本发明属于智能纤维复合材料制备领域，特别是涉及一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置及操作方法。
背景技术：
1、纤维复合材料(frp)具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳的优点，采用纤维复合材料代替传统钢材，可有效克服钢材自重大、易腐蚀和易疲劳破坏等劣势，目前已广泛应用于土木工程的混凝土结构加固、海滨工程防腐、岩土工程锚杆和油气管道约束等工程。常见的frp材料包括碳纤维复合材料(cfrp)、玻璃纤维复合材料(gfrp)、玄武岩纤维复合材料(bfrp)等。
2、光纤监测技术具有传感器小、带宽大、信号稳定和寿命长等优点，可以通过布设的光纤传感器实现对周围环境的应变、温度和振动的监测，目前已广泛应用于土木工程结构健康监测中。目前常用的光纤监测技术包括：光纤光栅传感技术(fbg)、弱栅传感技术(mfbg)、布里渊散射传感技术(botda/r)、瑞利散射光时域反射传感技术(otdr)和瑞利散射光频域反射传感技术(ofdr)等。其中，ofdr监测技术已经可以实现空间分辨率为1mm，应变测试精度为±1.0με的分布式应变监测。
3、将纤维、树脂和光纤传感器一同拉挤，可以制备得到智能frp杆。其外层的frp层不仅保护了内部脆弱的光纤传感器，提升了传感器耐久性，拓宽了光纤监测技术的应用范围；同时制备的智能frp杆具有极高的抗拉性能，可以对结构进行增强。将智能frp杆作为受力构件或作为传感器布置在土木工程结构内，并采用光纤传感技术对智能frp杆中的单/多根光纤进行长期监测，即可通过识别光纤是否通路、光纤的应变和温度分布中的突变位置和大小、光纤振动位置和强度，实现对环境结构损伤以及frp杆自身损伤的定量与定位。因此，拉挤生产过程中单/多光纤在frp杆横截面上的分布控制，关系到环境结构与frp杆自身的损伤识别精度。
4、拉挤过程中的分纱装置，是控制智能frp成品纤维和光纤在横截面上分布的关键点。然而传统的智能frp杆分纱装置在拉挤过程中存在以下问题：一、光纤的截面位置分布不稳定。由于在生产过程中，纤维与光纤受到牵引角度、预张力等多种不稳定因素影响，在通过传统分纱板的截面分布后，依然会因为不同纤维的张力变化而导致光纤位置偏移。二、光纤的横截面位置不可随时调整，生产需要反复穿纱。传统分纱装置的纤维通孔与光纤通孔是固定的，因此当生产得到的智能frp杆截面光纤发生偏位后无法对光纤位置进行微调，必须重新选择光纤孔位反复穿纱。三、分纱板需要反复定制。每一传统分纱板穿孔是定制的，对应的设计截面是固定的，因此为了满足不同光纤截面分布的要求，就需要反复定制不同穿孔位置的分纱板。四、难以适配现有拉挤模具。传统分纱装置根据某一拉挤模具进行定制，无法适配不同尺寸，不同开孔位置的拉挤模具。
5、以上问题均会导致拉挤生产中的材料与工时浪费，难以长线生产，产品质量不可控等问题。因此，亟需一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤分纱装置，其可以使得智能frp杆在拉挤过程中，单/多根光纤在frp截面上的位置分布长线稳定、可以随时调整光纤位置、同一分纱板结构可适用于多种光纤分布要求、光纤调整位置时不需要反复穿纱。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置及操作方法，以解决单/多根光纤在frp截面上的位置分布不稳定、不可随时调整、分纱板需要反复定制、生产需要反复穿纱等问题。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，根据本发明的一个方面，提供一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，包括：
3、承力框架，沿轴向一端固定在拉挤模具上，在远离拉挤模具一侧沿轴向滑动设置有至少两个间隔布置的限位框；
4、分纱底板，一一对应的滑动设置在每个所述限位框上并与对应限位框上的调节组件相连，每个所述分纱底板板面上贯穿设置多个底板纤维孔和多个底板光纤槽；
5、分纱转板，一一对应的转动连接在每个所述分纱底板上，每个所述分纱转板板面上贯穿设置有多个转板纤维孔和多个转板光纤槽，任意转板纤维孔用于与对应位置的底板纤维孔配合穿过纤维束，以固定纤维束的位置，任意底板光纤槽用于与对应位置的转板光纤槽配合穿过光纤，通过往复转动分纱转板以改变光纤相对于拉挤模具的径向位置，每个所述调节组件用于调节对应分纱底板与拉挤模具进口端的相对位置以及将调节好位置的分纱转板锁紧。
6、更进一步的，所述承力框架包括固定框、与固定框相连的支撑轨道以及设置在固定框上的固定顶丝，所述固定顶丝用于锁紧拉挤模具。
7、更进一步的，所述限位框包括底板框，所述底板框周侧设置有与支撑轨道对应滑动连接的轨道滑块，中间形成有底框檐口，每个所述轨道滑块上设置有滑块顶丝用于拧紧后抵住相应的支撑轨道。
8、更进一步的，所述调节组件为底板顶丝，转动连接在底板框上。
9、更进一步的，多个沿所述分纱底板径向间隔布置的底板纤维孔为一组，所述分纱底板上圆周均布设置有多组且每相邻两组之间最外侧设置有多个底板纤维孔，所述底板光纤槽由圆周均布设置的多个沿分纱底板径向布置的条形槽在分纱底板圆心位置相交而成，每个所述条形槽设置在相邻两组底板纤维孔之间。
10、更进一步的，所述分纱底板上设置有底板顶丝孔。
