一步的，在所述步骤(1.2)中，光纤光栅传感器对包括平行并列放置的温度光纤光栅传感器和应变光纤光栅传感器，且两者的光栅区单元位置一一对应，共同组成一组兼具温度和应变监测功能的光纤光栅传感器对。

进一步的，在所述步骤(1.2)中，光纤光栅传感器对的铺设方式为：

在第n层(n>1)沿着纤维轴线方向铺设应变光纤光栅传感器，在第n层或者第n+1或者n-1层铺设温度光纤光栅传感器；所述温度光纤光栅传感器与对应的应变光纤光栅传感器之间距离为5mm～10mm。

需要说明的是，根据需要，可以在同一铺层内铺设多组光纤光栅传感器对，也可以在多个铺层内分别铺设多组光纤光栅传感器对。光纤光栅传感器对的铺放位置可以根据所要监测的复合材料结构件的具体部位的应变和温度而调整。

进一步的，在所述步骤(2.1)中，预固化温度为70℃-90℃，压力为0.5Mpa。

进一步的，在所述步骤(2.2)中，考虑到夹层芯材的特性，将二次固化压力控制在0.05-0.25Mpa之间。

进一步的，在所述步骤(2.2)中，设定温度工艺为升温至80℃，保温30min，再升温至120℃，保温60min；二次成型压力为0.08Mpa。

而且为了保证内植光纤光栅传感器的存活率及所测数据的准确性，采取的冷却方式为不开模自然冷却至室温。

本发明的第二目的是提供一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构。

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构，采用上述所述的制备方法制备而成。

本发明的第三目的是提供一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构在线监测系统。

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构在线监测系统，所述内植光纤光栅的复合材料三明治结构采用上述所述的制备方法制备而成；

所述在线监测系统包括光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪与所有光纤光栅传感器对相连，所述光纤光栅解调仪与上位机相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，在制备过程中，考虑了夹层芯材的压力承载能力，制备出了结构、性能稳定的内植光纤光栅的复合材料三明治结构，进而为复合材料三明治结构在线监测系统奠定了物质基础。

(2)本发明解决了复合材料三明治结构在加工制备以及使役过程中难以在线监测的难题，而且本发明的该监测系统具有容易操作、一次安装、长期适用并且不影响复合材料性能的优点。

(3)本发明采用光纤光栅对作为传感器，对复合材料强度和刚度不产生影响的同时能够监测复合材料三明治结构件内部应变和温度变化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法流程图。

图2是复合材料三明治结构二次固化工艺图。

图3(a)是上面板光纤光栅传感器排布示意图。

图3(b)是下面板光纤光栅传感器排布示意图。

图4是固化过程中温度光纤光栅所测温度-时间曲线图。

图5是固化过程中应变光纤光栅所测应变-时间曲线图。

图6是冲击实验中应变光纤光栅所测中心波长偏移值-冲击能量曲线图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一、内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法

图1是本发明的内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法流程图。

如图1所示，本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，包括：

步骤1：采用相同工艺分别制备上面板和下面板。

具体地，制备上面板和下面板的具体过程包括：

步骤(1.1)：在模具的侧壁板表面加工出引线沟槽。

在具体实施中，还包括：将引线沟槽的各个表面用高分子薄膜完全包覆。

这样利用高分子薄膜与引线沟槽表面之间的滑移，更容易使引线沟槽和模具的分离。

优选地，引线沟槽设置在模具框的1/2或1/4长度距离处。

需要说明的是，根据实际情况，引线沟槽也可设置在模具框的其他位置处。

步骤(1.2)：在模具框内按预设的铺层顺序铺设预先裁剪好的预浸料；在铺设预浸料过程中，将光纤光栅传感器对埋入同一铺层或多个铺层的指定位置。

其中，单层预浸料厚度为0.1～0.4mm。监测应变的光纤光栅传感器的光纤上分布数个光栅区；作为温度补偿的温度传感器上也相应地分布数个光栅区，温度补偿传感器用纤细的不锈钢毛细管(例如，外径0.7mm、壁厚0.2mm)封装。