11、更进一步的，每个所述底板纤维孔内设置一个纤维陶瓷管。
12、更进一步的，多个所述转板纤维孔圆周均布设置，多个转板光纤槽圆周均布设置并与全部转板纤维孔交错布置，全部所述转板光纤槽在分纱转板圆心处连通，全部所述转板光纤槽内设置有至少一个光纤陶瓷管。
13、更进一步的，每个所述转板光纤槽从分纱转板圆心沿径向呈波浪形布置且振幅逐渐增大。
14、根据本发明的另一个方面，提供一种操作如上述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置的方法，包括以下步骤：
15、s1、将承力框架与拉挤模具同轴组装；
16、s2、将两道限位框按照预定的位置安装在承力框架上并固定；
17、s3、将两道分纱底板分别安装在对应的限位框上经调节组件调节后使分纱底板中心线与拉挤模具轴线重合；
18、s4、将涉及所需数量的纤维束穿过纤维陶瓷管后将纤维陶瓷管均匀地嵌入每个分纱底板的底板纤维孔内；
19、s5、将设计所需的单/多光纤穿过光纤陶瓷管后，往复调整每个分纱转板与对应分纱底板的相对位置使得转板光纤槽和底板光纤槽形成需要的通孔位置；
20、s6、将穿有单/多光纤的光纤陶瓷管嵌入每个通孔位置中，将纤维、光纤和树脂穿过拉挤模具生产出智能frp杆；
21、s7、切开智能frp杆观察截面上光纤分布位置是否符合设计要求；
22、s8、如果光纤分布位置不符合要求，拔出全部光纤陶瓷管后重复s5-s7，直到光纤分布位置满足预期。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24、1、本分纱装置的光纤可按设定截面位置实现长线稳定生产：设计了两道限位框、两道分纱底板和两道分纱转板，形成了张力过渡区，使得纤维束和光纤在穿过后充分消除从纱架引出后产生的不均匀张力，从而保证了在长线生产的过程中光纤始终保持在设定的截面位置；
25、2、本分纱装置可随时调整光纤位置，且不需要重新穿纱：通过往复小角度转动分纱板，可以使得光纤在光纤槽中沿径向移动，当通过检查发现拉挤完成的智能frp杆截面光纤分布与设定存在偏差后，可直接对光纤位置进行纠偏调整，而不需要重新穿纱；
26、3、本分纱装置可适用于多种光纤截面分布要求：通过调整分纱转板与分纱底板的角度，可以实现光纤穿孔位置的调整，从而满足多种类型光纤截面分布的生产要求，不需要反复定制新的分纱板；
27、4、本分纱装置可适用于多种拉挤模具：通过固定顶丝实现分纱装置的可拆卸，通过轨道滑块的前后滑动和分纱底板的左右移动，实现对不同尺寸、孔位拉挤模具的适配。
1.一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：所述承力框架(1)包括固定框(101)、与固定框(101)相连的支撑轨道(102)以及设置在固定框(101)上的固定顶丝(103)，所述固定顶丝(103)用于锁紧拉挤模具(5)。
3.根据权利要求1所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：所述限位框(2)包括底板框(201)，所述底板框(201)周侧设置有与支撑轨道(102)对应滑动连接的轨道滑块(202)，中间形成有底框檐口(205)，每个所述轨道滑块(202)上设置有滑块顶丝(203)用于拧紧后抵住相应的支撑轨道(102)。
4.根据权利要求3所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：所述调节组件为底板顶丝(204)，转动连接在底板框(201)上。
5.根据权利要求1所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：多个沿所述分纱底板(3)径向间隔布置的底板纤维孔(301)为一组，所述分纱底板(3)上圆周均布设置有多组且每相邻两组之间最外侧设置有多个底板纤维孔(301)，所述底板光纤槽(302)由圆周均布设置的多个沿分纱底板(3)径向布置的条形槽在分纱底板(3)圆心位置相交而成，每个所述条形槽设置在相邻两组底板纤维孔(301)之间。
6.根据权利要求5所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：所述分纱底板(3)上设置有底板顶丝孔(303)。
7.根据权利要求5所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：每个所述底板纤维孔(301)内设置一个纤维陶瓷管(304)。
8.根据权利要求1所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：多个所述转板纤维孔(401)圆周均布设置，多个转板光纤槽(402)圆周均布设置并与全部转板纤维孔(401)交错布置，全部所述转板光纤槽(402)在分纱转板(4)圆心处连通，全部所述转板光纤槽(402)内设置有至少一个光纤陶瓷管(403)。
9.根据权利要求8所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置，其特征在于：每个所述转板光纤槽(402)从分纱转板(4)圆心沿径向呈波浪形布置且振幅逐渐增大。
10.一种操作如权利要求1-9中任一项所述的一种可控光纤横截面位置的智能frp杆拉挤工序分纱装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