预浸料的裁切形状尺寸以及纤维方向可以根据成型结构件形状尺寸及力学性能要求进行调整，比如裁切为30°方向或45°方向等。

在所述步骤(1.2)之前，还包括：在模具侧壁板的每个长条边上分别包覆同质或异质的多层耐高温高分子薄膜。

其中，单层耐高温高分子薄膜厚度为0.1～0.3mm。所述的高分子薄膜可以是聚四氟乙烯、玻璃纸等一种材质的高分子薄膜，也可以是多种材质的高分子薄膜的组合。

这样利用多层耐高温高分子薄膜与模具表面之间的滑移，更容易使复合材料结构件和模具侧壁板分离。

在本发明中，光纤光栅传感器同时对温度和应变敏感，因此当外界温度变化或受到外力作用时，光纤光栅的中心波长峰值随之发生漂移，即：

Δλ_B＝Δλ_ε+Δλ_T＝λ_B(1-P_e)ε+λ_B(α_f+ξ)ΔT＝k_εε+k_TΔT

其中，ε为光纤光栅的轴向应变；ΔT为传感器温度变化量；P_e为有效弹光系数；ξ为热光系数；α_f为热膨胀系数；k_ε为应变灵敏度系数；k_T为温度灵敏度系数。Δλ_B为光纤光栅中心波长变化量；Δλ_ε为由应变引起的中心波长变化量；Δλ_T为由温度引起的中心波长变化量；λ_B为光纤光栅的中心波长值。

光纤光栅传感器对包括应变光纤光栅传感器S和温度光纤光栅传感器T，其中温度光纤光栅传感器作为应变光纤光栅传感器的温度补偿，即：

ΔT＝Δλ_T/k_T

ε＝(Δλ_B-Δλ_T)/k_ε

温度光纤光栅传感器和应变光纤光栅传感器平行并列放置，且两者的光栅区单元位置一一对应，共同组成一组兼具温度和应变监测功能的光纤光栅传感器对。

具体地，光纤光栅传感器对的铺设方式为：

在第n层(n>1)沿着纤维轴线方向铺设应变光纤光栅传感器，在第n层或者第n+1或者n-1层铺设温度光纤光栅传感器；所述温度光纤光栅传感器与对应的应变光纤光栅传感器之间距离为5mm～10mm，如图3(a)和图3(b)所示。

同一铺层内铺设的多个光纤光栅传感器对相互不接触。

需要说明的是，根据需要，可以在同一铺层内铺设多组光纤光栅传感器对，也可以在多个铺层内分别铺设多组光纤光栅传感器对。光纤光栅传感器对的铺放位置可以根据所要监测的复合材料结构件的具体部位的应变和温度而调整。

步骤(1.3)：预浸料及光纤光栅传感器对铺设完成后，从引线沟槽中引出光纤光栅传感器对的引线，并在铺设完成的预浸料上表面和下表面各放置一块刚性平板模具。

将所有光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪接通，检查信号强度和稳定性，保存各光路初始光谱图。此时温度设置不宜过高，预固化加热结束后立即卸压，使面板在不开模的情况下自然冷却到室温。

步骤2：复合材料三明治结构预固化+二次固化成型。

在此过程中对复合材料三明治结构件的应变和温度全程在线实时监测。

其中，固化过程中温补光纤光栅所测温度-时间曲线图，如图4所示。

固化过程中应变光纤光栅所测应变-时间曲线图，如图5所示。

具体地，复合材料三明治结构预固化+二次固化成型，包括：

步骤(2.1)：按照预设固化时间、温度及压力，分别预固化上面板和下面板。

其中，预固化温度为70℃-90℃，预固化压力为0.5Mpa，预固化压实的过程是为了保证面板有一定刚度，使后续脱模时不易弯折；预固化度控制在15％-35％之间。

若固化度太小，会导致面板刚度过低；若固化度太大，基体流动性差，则会造成两个面板与芯层粘结困难。

步骤(2.2)：预固化结束后，将夹层芯材置于预固化的上面板和下面板之间；并在一定压力和温度控制下进行二次固化成型。

其中，二次固化成型的压力小于夹层芯材所能承受的最大压力，设定温度工艺为升温至80℃，保温30min，再升温至120℃，保温60min，如图2所示；加热结束后暂不卸压，使固化后的复合材料三明治结构在不开模的情况下自然冷却至室温，完成复合材料三明治结构的二次固化，并实时监测固化过程中的温度和应变变化。

具体地，成型压力优选为0.08Mpa；而且为了保证内植光纤光栅的存活率及所测数据的准确性，采取的冷却方式为不开模自然冷却至室温。

步骤3：对二次固化成型后的复合材料结构件进行脱模。

具体地，首先使复合材料结构件与上、下金属模板分离，再通过多个高分子膜与膜之间界面的滑移使复合材料结构件和模具侧壁板分离，包括在引线沟槽部位的分离，在脱模过程中不间断的实时采集温度和应变数据。

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，在制备过程中，考虑了夹层芯材的压力承载能力，制备出了结构稳定的内植光纤光栅的复合材料三明治结构，进而为复合材料三明治结构在线监测系统奠定了物质基础。

二、内植光纤光栅的复合材料三明治结构

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构，采用如图1所示的制备方法制备而成。

下面结合具体实施例来给出内植光纤光栅的纤维复合材料三明治结构制备的过程。

实施例一

在实施例一中，采用热模压机进行复合材料三明治结构固化成型，其具体过程为：

(1)在正方形模框的每条边的1/2以及1/4处加工宽10mm、深1.5mm的引线沟槽。

(2)将模框各边用三层耐高温聚四氟乙烯薄膜完全包覆，使聚四氟乙烯薄膜与模框紧紧贴合；每个引线沟槽处也包覆聚四氟乙烯薄膜。

(3)按平行于纤维方向(0°方向)、垂直于纤维方向(90°方向)、与纤维轴线成45°方向裁切碳纤维预浸料，面内尺寸为300mm*300mm；裁出同样尺寸的蜂窝芯层，芯层厚度为12.75mm。

(4)准备光纤光栅传感器，检查传感器是否损坏并进行标定。每个应变光纤光栅传感器的光纤上分布多个光栅区；作为温度补偿的温度光纤光栅传感器，光栅区采用不锈钢毛细管(外径0.7mm、壁厚0.2mm)封装。

(5)在预先涂好脱模剂的下模板上放置预先覆膜的模框并固定，将步骤(3)中裁切好的预浸料按照一定顺序逐层铺设，铺层方式为[-45₂/0₂/45₂/90₂/0/90/0]s。在铺设过程中，在11、12层预浸料之间横向的1/2处、1/4处沿0°方向分别埋入2个应变传感器，同时在1/2处应变传感器旁边间隔5mm处平行铺设一个温度补偿传感器。另外在15、16层预浸料之间纵向的1/2处、1/4处沿90°方向分别埋入2个应变光纤光栅传感器。

(6)将光纤光栅传感器的引线从对应的模框的引线沟槽中引出。

(7)将面板移至热模压机中，将光纤光栅传感器的引线连接到光纤光栅解调仪，检查信号强度和稳定性，设置加热温度为80℃，恒温半小时后在不开模的情况下自然冷却到室温，完成预固化过程。

(8)关闭热模压机，将冷却好的面板取出，断开与光纤光栅解调仪的连接，将面板放置好。另一个面板预浸料铺层和光纤光栅传感器埋入位置与上述面板对称，重复步骤(5)～(7)。

(9)将蜂窝芯层置于预固化的上下面板之间，定位对齐后，放入热模压机中的下加热板和中间加热板之间，并将两块金属板置于中间加热板上，将光纤引线连接到光纤光栅解调仪，设定的温度工艺为升温至80℃，保温30min，再升温至120℃，保温60min，热模压机不对蜂窝夹芯板施加额外压力，成型压力仅由中间加热板和两块金属板的重力提供。加热结束后暂不卸压，使固化后的复合材料蜂窝夹芯板在不开模的情况下自然冷却至室温，完成复合材料三明治板的固化，并实时监测固化过程中的温度和应变变化。

(10)关闭热模压机，断开光纤引线与光纤光栅解调仪的连接，取出蜂窝三明治板并将模框脱除，得到内植光纤光栅的纤维复合材料三明治结构件。

实施例二

在实施例二中，采用热压罐进行复合材料三明治结构固化成型，其具体过程为：

(1)按照预设定的铺层方式将预浸料布裁剪成相应的尺寸，将模具涂上脱模蜡，铺设碳纤维预浸料，按照实验方案埋置光纤光栅传感器。

(2)将隔离膜分别贴于碳纤维预浸料铺层的上下两面，然后依次在预浸料的上方位置铺设脱模布、吸胶毡，最后用密封袋将其密封。

(3)将放置好预浸料铺层的小车送入热压罐中，关闭罐门与安全连锁，打开气阀与水阀。

(4)打开用于监测的电脑并设置好压力及温度曲线，随后打开热压罐自动控制系统。

(5)固化实验完成后打开热压罐罐门，关闭电脑，对已成型的复合材料三明治结构件进行脱模。

三、内植光纤光栅的复合材料三明治结构在线监测系统

本发明的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构在线监测系统，所述内植光纤光栅的复合材料三明治结构采用上述所述的制备方法制备而成；

所述在线监测系统包括光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪与所有光纤光栅传感器对相连，所述光纤光栅解调仪与上位机相连。

以测试低速冲击损伤为例：

将固化后的三明治结构件放置于冲击试验机的卡槽内，为防止冲击时结构件发生移位现象而将卡槽两端固定，固定时应注意将冲头的中心正好对准在上面板的中心位置，调节冲击机冲头的高度来确定冲击能量的大小，在冲头对结构件冲击的过程中要防止冲头的二次冲击，将光纤光栅传感器与解调仪连接，接着解调仪与电脑连接，最后在电脑上采集光栅波长的冲击信号，得到冲击实验中应变光纤光栅所测中心波长偏移值-冲击能量曲线图，如图6所示。

本发明解决了复合材料三明治结构在加工制备以及使役过程中难以在线监测的难题，而且本发明的该监测系统具有容易操作、一次安装、长期适用并且不影响复合材料性能的优点。

本发明采用光纤光栅对作为传感器，对复合材料强度和刚度不产生影响的同时能够监测复合材料三明治结构件内部应变和温度变化。

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 (10)

1.一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：采用相同工艺分别制备上面板和下面板，其具体过程包括：

步骤(1.1)：在模具的侧壁板表面加工出引线沟槽；

步骤(1.2)：在模具框内按预设的铺层顺序铺设预先裁剪好的预浸料；在铺设预浸料过程中，将光纤光栅传感器对埋入同一铺层或多个铺层的指定位置；

步骤(1.3)：预浸料及光纤光栅传感器铺设完成后，从引线沟槽中引出光纤光栅传感器对的引线，并在铺设完成的预浸料上表面和下表面各放置一块刚性平板模具；

步骤2：复合材料三明治结构预固化+二次固化成型；

步骤(2.1)：按照预设固化时间、温度及压力，分别预固化上面板和下面板；其中，预固化度控制在15％-35％之间；

步骤(2.2)：预固化结束后，将夹层芯材置于预固化的上面板和下面板之间；并在一定压力和温度控制下进行二次固化成型；其中，二次固化成型的压力小于夹层芯材所能承受的最大压力，二次固化成型的温度按照预设的温度工艺曲线设置；复合材料三明治结构加热结束后暂不卸压，使固化后的复合材料三明治结构在不开模的情况下自然冷却至室温，完成复合材料三明治结构的二次固化，并实时监测固化过程中的温度和应变变化；

步骤3：对二次固化成型后的复合材料结构件进行脱模。

2.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1.1)中，还包括：在模具侧壁板的每个长条边上分别包覆同质或异质的多层耐高温高分子薄膜。

3.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1.1)中，还包括：将引线沟槽的各个表面用高分子薄膜完全包覆。

4.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1.2)中，光纤光栅传感器对包括平行并列放置的温度光纤光栅传感器和应变光纤光栅传感器，且两者的光栅区单元位置一一对应，共同组成一组兼具温度和应变监测功能的光纤光栅传感器对。

5.如权利要求4所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1.2)中，光纤光栅传感器对的铺设方式为：

在第n层(n>1)沿着纤维轴线方向铺设应变光纤光栅传感器，在第n层或者第n+1或者第n-1层铺设温度光纤光栅传感器；所述温度光纤光栅传感器与对应的应变光纤光栅传感器之间距离为5mm～10mm。

6.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2.1)中，预固化温度为70℃-90℃。

7.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2.2)中，二次固化压力控制在0.05-0.25Mpa之间。

8.如权利要求1所述的一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2.2)中，设定温度工艺为升温至80℃，保温30min，再升温至120℃，保温60min。

9.一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而成。

10.一种内植光纤光栅的复合材料三明治结构在线监测系统，其特征在于，所述内植光纤光栅的复合材料三明治结构采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而成；

所述在线监测系统包括光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪与所有光纤光栅传感器对相连，所述光纤光栅解调仪与上位机相连。